标签: 无线收发

在物联网领域中，无线射频技术作为设备间通信的核心手段，已深度渗透工业自动化、智慧城市及智能家居等多元场景。然而，随着物联网设备接入规模的不断扩大，如何降低运维成本，提升通信数据的传输速度和响应时间，实现更广泛、更稳定的覆盖已成为当前亟待解决的系统性难题。 SoC无线收发模块-RFM25A12 在此背景下，华普微创新推出了一款高性能、远距离与高性价比的Sub-GHz无线SoC收发模块RFM25A12，旨在提升射频性能以满足行业中日益增长与复杂的设备互联需求。值得一提的是，RFM25A12还支持Wi-SUN协议，可为超大规模的户外I/OT网络提供通信基础，降低组网投入，是用于计量、照明和配电自动化的1 GHz以下Wi-SUN的理想解决方案。 RFM25A12 射频收发模块：核心性能大揭秘 RFM25A12工作在470MHz、868MHz与915MHz等多种工作频率下，模块最大射功率为16dBm，接收灵敏度可低至-110dBm，可轻松穿透各种建筑与植被，满足多数物联网场景对于远距离和高稳定性的通信需求。同时，RFM25A12还支持 Wi-SUN MR OFDM MCS 0-6、 802.15.4 SUN MR O-QPSK，带 DSSS、Wi-SUN FSK、 2(G)FSK与 (G)MSK等多种调制方式，能够灵活适配不同的网络架构和应用场景。 RFM25A12 典型应用电路 RFM25A12在EM2深度睡眠模式下，睡眠电流仅为 5uA，功耗极低。RFM25A12的发射电流为65mA @16dBm 915MHz、66mA @16dBm 868MHz、70mA @16dBm 470MHz，接收电流为10mA，可极大地提升物联网设备的电池使用寿命，降低智能表计、传感器等设备的维护频率。 RFM25A12工作在Sub-GHz 频段中，可免受Wi-Fi、蓝牙等2.4GHz频率的干扰，具有天然的抗干扰优势，能准确地传输设备状态信息、控制指令等数据。RFM25A12采用高度集成的模块化设计，极大地简化了系统设计中所需的外围物料，并提供了多个通用I/O，方便用户根据自身需求进行二次开发。 此外，RFM25A12还具备着 1.8V~3.8V的宽电压工作范围，以及-40℃~ 85℃的工作温度范围，并内置了π型匹配电路，简化了天线设计，降低了用户的开发门槛。 精准赋能：多核心场景解决方案 在现代电力系统中， 智能电表作为电力数据采集的关键终端，对于实现电力系统的高效化与智能化管理起着至关重要的作用。为了实现对电力数据的精准采集和高效管理，智能电表的远程抄表和实时数据监控功能需要稳定、可靠的通信技术作为支撑。 RFM25A12 射频收发模块支持多种工业级通信协议，如Wi-SUN、802.15.4等，可确保数据在传输过程中的准确性和完整性，有效避免了数据丢失和误码的情况，且其工作在 Sub-GHz 频段，具有天然的远距离通信能力和抗干扰性能，能够在复杂的环境中实现智能电表与数据采集中心之间的稳定通信。 在街道照明系统中， 构建大规模的物联网路灯网络具有重要意义：一方面可为人们的夜间出行提供安全保障，另一方面能提升城市的形象与品质。为实现对每一盏路灯的精准控制，减少能耗与维护成本，这种大规模的路灯网络需要采用一种低成本、高可靠的组网方案。 RFM25A12 射频收发模块支持多种工业级通信协议，如Wi-SUN、802.15.4等，其采用模块化部署方式，可轻松实现对每一盏路灯的亮度调节。且其还可以根据不同时间节点，天气状况与交通流量，自动调节路灯的亮度，既满足基本照明需求，又能有效降低能耗。 在工业生产过程中， 大量的传感器、执行器等设备需要进行实时的数据交互和远程控制，以实现生产过程的自动化、智能化管理。然而，工业环境复杂多变，对通信技术的可靠性、稳定性和适应性提出了极高的要求。 RFM25A12 射频收发模块支持多种工业级通信协议，如Wi-SUN、802.15.4等，还采用了先进的抗干扰调制技术，能在高温、强电磁干扰等恶劣环境下，准确地传输设备状态数据和控制指令，确保各种工业生产线的高效运行。 展望未来，随着物联网产业的持续发展，它将推动更多传统产业迈向智能化转型，创造出更多高效、节能、便捷的应用场景。而华普微的愿景是通过 RFM25A12 等一系列高性能的射频产品，赋能全球能源、城市、工业的智能化转型，成为客户首选的 “无线连接伙伴”。

