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RF100嵌入式无线数传模块

一、产品叙述

RF100模块是高度集成半双工多通道微功率嵌入式无线数据传输模块,其嵌入高速单片机和高性能射频芯片。创新的采用高效的循环交织纠检错编码,抗干扰和灵敏度都大大提高,最大可以纠24bits连续突发错误,达到业内的领先水平。RF100模块提供了多个频道的选择,可在线修改串口速率,发射功率,射频速率等各种参数。RF100模块能够透明传输任何大小的数据,而用户无须编写复杂的设置与传输程序,同时小体积宽电压运行,较远传输距离,丰富便捷的软件编程设置功能,使之能够应用与非常广泛的领域。


二、模块应用:

●  无线传感器;

●  家庭自动化;

●  无线抄表;

●  自动化数据采集;

●  工业遥控、遥测;

●  POS系统,资产管理;

●  楼宇小区自动化与安防;

●  机器人控制;

●  车辆管理;

●  气象,遥感。

 

三、模块特点:

●   1000米传输距离(2400bps);

●  工作频率418~455MHz(1KHz步进);

●  大于100个频道;

●  GFSK的调制方式;

●  高效的循环交织纠错编码;

●  灵活的软件编程选项设置;

●  UART接口,RS232/RS485可定制;

●  超大的256bytes数据缓冲区;

●  适合大数据量传输;

●  内置看门狗,保证长期可靠运行。

 

四、模块概述

RF100模块是新一代的多通道嵌入式无线数传模块,其可设置众多的频道,步进精度为1Khz,发射功率高达20mW,而仍然具有较低的功耗,体积37.5mm x 18.3mm x 7.0mm,非常方便客户嵌入系统之内。

RF100模块创新的采用了高效的循环交织纠检错编码,最大可以纠24bits连续突发错误,其编码增益高达近3dBm,纠错能力和编码效率均达到业内的领先水平,远远高与一般的前向纠错编码,抗突发干扰和灵敏度都较大的改善。同时编码也包含可靠检错能力,能够自动滤除错误及虚假信息,真正实现了透明的连接。所以RF100模块特别适合与在工业领域等强干扰的恶劣环境中使用。

RF100模块内设256bytes大容量缓冲区,在缓冲区为空的状态下,用户可以1 次传输256bytes 的数据,当设置空中波特率大于串口波特率时,可1次传输无限长度的数据,同时RF100模块提供标准的UART/TTL 接口,1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600bps七种速率,和三种接口校验方式。RF100模块外部接口采用透明数据传输传输方式,能适应标准或非标准的用户协议,所收的数据就是所发的数据。

设置模块采用串口设置模块参数,具有丰富便捷的软件编程设置选项,包括频点,空中速率,以及串口速率,校验方式,等都可设置,设置方式有二种方式:

1、是通过本公司提供的RF100/200配置软件,利用PC 串口即可。

2、是动态在线设置,用户通过置低设置脚(SET),用串口发命令动态修改,具体方法参见RF100模块的参数设置章节。

 

五、引脚定义

RF100模块共有7个接脚,具体定义如下表:

RF100引脚定义

引脚

定义

说明

1

GND

地 0 V

2

VCC

3.4V~5.5V

3

EN

电源使能端,≧1.6V或悬空使能,≦0.5V休眠。

4

RXD

URAT输入口,TTL电平。

5

TXD

URAT输出口,TTL电平。

6

AUX

UART口的收发指示输出,低接收,高输出。

7

SET

参数设置,低有效。

表一:RF100引脚定义表


六、产品尺寸


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图一:产品尺寸图


七、RF100模块的参数设置:

RF100模块使用相当的灵活,可以根据用户的需求设置不同的选项。

RF100模块的参数设置说明

设置

选项

默认

串口速率(Series Rate)

1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600bps

9600bps

串口效验(Series Parity)

Disable(无效验),Even Parity(偶效验),

Odd Parity(奇效验)

