支持Sub-1g lora全功能模块,支持点对点唤醒,点对多点唤醒以及数据发送。和DJMR1200-VC02 集中器以及相应SAAS,轻松实现工业级现场等各种复杂应用
1.描述
VC1SX-1278B型无线通信模块高度集成超低功耗半双工微功率无线数据传输模块,采用LORA 芯片SX1278,嵌入了高速单片机和高性能射频芯片。LoRa TM扩频调制跳频技术,通信距离,接收灵敏度都远超现在的FSK、GFSK调制,且多个传输的信号占用同一个信道而不受影响,具有超强的抗干扰性。VC1SX-1278B型无线通信系列模块提供了灵活的信道设置,发射功率,频点等各种参数。同时模块具备低功耗休眠功能,休眠电流小于2.5uA;模块支持低功耗载波侦听协议,模块可以自动定时退出休眠以侦听空中数据,进行数据传输后自动休眠,方便应用于各种电池供电特别是燃气表水表的系统。
2.应用领域
v 环境监测,道路扬尘监测
v 水、电、煤气自动抄表收费系统
v 行车和起重机的 工业遥控
v 生产线数据采集及数据通信
v 医疗电子仪器仪表自动化控制
v 灯光无线智能控制
v 安防报警及煤矿井下人员考勤和定位
v 汽车防盗、轮胎压力监测及四轮定位
v 无线 POS 系统
v 航道浮标及野外场地的LED显示器
v 高速公路自动收费系统
v 无线吊秤,无线传输的电子秤
v 银行排队管理系统
3.技术特点
串口数据直接透传,单帧数据最大200个字节;
使用专有的扩频调制技术,超低灵敏度,极远距离传输 ;
极限传输距离最大大于7000米/300Kbps,高度大于5米,非市区空旷距离;
产品支持频率470MHz-510MHz;
最大100mW发射功率 ;
极低接收灵敏度-112dBm/9.6kbps @GFSK;
采用TTL接口;
多频道可设,收发200Bytes数据缓冲区;
外置EPSON 32.768K的RTC晶振,保证抄表应用中产品的一致性;
内置看门狗,外置RF工业级晶振,保证产品的稳定性。
4.技术参数
参数 |
最 小 |
典 型 |
最 大 |
单 位 |
条 件 |
|
运 行 条 件 |
||||||
工作电压范围 |
1.8 |
3.3 |
3.6 |
V |
|
|
工作温度范围 |
-40 |
|
85 |
℃ |
|
|
电 流 消 耗 |
||||||
接收电流 |
|
17 |
|
mA |
|
|
发射电流 |
|
115 |
|
mA |
@20dBm |
|
体眠电流 |
|
<3 |
|
uA |
|
|
射 频 参 数 |
||||||
调制速率 |
0.018 |
|
37.5 |
Kbps |
LoraTM |
|
发射功率范围 |
1 |
|
20 |
dBm |
|
|
接收灵敏度 |
|
-110 |
|
dBm |
@GFSK 4.8Kbps BER<1% |
|
初始晶振频偏 |
|
10 |
|
ppm |
-20--75摄氏度 |
|
温度频偏 |
|
15 |
|
ppm |
-40--85摄氏度 |
|
频率偏移 |
|
<5 |
|
khz |
470M |
|
温度频偏 |
|
15 |
|
ppm |
-40--85摄氏度 |
|
ESD
|
||||||
接触 |
|
10 |
|
kv |
天线端 |
|
空气 |
|
20 |
|
kv |
天线端 |
|
5.接口定义
VC1SX-1278B提供1个7针的连接器 (CON1),其定义基于终端的连接方法如下表所示:
引脚 |
定义 |
电平方向 |
说明 |
1 |
GND |
|
电源地 |
2 |
VCC |
|
电流大于150MA,文波小于50mv |
3 |
SET_A |
I |
预留IO |
4 |
RXD |
I |
串行数据接收端 |
5 |
TXD |
O |
串行数据发射端) |
6 |
AUX |
O |
预留 |
7 |
SET_B |
I |
预留 |
图1.产品尺寸图
6.串口通讯协议
数据类型 |
协议 |
应答 |
说明 |
命令帧 |
55 AA LEN CMD SUB_CMD 01 DATA CRC16 16 |
55 AA LEN CMD SUB_CMD 02 DATA CRC16 16 |
LEN:总包长(55到16的长度) CMD:设置命令 SUB_CMD:子命令 DATA:设置值 CRC16:55到DATA 的CRC16值,低字节在前,高字节在后 各命令帧定义见2.1