　　1 概述 　　无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。该模板块在内部需成了高频接收、PLL合成、FSK调制/解调、参量放大、功率放大、频道切换等功能，因而是目前集成度较高的无线数传产品。 　　以往设计无线数传产品常常需要相当的无线电专业知识和昂贵的专业设备，而且传统的电路方案不是电路太复杂就是调试困难而令人望而却步，以至影响了用户的使用和新产品的开发研制工作。PTR2000的出现，使有们摆脱了传统无线产品设计的困扰。该器件采用抗干扰能力较强的FSK调制/解调方式，其工作频率稳定可靠、外围元件少、功耗极低且便于设计生产，这些优异特性使得PTR200非常适合于便携及手持产品的设计。另外，由于它采用了低发射功率、高灵敏度设计，因而可满足无线管制的要求且无需使用许可证，是目前低功率无线数传的理想选择。 　　2 PTR2000的主要特征 　　PTR2000的主要特征如下： 　　该器件将接收和发射合接为一体； 　　工作频率为国际通用的数传频段433MHZ； 　　采用FSK调制/解调，可直接进入数据输入/输出，抗干扰能力强，特别适合工业控制场合； 　　采用DDS（直接数据合成）+PLL频率合成技术，因而频率稳定性极好； 　　灵敏度高达—105bBm; 　　工作电压低（2.7V），功耗小，接受待机状态电流仅为8μA； 　　具有两个频道，可满足需要多信道工作的场合； 　　工作数率最高达20kbit/s(也可在较抵速率下工作，如9600bps); 　　超小体积，约40×27×5mm3; 　　可直接与CPU串口进行连接（如8031），也可以用RS232与计算机接口，软件编程非常方便； 　　标准的DIR引脚间距更适合于趼、嵌入式设备； 　　由于采用了低发射功率、高接收灵敏的设计，因此使用时无需申请许可证，开阔地时的使用距离最远可达1000米。 　　3 引脚排列及功能 　　PTR2000模板的引脚排列如图1所示。各引脚的功能说明如下； 　　VCC（1脚）；下输入端，电压范围为2.7~5.25V； 　　CS（2脚）：频道选择端。CS=0时，选择工作频道1， 即433.92MHz；CS=1时选择工作频道2，即434.33 MHz 　　DO（3脚）：数据输出端； 　　DI（4脚）：数据输入端 　　GND（5脚）：电源地 　　PWR（6脚）：节能控制端。当PWR=1时，模块处于正常工作状态，PWR=0时，模块处于待机微功耗状态； 　　TXTN（7脚）：发射/接收控制端。当TXTN=1时，模块为发射状态；当TXTN=0时，模块被设置为接受状态。 　　PTR2000可与所有单片机（如80C31、2051、68HC08、PIC、Z8等）配合使用，可直接接单片机的串口或I/O口，也可与计算机串口进行通讯，此时需要在中间简单地接在一个RS232电平转换芯片，如MAX232等。 　　4 软件编程注意事项 　　在软件编程过程中，对PTR2000的工作模式和工作频道的选择尤为重要，表1给出了该模块的工作模式控制及工作频道的选择方式。 表1 模块工作模式控制及工作频道选择表 　　4.1 发送 　　PTR2000的通信速率最高为20Kbit/s,也可工作在其它速率如4800bps、9600bps下，无需设置PTR2000的工作速率。 　　在发送数据之前，应将模块先置于发射模式，即TXEN=1。然后在等待至少5ms后（接收到发射的转换时间）才可以发送任意长度的数据。发送结束后应将模块置于接收状态，即TXEN=0。发射到接收的转换时间为5ms。 　　4.2 接收 　　接收时应将PTR2000置于接收状态，即TXEN=0。然后将将接收到的数据直接送到单片机串口或经电平转换后送到计算机。 　　4.3 待机模式 　　当PWR=0时，PTR2000进入节电待机模式，此时的功耗大约为8μA，但在待机模式下不能接收和发射数据。 　　PTR2000 除了应注意在发送、接收和待机模式下的编程外，还需注意在无信号时，PTR2000的串口输出的是随机数据，此时，可定义一个简单的通信协议，如在发送时，在有效数据这前加两用人才个（或多个）字节的固定标志，以便在接收一方的软件中检测该固定标志并将其作出了为下式数据的开始。 　　为了使系统能够可靠地通信，在编程时应设计通信协议，并应考虑数据的纠检错，检错可采用较验方式或更好的CRC校验方式。 　　5 硬件连接 　　图2所示是PTR2000与计算机串口进行接口的典型应用电路。连接时，PTR2000无线MODEM的DI端应接单片串口的发送端，DO接单片机串口的接收端。  　　利用单片机的I/O可以控制模块的发射控制、频道转换和低功耗模式。 　　如果直接将PTR2000与计算机串口连接，则可用RTS来控制PTR2000无线MODEM模块的收/发状态转换（RTS需经电平转换）。 　　6 应用 　　单片无线收、发一体无线数传模块PTR2000可广泛用于遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁 　　系统、小区传呼、工业数据采集系统、无线标签、身份识别、非接触RF智能卡、小型无线数据终端、安全防火系统、无线遥控系统、生物信号采集、水文气象控制、机器人控制、无线/230/422/485数据通信、数字音频、数字图像传输等系统。 　　图 3 是PTR2000的一种具体应用框图。图中，MCU单片机可以是8031、2051、68HC08、PIC16C、Z8等，可将PTR2000直接到单片机的串口或I/0口上。图4的接收和发射系统图可完成数据采集的点对点传输。适用于工业控制、数据采集、无线键盘、无线标签、身份识别等系统中。 　　利用图5所示电路可以构成3点对多点的双向数据传输通道，该系统可用于无线抄表、无线数传等。