Disable

收发频率(RF Frequency)

418MHz~455MHz(1K步进)

434MHz

空中速率(Series Rate)

2400,4800,9600,19200bps

9600bps

输出功率(RF Power)

0-9(9 为20mw)

9(20mw)

表二:模块的参数设置表


八、配置方式

用户可以对串口参数,串口效验,收发频率,空中速率,输出功率进行设置,设置的方法有二种方式。

1、是本我公司开发设计的RF100/200配置软件,通过PC修改,见图二。

用RF100/200配置软件设置是通过模块的UART/TTL口完成的(4,5PIN),所以必须接UART/TTL to RS232接口转换板在连接到PC完成设置,或使用本公司提供的转换板。设置方法是,首先连接好通讯线,打开RF100/200配置软件,然后打开模块电源,最后插入模块到测试板,此时,软件的状态栏应显示Found Device(发现模块),这时就可以进行相应的读写操作。

2、是通过SET脚在线进行修改。在线软件设置是通过模块的UART/TTL口完成的(4,5PIN)和SET脚完成的,时序图见图三,当EN脚置高50ms后,模块即可正常工作(T1)

设置时首先将SET脚置低,此时无论UART口是何状态,模块自动将UART口转变为9600bps,无效验模式,约1ms后模块进入设置状态(T2)。

用户可以通过向RXD口发送设置命令,模块效验后,在200ms内TXD脚将开始返回参数信息(T3),用户在确认设置信息无误后置高SET脚,模块在10ms内切换至用户设置的参数模式运行(T4)。

需注意的是当模块进入设置状态(SET脚为低),用户只能发送一次设置命令,如发送设置命令出错,或已完成设置,若需再次设置必须将SET脚置高,然后重新进入设置状态。

RF100设置采用ASCII码, 波特率为9600,无效验模式,设置命令有二条,用大写表示,如有参数用空格间隔开,用回车换行结束,格式如下:

1)、读设置:RD↙

应答: PARA_频率_空中速率_发射功率_串口速率_串口效验↙

2)、写设置:WR_频率_空中速率_发射功率_串口速率_串口效验↙

应答: PARA_频率_空中速率_发射功率_串口速率_串口效验↙

其中参数表示方法如表三:

参数表示方法

参数

字节数

说明

频率

6

单位KHz,如434MHz表示为434000。

空中速率

6

2400,4800,9600,19200bps用1、2、3、4表示。

发射功率

1

0 至 9。设置0为-1dBm,9为13dBm(20mW)

串口速率

1

1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600bps用0、1、2、3、4、5、6表示。

串口效验

1

串口效验 0为无效验,1为偶校验,2为奇校验。

表三: 模块的参数设置表


如将模块设置为,频率434MHz,空中速率9600bps,发射功率20mW,串口速率1200bps,无效验。

写设置为:WR_434000_3_9_0_0↙

(HEX编码 0x57,0x52,0x20,0x34,0x33,0x34,0x30,0x30,0x30,0x20,0x33,0x20,0x39,0x20,0x30,0x20,0x30,0x0D,0x0A)

应答: PARA_434000_3_9_0_0↙

(HEX编码 0x50,0x41,0x52,0x410x20,0x34,0x33,0x34,0x30,0x30,0x30,0x20,0x33,0x20,0x39,0x20,0x30,0x20,0x30,0x0D,0x0A)

 

九、RF100模块与计算机接线方式

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图三: 软件设置接线图


十、RF100在线修改设置时序图

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图三:在线修改设置时序图

 

十一、RF100模块与终端设备的连接

TTL接口连接图(下图)

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图四:模块与终端设备的连接(UART/TTL电平)接线图

模块在连接UART/TTL电平时,模块的B/RX和A/TX脚必须悬空(两边的系统共地)

 

十二、RF100技术指标:

RF100技术指标

工作频率

418MHz~455MHz (1KHz步进)