|
数据帧 |
68 A0~A9 DATA CRC16 16 |
08 |
此数据不需要检测,直接进行透传 |
异常应答错误帧 |
|
AA |
|
功能 |
协议 |
55 AA LEN CMD SUB_CMD 01 DATA CRC16 16 |
说明 |
LEN:总包长(55到16的长度) CMD:设置命令 SUB_CMD:子命令,无子命令时为00 DATA:设置值 CRC16:55到DATA 的CRC16值,低字节在前,高字节在后 |
|
设置参数
|
串口输入 |
55 AA LEN 05 01 01 FAD_L FAD_H N DATA CRC16 16 |
串口返回 |
55 AA LEN 05 01 02 FAD_L FAD_H N DATA CRC16 16 |
|
说明 |
CMD:05 SUB_CMD: 01 FAD_L 、FAD_H:参数存储的首地址 N: 参数字节数 DATA:N个字节的参数数据 各参数设置说明见2.2 |
|
读取参数
|
串口输入 |
55 AA LEN 05 00 01 FAD_L FAD_H N CRC16 16 |
串口返回 |
55 AA LEN 05 00 02 N DATA CRC16 16 |
|
说明 |
CMD:05 SUB_CMD: 00 FAD_L 、FAD_H:参数存储的首地址 N: 参数字节数 DATA:N个字节的参数数据 各参数读取说明见2.2 |
|
唤醒帧 |
串口输入 |
55 AA 0F 00 00 01 XX A0 A1 A2 A3 A4 CRC16 16 |
串口返回 |
55 AA 0F00 00 02 XX A0 A1 A2 A3 A4 CRC16 16 |
|
说明 |
CMD:00 SUB_CMD: 00 XX:网络ID,FF时不区分网络ID A0-A4:为需要唤醒的RF模块地址,当A0-A4为AA时广播唤醒RF模块 |
|
休眠帧 |
串口输入 |
55 AA 0E 01 00 01 A0 A1 A2 A3 A4 CRC16 16 |
串口返回 |
55 AA 0E 01 00 02 A0 A1 A2 A3 A4 CRC16 16 |
|
说明 |
CMD:01 SUB_CMD: 00 模块接收到此命令帧,进行应答后模块进入休眠状态 |
|
信号强度指示
|
串口输入 |
55 AA 0A0200 0100 CRC16 16 |
串口返回 |
55 AA 0A0200 02 X CRC16 16 |
|
说明 |
CMD:01 SUB_CMD: 00 X:为最后一次通讯的信号强度值,该值为信号强度的绝对值,例如36,则表示信号强度为-54dBm |
|
发送功率测试命令 |
串口输入 |
55 AA 09 0B 00 01 49 C4 16 |
串口返回 |
55 AA 09 0B 00 02 D2 F6 16 |
|
说明 |
|
|
接收灵敏度测试命令 |
串口输入 |
55 AA 09 07 00 01 EA 61 16 |
串口返回 |
55 AA 09 07 00 02 71 53 16 |
|
说明 |
模块启动接收测试,此时如果误码率小于1%,模块红灯均匀闪烁 |
|
读取误码率命令 |
串口输入 |
55 AA 09 08 00 01 2D 2B 16 |
串口返回 |
55 AA 11 08 00 02 XX XX XX XX YY YY YY YY CRC16 16 |
|
说明 |
其中XXXXXXX为错误位数,YYYYYYYYY为总位数,误码率为, XXXXXXXXX/YYYYYYYYY,低位在前 |
备注:无线模块设置参数后,无线模块下电再上电后启用新设置无线参数
参数 |
存储首 地址 |
长度 |
帧格式 |
说明 |
|
交互接口通讯参数 |
0x1000 |
3 |
设置 |
55 AA 0F05 01 01 00 10 03 BR_L BR_H FCRC16 16 |
BR_L、BR_H: 串口波特率Baudrate/100的低高字节 F: 串口数据格式 1:8N1 2:8E1 3:8O1 串口缺省参数:波特率4800bps,8E1 |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 00 10 03 CRC16 16 |
||||
无线频点 |
