标签: 无线收发模块

在工业通信领域，RS485总线基于差分信号传输原理，是一种物理层串行通信标准，具备着抗干扰能力强、传输速率高（10Mbps@短距）、传输距离远（100kbps@1200m）及支持多点通信等优势。通过该标准构建的总线型网络，不仅可在复杂噪声环境下实现远距离的可靠通信，还能通过单总线拓扑高效连接数十个节点，显著降低布线复杂度与成本。 然而，RS485总线亦存在着可扩展性受限（设备节点存在上限）和故障排查困难（总线型拓扑结构）等劣势。随着物联网技术的快速发展，越来越多的企业开始探索采用Sub-GHz无线通信方案替代有线通信方案，这不仅能有效节省布线施工成本，还能极大地提升工业控制系统的灵活性。 那么，Sub-GHz无线通信能否“无感”替代RS485总线通信呢？ Sub-GHz无线通信，破局有线桎梏 Sub-GHz是指频率低于1GHz（如315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等）的无线通信频段，通过窄带传输和高效调制技术，在该频段下进行设备间的无线通信可有效降低信号传输功耗、延长信号传播距离并提升网络节点容量，摆脱传统有线通信的“线缆束缚”，破解工业场景中设备密集部署、移动化作业与超低功耗运行的三大核心瓶颈。 通过部署Sub-GHz无线收发模块替代原有RS-485总线网络，不仅可以消除传统有线通信的布线需求，降低建设成本，还可支持星型拓扑与网状拓扑等组网方案，在增加设备节点数时无需再次施工布线。同时，在确保RS485设备与Sub-GHz无线收发模块接口、协议兼容的条件下，原有的RS-485总线网络亦可通过外接无线收发模块进行无线化改造。 值得一提的是，在实时性要求严苛（如工业控制毫秒级响应）、高速率传输与强干扰环境等工业通信场景中，RS485总线通信仍然存在着Sub-GHz无线通信所不能取代的应用优势。而在设备移动性需求高、环境布线困难与临时施工等工业通信场景中，Sub-GHz无线通信比RS485总线通信更具应用潜力。 RFM380F64，解锁工业通信的无线潜力 在实际部署Sub-GHz无线通信方案时，如何选择一款兼具协议兼容性与工业级可靠性的硬件载体，是实现对有线通信“无感”替代的关键一步。该硬件需通过高性能射频收发和低功耗设计来应对工业通信场景对灵活性和成本的挑战。 例如，华普微自主研发的RFM380F64就是一款集成ARM Cortex-M0 32位CPU内核和一颗超低功耗射频收发器、超低功耗、高灵敏度、远距离通讯、高性价比的Sub-GHz SoC射频收发模块。 RFM380F64集成了丰富的外设，支持标准的UART、I2C和SPI接口，提供多个通用IO，支持内部快频RC震荡、内部慢频R 震荡和32.768 kHz外部晶体振荡器，支持多种数据包格式及编解码方式、最多64-byte Tx/Rx FIFO、功能丰富的射频GPIO、多种低功耗运行模式和快速启动机制、高精度RSSI、手动快速跳频和多通道输入12位高速ADC。 RFM380F64的发射电流为74mA @+20dBm-434MHz-GFSK，接收电流为12mA @434MHz-GFSK，深度睡眠电流≤2.5uA。RFM380F64还具备超强抗干扰能力，适合复杂干扰环境的情景使用，可工作在434MHz、868MHz、915MHz三个频段上，并支持0.5-300kbps的数据速率，是有效替代RS-485总线通信的模块之一。 展望未来，无线通信将与有线通信在工业物联网的架构中形成互补格局。RS485总线通信将继续在非移动性设备、强实时、高速率及极端干扰环境中扮演关键角色；而Sub-GHz无线技术则将更广泛地解锁设备移动化、网络弹性扩展和超低功耗运行的价值，逐步覆盖RS485总线通信所力所不及的领域。

