產品說明0
產品概述
UTC1212模塊是高度集成超低功耗半雙工微功率無線數據傳輸模塊,片上集成嵌入高性能低功耗STM8L101處理器,採用最新一代高性能射頻芯片SX1212。其中SX1212創新的採用高效的循環交織糾檢錯編碼,使抗干擾和靈敏度都大大提高,模塊提供了多個頻道的選擇,可在線修改串口速率,發射功率,射頻速率等各種參數,二次開發簡單方便,當然也可以通過MCU來設置常規參數,模塊電壓範圍為2.1-3.6V,適合電池供電,和手持設備應用開發,在接收狀態僅僅消耗3.2mA,有四種工作模式。在1SEC週期輪詢喚醒省電模式(Polling mode)下,接收僅僅消耗不到20uA,理論上一節3.6V/3.6A時的鋰亞電池可工作10年以上,距離也很遠,配我們公司的8.5cm棒狀天線,實測500米以內穩定傳輸,700米仍有信號,如配更高增益天線1000米不是傳說,而其他無線芯片如NRF905、CC1101的通信距離在200米左右,而且接收電流都在20mA左右!
備註
天線在無線應用中非常重要,測試中選用8.5CM天線,匹配好,通訊距離遠。而市面上的天線形形色色,測試中選用4.5CM天線和普通彈簧天線距離都不理想(200米左右)雖然8.5CM天線成本要高一些,但鑒於性能第一,故推薦8.5CM,但8.5CM體積較大,故特意委託天線廠家定制了5CM天線,效果接近8.5CM效果,400米左右。定制的2.5CM彈簧天線,測試通信距離在視距300米左右
顯著特點:
(1) 支持無線喚醒功能,處於無線喚醒模式時平均功耗低於20uA
(2) 支持在線修改(也就是用戶通過MCU修改)發射目標地址,載波頻率等參數,方便實現多點通信。
(3) FEC即前向糾錯機制,利用傳輸冗長信息的方法,當傳輸中出現錯誤,將允許接收器再建數據。大大提高無線通信的抗干擾能力。
(4) 大容量數據緩衝區,最多一次可支持384字節長度數據包。
(5) 支持載波監聽功能,即在物理層上支持無線防碰撞協議!假設這樣一個場景,用戶有一個採集基站(基站是市電供電)一直處於射頻接收狀態,可以根據上位主機軟件的指令發出無線喚醒某個特定物理地址的節點,當處於低功耗模式的節點收到喚醒信息後,進而把該節點的數據採集的有效數據反饋給上位主機,使用無線防碰撞和硬件物理機制,有效解決了周圍其他無線系統同頻干擾問題—--此舉可以可靠通信;無線喚醒單個節點,而不是所有節點,有效的解決了其他無線終端節點被無辜喚醒的問題,進而降低了功耗,延長了節點的使用壽命
產品規格
模塊名稱: UTC-1212SE
模塊尺寸: 33mm * 19mm *1mm
接口間距:2.54mm DIP封裝
MCU IC: STM8L101
RF IC: SX1212
產品工藝:採用高精度元件,廣泛適合民用、工業產品應用設設計
典型參數 | 數值 | 單位 |
工作電壓 | 2.1 – 3.6 | V |
溫度範圍 | -40 to +85 | ℃ |
工作濕度 | 10%~90% | % |
工作頻率 | 300-510 | MHz |
可調功率參數 | -8.5 to +12.5 | dBm |
空中傳輸率 | 1K,2K,5K,10K,20K,40K | kbps |
發射電流 | 34 | mA |
持續接收電流 | 3.2 | mA |
休眠電流 | 1.5 | uA |
最高靈敏度 | -110 | dBm |
串口傳輸率 | 1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600 | bps |
最大數據包長 | 256 | byte |
參數修改次數 | 300k | 次 |
基本特性
(1)工作頻率在430-440MHz頻段內效果最佳(天線匹配),適合多節點的特殊場合
(2)無線模塊空中速率最低1kbps,最高40kbps,可以軟件隨意設置
(3)UART(通用異步串行)接口支持1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600bps