0x1003 |
3 |
设置 |
55 AA 0F05 01 01 03 10 03 F_L F_M F_H CRC16 16 |
F_L 、F_M、 F_H:频点(kHz)的BCD码低中高字节,如需设置频率为472.125MHz,则 F_L,F_M,F_H为25 21 47, 频率缺省值:470.8MHz,频率设置范围:470~510MHz |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 03 10 03 CRC16 16 |
||||
模块序列号 |
0x1006 |
6 |
设置 |
55 AA 1205 01 01 06 10 06MID A0~A4 CRC16 16 |
MID:为网络ID号 A0~A4:为模块5位序列号,低位在前,高位在后, |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 06 10 06 CRC16 16 |
||||
输出功率 |
0x100C |
1 |
设置 |
55 AA 0D05 01 01 0C 10 01 X CRC16 16 |
X为所需设置的功率,X的取值十六进制数01、02、05、08、0B、0E、11、14分别代表设置模块功率为1、2、5、8、11、14、17、20dBm |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 0C 10 01 CRC16 16 |
||||
启动/禁用载波唤醒功能 |
0x100D |
1 |
设置 |
55 AA 0D05 01 01 0D 10 01 X CRC16 16 |
X=1,禁用载波唤醒功能(不可休眠) X=2,启用载波唤醒功能(可休眠)
|
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 0D 10 01 CRC16 16 |
||||
载波检测时间间隔 |
0x100E |
1 |
设置 |
55 AA 0D05 01 01 0E 10 01 X CRC16 16 |
X为检测载波的时间间隔(单位S),取值为0、1,5,10,15,20,25 备注:间隔时间为0,表示无线模块无需唤醒即可通信 |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 0E 10 01 CRC16 16 |
||||
扩频因子 |
0x100F |
1 |
设置 |
55 AA 0D05 01 01 0F 10 01 X CRC16 16 |
X:设置扩频因子,范围7~12 带宽均为125KHz,不同扩频因子对应的波特率如下 7: 5.17kbps 8: 2.93kbps 9: 1.63kbps 10: 0.9kbps 11: 0.5kbps 12: 0.27kbps |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 0F 10 01 CRC16 16 |
||||
AUX状态间隔设置 |
0x1010 |
1 |
设置 |
55 AA 0D05 01 01 10 10 01 STime CRC16 16 |
STime为AUX状态保持时间,单位:min |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 10 10 01 CRC16 16 |
||||
上电信息显示 |
0x1011 |
1 |
设置 |
55 AA 0D05 01 01 11 10 01 X CRC16 16 |
X为A0时上电不输出版本信息,为其它值时上电输出版本信息 |
读取 |
55 AA 0C 05 00 01 11 10 01 CRC16 16 |
空中收到正确数据后将模块的SET_A脚置低50mS,再置高,串口收到允许发送命令08H 后,向串口输出空中数据,若1S内未收到命令,则重复三次以上动作,若三次以上无应答放弃发送,如图下所示
模块在无数据接收时每STime分钟改变AUX脚的状态,如下图所示
模块在休眠模式下接收到无线唤醒帧,被成功唤醒后,SET_B引脚由低至高10ms
SET_B脚通常为低电平,模块空中发送数据结束后,SET_B脚置高10mS,再置低
7.射频频点选择注意事项