        无线数据传输广泛地运用在车辆监控、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、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。作为无线数据传输的核心无线模块，这几年来伴随着物联网和大数据采集的脚步已经取得了长足的发展，各类模块化的产品更是百花齐放百家争鸣。         拿我们熟知的1G以下的无线收发模块来看，大部分使用的平台都是基于TI(德州仪器)，SILABS(芯科)，SEMTECH(升特)等，此外还有AMICCOM(笙科)， AXSEM，NORDIC(北欧)，MICREL(麦瑞)，ADI(亚德诺)，MAXIM(美信)，ST(意法半导体)，FSL(飞思卡尔)，ATMEL(爱特梅尔)，MICROCHIP(微芯)，INFINEON(英飞凌)和个别本土厂商等诸多品牌产品可供选择。然而配合无线芯片原厂生产出来的模块，需要高可靠性的晶振，精密的阻容器件和电感合理的搭配来处理射频干扰，特别是在天线端的分立器件匹配端需要有丰富的射频设计经验和模拟设计功底。即便是仿制现行批量生产的无线模块，也要在产品的应用端来考虑模块尺寸的大小是否符合和满足日趋小型化的产品，另外在产品的距离和功耗方面是否处理的得当，而且每家模块厂商都会有自己的技术指标评判标准，产品的一致性方面更是难以从生产角度得到有效的保障。基于目前无线模块所面临的低功耗，小型化，批量生产一致性，以及使用过程的易用性等问题，我们推出了全球领先的芯片级封装技术SOC无线模块，尺寸达到芯片级大小适合小体积嵌入应用，具有低功耗高性能，并且具有较高的产品生产一致性和易用性。 下图为两种模块从外观和尺寸方面简单对比         通过简单的对比很容易看出两者之间的差别，首先是从模块的尺寸上来讲，SOC无线模块具有小型化的明显优势，在终端产品日趋小型化的今天，可以为终端产品节省更多宝贵的空间尺寸，满足客户对小型化产品设计日益增长的需求；其次从批量生产的一致性方面来看，SOC无线模块选用高可靠性的分立器件集成，并且避免了无线模块在电路板层面的射频处理问题，有助于改善无线模块的产品性能，从产品封装开始就强化分立器件的匹配和技术指标的稳定性，而常规无线模块由于器件的选择途径千差万别，很难保证模块批量生产的一致性，以及最终产品应用中的稳定性；再者从SOC无线模块的易用性上来讲，是基于QFN的芯片级封装，对于熟练掌握芯片封装的工程师来讲，可以省去对模块不规则尺寸的把握，也进而优化了电路板整体的洁净度，SOC无线模块本身具有SPI接口可与微控制器直接通讯，除外围需要加入一个去耦电容和一个天线之外，不需要再增加任何专业的无线设计，对于一个新设计人员来讲大大的降低了无线模块应用开发的难度；最后从SOC无线模块的产品性能上来看： 1.工作频率：315M/433M/470M/510/868M/915MHz可选； 2.工作电压：2.0～3.6V； 3.工作电流：TX 24mA(10dBm)；RX 3.8mA，待机电流 0.15uA； 4.可编程输出功率：-40dBm～+12dBm(可外加PA达到20dBm以上)； 5.高接收灵敏度：-118dBm(2Kbps)； 6.可编程数速率2Kbps～250Kbps； 7.支持3线或4线SPI通讯模式； 8.调制方式：FSK/GFSK； 9.支持CRC/FEC误码校验提升灵敏度； 10.支持RSSI接收信号场强指示。 具有比常规模块更宽的频率可选择范围，更低的工作电压和功耗等诸多优势。         对于新型产品小型化的设计，并且需要无线模块较高的产品一致性，以及低功耗和易用性等趋势，SOC无线模块无疑重新定义了无线模块的发展趋势，成为新兴产品趋势应用的理想选择。

