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随着物联网应用持续向规模化部署、广域化覆盖与高效化协同迈进， 作为IoT终端设备实现无线交互的核心通信单元之一——Sub-GHz无线收发单片机（Sub-GHz射频收发芯片与单片机高度集成）已成为系统设计中进一步简化外围元件数量、缩小硬件体积、降低运行功耗、优化产品成本与提升产品可靠性的重要发展方向。 Sub-GHz无线收发单片机是专为物联网设备进行无线交互而量身定制的单芯片解决方案，可广泛适配于自动抄表、工业无线传感器、家居安防、楼宇自动化及工业监控等对“低功耗、远距离、小型化”有核心需求的通信场景。 Sub-GHz无线收发单片机，如何实现可靠通信？ Sub-GHz无线收发单片机可帮助开发者直接基于现成框架开发应用逻辑，提升IoT终端设备的开发效率，同时还能增强Sub-GHz射频收发芯片与单片机间信号传输的可靠性，为大规模分布式的设备组网场景提供通信保障，是有效搭建低功耗物联网通信链路的硬件“基石”之一。 例如，CMT2392F512就是一款华普微自主研发的高性能Sub-GHz无线收发单片机，其内部集成32位ARM CortexTM-M4F内核和一颗超低功耗Sub-GHz射频收发器，支持OOK、2(G)FSK、4(G)FSK等调制方式，可工作在113~960 MHz频段范围内，并拥有+20dBm的发射功率和-122dBm的灵敏度，支持多种数据包格式及编解码方式，使得它可以灵活地满足各种应用的需求。 另外，CMT2392F512还支持128-byte Tx/Rx FIFO、丰富的GPIO及中断配置、Duty-Cycle运行模式、信道侦听、高精度RSSI、低电压检测、上电复位、低频时钟输出、快速跳频与静噪输出等多种特色功能，可赋能开发者更加灵活地进行应用设计。 在信号传输方面，CMT2392F512发射器是基于射频频率直接综合的发射器，其载波频率是由一个低噪声小数分频频率综合器产生，调制数据由一个高效的单端功率放大器（PA）发射出去。 CMT2392F512的输出功率可以通过寄存器读写，以1dB的步进从-10dBm配置到+20dBm。 在OOK模式下，当PA根据发射数据快速开关时，容易引起载波附近产生频谱的杂散和毛刺，而通过缓慢升降（Ramping）机制，则可将这些杂散和毛刺减到最小。 在FSK模式下，CMT2392F512支持信号经过高斯滤波后才发射，即GFSK，让发射频谱更为集中。 在信号接收方面，CMT2392F512内建一个超低功耗，高性能低中频OOK，FSK接收器。 当天线感应进来射频信号时，会通过低噪声放大器放大，而后经过正交混频器下变频至中频，可编程放大器则会把信号进一步放大，最后通过模数转换器送入数字域，做数字解调处理。 在发生上电复位（POR）时，每一个模拟模块都会被校准到内部的参考电压，这使得芯片能更好的工作在不同的温度和电压底下。 当芯片工作在有强带外干扰的环境时，还可通过自动增益控制环路调节系统的增益，以获得最佳的系统线性度，选择性，灵敏度等性能。 CMT2392F512，可自主灵活开发的通信硬件单元 如下图所示，基于CMT2392F512丰富的功能模块与硬件资源，开发者不仅可自行定义芯片的通信协议（如私有星型/MESH组网协议或移植与芯片兼容的标准协议栈），还能基于CMT2392F512的多个通信接口支持多种设备类型（如传感器、LCD屏等），可极大地提升芯片的场景适配性。 CMT2392F512-芯片内部功能系统框图 此外，开发者还可通过SPI接口配置射频寄存器，灵活调整Sub-GHz射频收发芯片的调制方式、输出功率与运行模式等通信参数与功能，以适配不同国家/地区的物联网主流频谱规范（如 315MHZ、433MHZ、868MHz、915MHZ等)）。 注：更多功能细节请进入华普微官网下载查阅CMT2392F512产品规格书。 展望未来，随着全球物联网设备连接规模持续激增，Sub-GHz无线收发单片机作为支撑万物互联的底层通信硬件之一，将围绕“高效用频、泛在连接、灵活适配、稳定可靠”等方向进行持续技术迭代，以推动无线通信向更智能、更普惠、更稳定的方向发展，深度赋能千行百业的数字化互联升级。