1、频率设置范围470~510MHz,频率选择应避开晶振整数倍频率(其附件±1MHz频率均不能设置),例如,480MHz频率是晶振32MHz的15倍,故479MHz~481MHz频率不能设置,因设置在晶振频率(32MHZ)的整数倍时 ,附近存在晶振的高次谐波,影响模块的接收灵敏度
8.无线模块状态转换图
无线模块在休眠状态下,接收到串口数据,且此数据为数据帧,无线模块将此数据通过微功率无线发送1min后,进入休眠状态;无线模块在休眠状态下,接收到无线唤醒帧,无线模块进入接收状态,等待接收无线数据,如果连续1min未接收到无线数据,无线模块再次进入休眠状态。
9.发射功率及接收灵敏度测试
当模块输出版本信息后,可通过串口设置命令测试发送功率、接收灵敏度、休眠电流测试,测试流程及命令如下
上电等待模块输出版本信息
发送功率测试命令: 55 AA 09 0B 00 01 49 C4 16 串口应答:55 AA 09 0B 00 02 D2 F6 16,模块进入发射状态
接收灵敏度测试命令:55 AA 09 07 00 01 EA 61 16串口应答: 55 AA 09 07 00 02 71 53 16,模块启动接收测试,此时如果误码率小于1%,模块红灯均匀闪烁,
发送接收灵敏度测试命令后可延时一段时间,发送读取误码率命令: 55 AA 09 08 00 01 2D 2B 16 模块应答55 AA 11 08 00 02 XX XX XX XX YY YY YY YY CRC16 16 ,其中XXXXXXX为错误位数,YYYYYYYYY为总位数,误码率为, XXXXXXXXX/YYYYYYYYY,低位在前
休眠测试:发送休眠命令,模块进入休眠状态,进入休眠状态需重上电模块才可进入其它状态
测试完成后需重新上电模块
10.附:
上电版本信息显示内容为36个字节,如"VCWF-2E80-DE-XXD20-20160302-Vsp1.00\n",其中”20160302为编译日期,”Vsp1.00”为版本信息
#define CRC_POLY 0x8408
unsigned int comCalCRC16(const unsigned char *pucBuf, unsigned int uwLength)
{
unsigned int uiCRCValue=0xFFFF;
unsigned char ucLoop;
unsigned char * pu8Buf = (unsigned char *)pucBuf;
while(uwLength--)
{
uiCRCValue ^= *pu8Buf++;
for(ucLoop=0; ucLoop<8; ucLoop++)
{
if(uiCRCValue & 0x0001)
{
uiCRCValue >>= 1;
uiCRCValue ^= CRC_POLY;
}
else
{
uiCRCValue >>= 1;
}
}
}
uiCRCValue ^= 0xFFFF;
return uiCRCValue;
}
配置帧:55 AA 1E 05 01 01 00 10 12 30 00 02 25 01 47 05 20 15 03 26 01 11 02 05 0A 01 00 50 2D 16
唤醒帧:55 AA 0F 00 00 01 05 20 15 03 26 01 BB A7 16
休眠帧:55 AA 0E 01 00 01 A0 A1 A2 A3 A4 A1 51 16
数据帧:68 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 11 22 33 44 55 4B D1 16
68 A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 55 11 22 33 44 23 A1 16
配置载波检测时间及扩频因子:55 AA 0e 05 01 01 0E 10 02 05 0b
55 AA LEN 05 01 01 FAD_L FAD_H N DATA CRC16 16,N>=1,N<=18,如
55 AA 1E 05 01 01 00 10 12 30 00 02 25 21 47 05 20 15 03 26 01 11 02 05 0A 01 00 EF 88 16 进行统一配置,读取参数也一样