调制方式

GFSK

频率间隔

200KHz

发射功率

20mw(10级可调)

接收灵敏度

-118dBm@1200bps

空中传输速率

2400~9600bps

接口速率

1200~57600bps

接口效验方式

8E1/8N1/8O1

接口缓冲空间

256bytes

工作湿度

10%~90%(无冷凝)

工作温度

-30℃~85℃

电源

3.4~5.5V (±50mV纹波)

发射电流

≦35mA@10mW

接收电流

≦28mA

休眠电流

≦5uA

传输距离

1200米传输距离 (1200bps开阔地可视距离)

尺寸

37.5mm x 18.3mm x 7.0mm

表三:RF100技术指标

 

十三、RF100模块的组网应用

RF100的通信信道是半双工的,可以完成一点对一点,一点对多点的通讯。这二种方式首先需要设1个主站,其余为从站,所有站点都必须设置一个唯一的地址。通信的协调由主站控制,主站采用带地址码的数据帧发送数据或命令,所有从站全部都接收,并将接收到的地址码与本机地址码比较,地址不同则将数据丢掉,不做响应,若地址码相同,则将接收的数据传送出去。组网必须保证在任何一个瞬间,同一个频点通信网中只有一个电台处于发送状态,以免相互干扰。RF100可以设置多个频道,所以可以在一个区域实现多个网络并存。

 

十四、RF100模块注意的问题

考虑到空中传输的复杂性,无线数据传输方式固有的一些特点,应考虑以下几个问题。

1)、无线通信中数据的延迟

由于无线通信发射端是从终端设备接收到一定数量的数据后,或等待一定的时间没有新的数据才开始发射,无线通信发射端到无线通信接收端存在着几十到几百毫秒延迟(具体延迟是由串口速率,空中速率以及数据包的大小决定),另外从无线通信接收端到终端设备也需要一定的时间,但同样的条件下延迟时间是固定的。

2)、数据流量的控制

RF100模块虽然有256bytes大容量缓冲区,但若串口速率大于等于空中速率,则存在数据流量的问题,可能会出现数据溢出而导致的数据丢失的现象。在这种情况下,终端设备要保证串口平均速率不大于60%空中速率,如串口速率为9600bps,空中速率为4800bps,终端设备每次向串口发送100字节,那么终端设备每次向串口发送的时间约104ms,(104ms/0.6)*(9600/4800)=347ms,所以终端设备每次向串口发送100字节每次间隔不小于347ms,以上问题则不会出现。

3)、差错控制

RF100模块具有较强的抗干扰能力,在编码已经包含了强大的纠检错能力。但在极端恶劣的条件下或接收地的场强已处于RF100模块接收的临界状态,难免出现接收不到或丢包的状况。此时客户可增加对系统的链路层协议的开发,如增加类似TCP/IP中滑动窗口及丢包重发等功能,可大大提高无线网络的使用可靠性和灵活性。

4)、天线的选择

天线是通信系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响通信系统的指标,用户在选择天线时必须首先注重其性能。一般有两个方面:

⑴、选择天线类型;

⑵、选择天线的电气性能。

选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波覆盖的要求;选择天线电气性能的要求是:选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是否符合系统设计要求。因此,用户在选择天线时最好向厂家联系咨询,RF100要求的天线阻抗为50欧姆。


十五、模组出厂默认参数:

中心频点::434MHz(418MHz~455MHz频段中心为434MHz)

发射功率:20mW

接口波特率:9600bps

校验位:N

数据位:8

停止位: 1

说明:本模块有3种接口方式TTL、RS232、RS485接口,出厂标准为TTL接口,如有需要订货时请说明,以便提供合适的产品,感谢客户长期以来对我公司的支持。

十六、联系方式

以上说明资料及模块使用中有任何问题,请接洽。

北京博坤盛泰科技有限公司

http://www.bkstrf.com