(4)SX1212接收僅電流3mA,休眠狀態僅為1.5uA,10dbm條件下,發射電流僅25mA
(5)休眠狀態僅為1.5uA,喚醒時間軟件可設,最短50ms,最長5S,滿足低功耗設備要求
(6)發射功率最小-8.5dbm,最大+12.5dbm,八檔連續可軟件設置選擇
(7)FSK調製,靈敏度高,並採用CRC高效糾錯編碼,抗干擾能力強
(8)大容量數據緩衝,FIFO最大支持一次收發高達256字節
(9)標準DIP間距接口,最常見接口,便於嵌入式應用
備註
(1)SX1212芯片支持300-510MHZ,但考慮天線匹配,建議工作在430-440MHz頻段
(2)無線模塊空中速率越低,接收靈敏度越高,有效通信距離越遠
(3)MCU控制UTC1212模塊時,通過TXD和RXD兩線進行數據交換
(4)雖SX1212芯片最大發射功率可設置為+12.5dbm,但供電通常低於3.6V(如2節電池3V), 再加上電路自身不可避免的損耗,所以模塊一般有效發射功率在+10dbm左右
(5)常見的CC1020、ADF7021每次數據長度為1位,NRF905最大數據包長度為32字節,CC1101、SI4432收發數據長度為64字節,相比UTC1212模塊在大數據量傳輸應用更加方便
(6)NRF905、CC1101在同樣發射功率下接收電流高達30mA左右,相比SX1212低功耗優勢顯著
基本工作流程
(1)模塊平時處於接收狀態,一旦收到數據,就將已經接收到的數據通過UART輸出,這時你可以用單片機通過中斷接收方式將數據讀取並存儲,便於處理(如比對、數據顯示等)
(2)需要發送數據的時候,只需要把待發送數據通過UART接口傳輸UTC1212模塊,模塊收到數據後就自動無線發送,發送完畢後自動切換到接收模式
SET_A SET_B | 工作模式 | 工作狀態 |
模式1 SET_A=0 SET_B=0 | 正常模式 | UART功能打開狀態,模塊處於持續接收狀態,當UART串口有數據輸入時,置低AUX,並切換到發射狀態,發送數據,數據發送結束後重新置高AUX腳並重新轉入持續接收狀態。 處於該模式下模塊發送數據時並沒有發送較長的前導碼,所以要求接收方必須處於模式1或模式2,如模塊從當前信道中接收到數據後,經過CRC校驗確認,數據無誤時,置低AUX並立刻從串口輸出數據,發送結束後置高AUX。 |
模式2 SET_A=0 SET_B=1 | 喚醒模式 | UART功能打開狀態,模塊處於持續接收狀態,當串口有數據輸入時,置低AUX,並切換到發射狀態發送數據,數據發送結束後重新置高AUX腳並重新轉入持續接收狀態。處於該模式下模塊發送數據時,所以接收方處於模式1,模式2或模式3均能夠接收到數據。如模塊從當前信道中接收到數據後,經過CRC校驗確認數據無誤時,置低AUX並立刻從串口輸出數據,發送結束後重新置高AUX.該模式主要通過定時休眠原理,讓模塊在休眠狀態和接收模式下狀態按照一定時間占空比定時切換,從而降低模塊功耗。 |
模式3 SET_A=1 SET_B=0 | 省電模式 | UART功能處於關閉狀態,進一步降低功耗,接收機在一個喚醒週期(如1秒)後打開並搜索信道中是否有同步信號,如沒有則立刻休眠狀態等待下一個喚醒週期再被喚醒,如監聽到同步信號則處於接收狀態並將數據接收收下來。經過CRC校驗確認數據無誤時,置低AUX以喚醒下位機,等待5ms後打開串口並輸出數據。 串口輸出結束後,關閉串口,置高AUX,如模式設置沒有改變則再次進入立刻休眠狀態等待下一個喚醒週期。 |
模式4 SET_A=1 SET_B=1 | 休眠模式 配置模式 | 串口處於關閉狀態,模塊處於休眠狀態。這種模式下,模塊的射頻電路,CPU主時鐘與外設均被關閉,耗電僅僅約1.5uA。該模式主要用於不需要數據收發時暫時關閉模塊,同時無線模塊的各項參數設置也是在該模式條件下進行,可通過UTC2303模塊輔助完成。 |