万物互联时代背景下，随着传感器与无线通信技术的融合发展，不论是昼夜运转的工业器件，还是功能各异的电子设备都被赋予了向外“沟通”的能力，越来越多的它们正通过无线链路实现数据交互，并就此形成了无数个在覆盖范围、网络拓扑、沟通频率、交互速率与节点数量等通信参数存在差异的无线局域网络。 在这些无线局域网络中，以LoRaWAN、Wi-SUN与Zigbee等协议为代表的成熟方案已在自动抄表、公用事业与智能家居等领域中被广泛采用。然而，由于这些协议本身具备较高复杂度且需要一定硬件资源与设施成本，并不能满足一些节点规模较小与对成本要求较高的组网需求，因此市场中亟需一种兼具基础通信能力与轻量化组网特性的解决方案。 RFM23A020，轻量化组网方案的高效硬件基础 华普微作为国内Sub-GHz无线射频自研芯片领域的先行者，已在无线通信领域耕耘二十余载，其自主研发的RFM23A020就是一款具备轻量化组网特性、易于部署与易于维护的SoC射频收发模块，可有效填补市场中低功耗、轻量化组网方案的空白。 如下图所示，RFM23A020支持构建一个Sub-GHz频段下的无线数据双向通信网络，该网络基于Connect私有协议，可由一个中心节点和若干个中继节点及终端节点组成星型网络或扩展星型网络拓扑；其中，中心节点负责网络子节点地址分配和管理，最多可支持64个子节点加入网络；中继节点负责扩展网络覆盖范围，最多支持32个子节点加入网络；终端节点则可分为普通终端节点和支持低功耗的休眠节点。 RFM23A020网络拓扑示意图 集成RFM23A020模块的设备在进行数据收发操作或创建、加入、离开网络时可通过串口（TXD/RXD引脚）查看或输入相应的AT指令实现，无需编程、极易部署。在网络成功部署后，已与中心节点组网成功的子节点还会自动储存连接信息，在下一次开机时会自动与中心节点进行组网，方便快捷。 RFM23A020无线组网演示方案示意图 此外，子节点在接入网络时还可根据实际需求被配置为“工作”模式或“休眠”模式。“工作”模式下，子节点会保持活跃状态，与控制中心进行实时的双向通信，适用于烟雾报警器、气象监测站及其他需要持续监控的组网场景。 “休眠”模式下，子节点会按照设定好的上报时间，根据自身所拥有的感知功能定期向中心节点传输温度、气压与距离等数据信息，且子节点只有向控制中心进行传输时才会被短暂唤醒，其余时间则保持着休眠状态，可极大地提升子节点的电池寿命。 RFM23A020的通信效果有多能打？ 值得一提的是，除上述Extended Star Mode外，RFM23A020还支持Direct Mode和MAC Mode两种组网方案，不仅适合应用在多节点、需集中管控的组网场合中（由中心节点统一调度设备间的通信路径），还适合应用在简单的直连场景（无需路由，少量节点直接通信）及其低功耗的自组织网络中（利用802.15.4的MAC层实现简单交互），极具灵活性。 RFM23A020通信模式示意图 此外，为充分验证RFM23A020的无线通信性能，华普微还在通信距离为1.3公里的户外环境下进行了实地测试，结果显示其通信效果稳定可靠。（测试条件：工作电压3.3V，温度25℃，湿度74%，晶振频率39MHz，工作频率915MHZ，调制模式OQPSK，速率9.6kbps。天线为胶棒天线，增益3dBi。） RFM23A020通信距离实测效果 展望未来，随着轻量化组网方案的持续应用，它将有望通过降低设备网络的部署门槛与运维成本，加速物联网无线通信技术向小型工厂与民生服务等领域渗透，加速万物互联时代的到来。