        无线数据传输广泛地运用在车辆监控、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、水文气象监控、机器人控制、无线232数据通信、无线485/422数据通信、数字音频、数字图像传输等领域中。作为无线数据传输的核心无线模块，这几年来伴随着物联网和大数据采集的脚步已经取得了长足的发展，各类模块化的产品更是百花齐放百家争鸣。         拿我们熟知的1G以下的无线收发模块来看，大部分使用的平台都是基于TI(德州仪器)，SILABS(芯科)，SEMTECH(升特)等，此外还有AMICCOM(笙科)， AXSEM，NORDIC(北欧)，MICREL(麦瑞)，ADI(亚德诺)，MAXIM(美信)，ST(意法半导体)，FSL(飞思卡尔)，ATMEL(爱特梅尔)，MICROCHIP(微芯)，INFINEON(英飞凌)和个别本土厂商等诸多品牌产品可供选择。然而配合无线芯片原厂生产出来的模块，需要高可靠性的晶振，精密的阻容器件和电感合理的搭配来处理射频干扰，特别是在天线端的分立器件匹配端需要有丰富的射频设计经验和模拟设计功底。即便是仿制现行批量生产的无线模块，也要在产品的应用端来考虑模块尺寸的大小是否符合和满足日趋小型化的产品，另外在产品的距离和功耗方面是否处理的得当，而且每家模块厂商都会有自己的技术指标评判标准，产品的一致性方面更是难以从生产角度得到有效的保障。基于目前无线模块所面临的低功耗，小型化，批量生产一致性，以及使用过程的易用性等问题，我们推出了全球领先的芯片级封装技术SOC无线模块，尺寸达到芯片级大小适合小体积嵌入应用，具有低功耗高性能，并且具有较高的产品生产一致性和易用性。 下图为两种模块从外观和尺寸方面简单对比         通过简单的对比很容易看出两者之间的差别，首先是从模块的尺寸上来讲，SOC无线模块具有小型化的明显优势，在终端产品日趋小型化的今天，可以为终端产品节省更多宝贵的空间尺寸，满足客户对小型化产品设计日益增长的需求；其次从批量生产的一致性方面来看，SOC无线模块选用高可靠性的分立器件集成，并且避免了无线模块在电路板层面的射频处理问题，有助于改善无线模块的产品性能，从产品封装开始就强化分立器件的匹配和技术指标的稳定性，而常规无线模块由于器件的选择途径千差万别，很难保证模块批量生产的一致性，以及最终产品应用中的稳定性；再者从SOC无线模块的易用性上来讲，是基于QFN的芯片级封装，对于熟练掌握芯片封装的工程师来讲，可以省去对模块不规则尺寸的把握，也进而优化了电路板整体的洁净度，SOC无线模块本身具有SPI接口可与微控制器直接通讯，除外围需要加入一个去耦电容和一个天线之外，不需要再增加任何专业的无线设计，对于一个新设计人员来讲大大的降低了无线模块应用开发的难度；最后从SOC无线模块的产品性能上来看：         1.工作频率：315M/433M/470M/510/868M/915MHz可选；         2.工作电压：2.0～3.6V；         3.工作电流：TX 24mA(10dBm)；RX 3.8mA，待机电流 0.15uA；         4.可编程输出功率：-40dBm～+12dBm(可外加PA达到20dBm以上)；         5.高接收灵敏度：-118dBm(2Kbps)；         6.可编程数速率2Kbps～250Kbps；         7.支持3线或4线SPI通讯模式；         8.调制方式：FSK/GFSK；         9.支持CRC/FEC误码校验提升灵敏度；         10.支持RSSI接收信号场强指示。         具有比常规模块更宽的频率可选择范围，更低的工作电压和功耗等诸多优势。对于新型产品小型化的设计，并且需要无线模块较高的产品一致性，以及低功耗和易用性等趋势，SOC无线模块无疑重新定义了无线模块的发展趋势，成为新兴产品趋势应用的理想选择。

n  模块简介 ZQ-CC2500PA是一款基于CC2500PA无线芯片开发的远距离无线数传模块是工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的无线收发模块。无线收发单元选用功能强大的CC2500芯片，同时集成高集成度的射频前端芯片，使本模块的最高输出功率达到了+22dBm。当工作在发射模式下发射功率为+22dBm时电流消耗为140mA，接收模式时为25mA，掉电模式时仅2μA。  射频前端芯片的收发模式切换与掉电通过2个独立的引脚进行控制，其余引脚和功能与普通的CC2500模块相同。 n  产品特点 Ø  使用CC2500作为无线收发单元。 Ø  2.4GHz全球免申请ISM工作频段。 Ø  工作频段范围2400.0MHz～2483.5MHz。 Ø  进程射频前端芯片，发射功率最高可达+22dBm。 Ø  支持1.2kbps～500kbps的数据传输速率。 Ø  支持多种调制模式(OOK、GFSK、2-FSK和MSK)。 Ø  提供对同步字检测、地址校验、灵活的数据包长度以及自动CRC处理的支持 Ø  支持RSSI(接收信号强度指示)和LQI(链路质量指示)。 Ø  通过4线SPI接口与MCU连接，同时提供2个可设定功能的通用数字输出引脚。 Ø  独立的64字节RX FIFO和TX FIFO。 Ø  工作电压范围：2.0V～3.6V。 Ø  SMA接口，可方便连接同轴电缆或外置天线。 Ø  工作温度范围：-40℃～+85℃ Ø  通讯距离:1800米

无线收发模块 在我国有很多运用，是行业中不可少的产品，它能够在不同的收发环境会有不同的收发距离 无线收发模块的特性： 工作于2.4GHz的数字无线音频/无线耳机/无线音箱/无线麦克风模块，具有以下特点： 高达20个可选频段，轻松避开干扰频率：该产品工作在2.4GHz的ISM(即工业、科学、医学)频段，有20个可选频点，可满足多频及跳频需要; 传输距离远：可在大于180米开阔地带范围内传输立体声音频数据(开阔无障碍物，接收与发射处于静止状态下测试结果)。 支持点对点和点对多点的多种传输模式，支持无限数量的接收端。 它提供信号运行和处理模块，用它可以在易制作的低成本的射频(RF)硬件和通用微处理器上实现软件定义无线电。这套套件广泛用于业余爱好者，学术机构和商业机构用来研究和构建无线通信系统。它的应用主要是用Python编程语言来编写的。但是其核心信号处理模块是C++在带浮点运算的微处理器上构建的。因此，开发者能够简单快速的构建一个实时、高容量的无线通信系统。