随着消费者对生活品质需求的持续提升，智能安防的重要性也被提上了日程，其不仅能够通过智能侦测、异常行为识别等技术手段有效预防盗窃、入侵等安全威胁，提升居民与管理者的安全感，还能借助实时的数据传输与远程控制功能，为家庭、社区及商业场所提供全天候、全方位的安全保障，并推动着居住与商业环境向更智能、高效的安防生态迈进。 现阶段，在无线通信领域，Sub-GHz射频技术已凭借着独特的低频段特性成为了智能安防的主流选择之一，其不仅能助力设备实现更远的通信距离与更强的穿墙能力，增强设备信号的抗干扰能力；还能凭借着特殊的低功耗设计，进一步提升无线门禁、烟雾传感器与报警器等智能安防终端的续航周期，降低维护成本，是智能安防领域的无线通信基石之一。 Sub-GHz射频技术的安防“硬实力” Sub-GHz射频技术具备着远距离通信、低功耗续航、穿透力强与抗干扰力强等多种核心无线通信优势，并已在智能安防场景中已实现了从“技术特性”到“场景价值”的深度落地。无论是家庭场景中传感器的长效稳定运行，还是楼宇环境下跨区域的高效数据传输，Sub-GHz射频技术的通信优势都已转化为智能安防终端的实际效能。 例如，在家居安防系统中，智能门锁、窗磁传感器、燃气泄露探测器与水泄漏探测器等智能安防终端，可通过集成Sub-GHz频段下的通信芯片/模组进行灵活组网，并且还能通过多模网关接入网络，让户主能通过手机实时观测各种智能安防终端的监测与报警数据，进而对其进行远程的合理调整或控制，形成“检测-报警-处置”的快速闭环响应。 同理，在楼宇安防系统中，每一层楼的烟雾探测器、红外探测器与玻璃破碎探测器等智能安防终端，亦可通过集成Sub-GHz频段下的通信芯片/模组进行灵活组网，以实现对楼宇全方位的安全监测保障。 值得一提的是，智能安防终端在Sub-GHz频段下进行低占比空比的无线通信时（仅在需要传输数据时短暂激活，其余时间保持休眠状态），不仅能大幅减少设备的通信功耗，提升依靠电池供电设备的续航性能，还能大幅降低人工巡检、电池更换的常规维护成本，提升安防系统的运营效率。 CMT2310A，高性能Sub-GHz射频收发芯片 Sub-GHz射频技术在智能安防场景中的高效落地，往往离不开底层的硬件支撑，而一款集成度高、性能稳定的射频收发芯片，正是智能安防系统实现远距离通信、低功耗续航与抗干扰的核心载体。 例如，华普微自主研发的CMT2310A就是一款拥有多种特色收发功能、可有效提升智能安防终端无线通信质量的数字模拟一体化收发机产品，其使用32MHz的晶体提供PLL的参考频率和数字时钟，并支持Direct和Packet两种数据处理模式。 CMT2310A射频接收链路采用了LNA+MXR+PGA+ADC+PLL的低中频结构，射频发射链路采用标准的PLL+PA结构，无需额外增加射频开关器件，即可拥有良好的发射与接收射频性能。当CMT2310A工作在有强带外干扰的环境时，器件可通过自动增益控制环路调节系统的增益，即可获得最佳的系统线性度、选择性与灵敏度等性能。 系统功能框图（CMT2310A） 同时，CMT2310A高达+20dBm的发射功率和-122dBm的灵敏度还优化了应用的链路性能，可灵活满足各种安防应用需求。 此外，CMT2310A提供SPI通讯接口，外部MCU可通过访问相关寄存器的方式来对芯片的各种功能进行配置，控制主芯片，并访问FIFO。 CMT2310A寄存器区域划分表 以Duty Cycle运转功能为例，外部MCU可通过读写相关寄存器来使得CMT2310A的Tx和Rx在活跃状态（发送/接收数据）与休眠状态之间灵活切换，以进一步降低终端设备的运行功耗。 Tx的Duty Cycle模式可分为手动进入Tx，自动退出Tx、自动SLEEP唤醒，手动进入Tx，自动退出Tx和全自动发射3种模式。Rx的Duty Cycle模式可分为全手动控制、自动SLEEP唤醒，切换到手动控制、自动SLEEP唤醒，自动进入Rx，手动退出Rx、自动SLEEP唤醒，手动进入Rx，自动退出Rx和全自动控制5种模式。（注：更多功能与细节请阅读CMT2310A产品规格书） 展望未来，随着物联网无线通信技术的快速发展，Sub-GHz频段下的通信芯片/模组将有望在智能安防领域迎来更广阔的应用空间，并进一步与人工智能、边缘计算、大数据等新兴技术融合，推动安防系统向更智能、更高效的方向演进。

在物联网无线通信领域，随着行业应用场景的不断拓宽，同一频段下的设备通信需求正呈指数级增长，然而这一增长趋势却与频谱资源的有限性形成了鲜明对立，信道拥挤、信号串扰与非线性失真等不良现象所造成的“通信压力”正在持续放大。 从智能家居的设备互联到工业物联网的实时控制，从智慧楼宇的广域组网到智慧城市的海量数据传输，有限的频谱资源不仅需要满足不断增长的设备通信需求，还需要适配不同场景对速率、时延与可靠性等差异化要求。 在此背景下， 如何在有限的频谱资源中实现更为稳定的无线通信质量，已成为物联网行业发展路径中的核心命题。 提升无线通信质量，Sub-GHz射频芯片有何“秘诀”？ Sub-GHz射频芯片是指工作在频率低于1GHz（如315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等）的无线通信器件，主要用于实现物联网设备间的互联互通，是无线载波和数字信号之间的“翻译官”，具备低功耗、长距离传输与抗干扰能力相对较强等特性。 如上图所示，华普微自主研发的CMT2310A就是一款拥有多种特色收发功能、可有效提升物联网设备无线通信质量的数字模拟一体化收发机产品，其使用32MHz的晶体提供PLL的参考频率和数字时钟，并支持Direct和Packet两种数据处理模式。 系统功能框图（CMT2310A） CMT2310A射频接收链路采用了LNA+MXR+PGA+ADC+PLL的低中频结构，射频发射链路采用标准的PLL+PA结构，无需额外增加射频开关器件，即可拥有良好的发射与接收射频性能。 当CMT2310A工作在有强带外干扰的环境时，器件可通过自动增益控制环路调节系统的增益，即可获得最佳的系统线性度、选择性与灵敏度等性能。 值得一提的是，CMT2310A内部还设有一个小型的微控制器（只限于原厂内部编程），该控制器负责调度芯片的各种运作，包括支持丰富的无线收发处理，例如自动ACK、自动跳频、DUTY-CYCLE低功耗收发与载波监听多路访问CSMA等特色收发功能。 CMT2310A提供SPI通讯接口，外部MCU可通过访问相关寄存器的方式来对芯片的各种功能进行配置，控制主芯片，并访问FIFO。 CMT2310A寄存器区域划分表 以载波监听多路访问（CSMA）功能为例，外部MCU可通过读写相关寄存器来设置信道非空闲情况下最大侦听的次数，如果在达到最大侦听次数后，信道仍处于繁忙状态，CMT2310A则退出CSMA返回到READY状态。 载波监听多路访问的运行流程图 CSMA功能是一种在传输发射前先感知当前信道闲忙情况再决定是否发送的一种冲突避免机制（先听后说），其核心机制是通过将RSSI与设定的阈值做比较，从而判断信道闲忙情况。 CSMA功能避免了不同发射机同时使用相同的信道，并增加了接收机正确接收到数据包的概率，可有效提升物联网设备的通信质量。（注：更多细节请阅读CMT2310A产品规格书） CMT2310A，为物联网设备通信保驾护航 CMT2310A采用QFN封装技术，产品尺寸仅为4mm×4mm×0.75mm，具备高集成度，极大地简化了系统设计中所需的外围物料。 同时，高达+20dBm的发射功率和-122dBm的灵敏度优化了应用的链路性能，可以灵活地满足各种应用的需求。 例如，在低功耗的无线传感器网络中，合理配置CMT2310A的相关寄存器即可使得传感器节点的Tx和Rx工作于Duty Cycle运转模式，可在确保数据可靠传输的同时，大幅降低传感器节点的运行功耗，延长节点待机时间。 在分布式的电表网络中，大量电表节点通常分布于居民楼、工业厂区等复杂环境，需定期将用电量、电压等数据上传至数据中心。 CMT2310A的Duty Cycle低功耗模式可使节点仅在预设抄表时段（如每日凌晨）唤醒，通过SPI接口快速读取电表数据并完成调制发射，其余时间进入深度休眠状态，大幅降低运维成本。 展望未来，随着全球物联网设备连接规模持续激增，Sub-GHz射频芯片作为支撑万物互联的底层通信硬件之一，将围绕“高效用频、泛在连接、灵活适配、稳定可靠”等方向进行持续技术迭代，以推动无线通信向更智能、更普惠、更稳定的方向发展，深度赋能千行百业的数字化互联升级。

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。