CN104240473A - 一种新型传输方式的无线通信模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型传输方式的无线通信模块，包括RFCHIP射频芯片U2、MCU处理芯片U1、PA信号放大器芯片U3和50PIN连接器，MCU处理芯片U1通过SPI接口连接RFCHIP射频芯片U2，MCU处理芯片U1通过I2C、SPI、JATG和UART串行接口连接到50PIN连接器，RFCHIP射频芯片U2连接信号放大芯片U3。本发明支持远程驱动更新；用RFMESH技术的新模块，取代现有各种数据采集终端或集中器上的GPRS模块，可实现大规模自组网，大量节省了GPRS的流量，降低了因无线数据传输过多而占用的GPRS资源使用量，从而节约了运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信数据采集领域，是一种新型传输方式的无线通信模块。
背景技术
目前现有各种数据采集终端（在线监测终端）或集中器大都采用GPRS方案，占用大量通信资源，运营成本较高。而目前ZIGBEEIPV4的解决方案组网简单，不能满足大规模自组网的需求。
目前存在的RFMESH有IPV6功能的非常少，且大多处在预研阶段，产品体积都比较大，无法满足实际工程的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够大规模自组网的新型传输方式的无线通信模块，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种新型传输方式的无线通信模块，其特征在于，包括RFCHIP射频芯片U2、MCU处理芯片U1、PA信号放大器芯片U3和50PIN连接器，MCU处理芯片U1通过SPI接口连接RFCHIP射频芯片U2，MCU处理芯片U1通过I2C、SPI、JATG和UART串行接口连接50PIN连接器，RFCHIP射频芯片U2连接信号放大芯片U3；各模块之间可以通过自组网方式互联起来，进行IPV6RFMESH的无线数据传输与后台连接通信。
作为本发明进一步的方案：所述RFCHIP射频芯片U2的型号为CC1200，所述MCU处理芯片U1的型号为STM32F215RGT6，所述PA信号放大器芯片U3的型号是65313-21。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明支持远程驱动更新，利用高密度、多层板技术，优化PCB布局，更有效的利用PCB资源，从而减小体积；利用6lowpan技术，将IP包头压缩到只传送必要内容的小数据包，从而实现在小资源的条件下传输IP协议数据；用RFMESH技术的新模块，取代现有各种数据采集终端或集中器上的GPRS模块，实现大规模自组网，大量节省了GPRS的流量，降低了因无线数据传输过多而占用的GPRS资源使用量，节约了运营成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2是本发明中MCU处理芯片U1的电路连接图。
图3是本发明中RFCHIP射频芯片U2的电路连接图。
图4是本发明中PA信号放大器芯片U3的电路连接图。
图5是本发明中MCU处理芯片U1和PA信号放大器芯片U3之间电路连接图。
图6是本发明中RFCHIP射频芯片U2和PA信号放大器芯片U3之间电路连接图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明实施例中，一种新型传输方式的无线通信模块，包括RFCHIP射频芯片U2、MCU处理芯片U1、PA信号放大器芯片U3和50PIN连接器，MCU处理芯片U1通过SPI接口连接RFCHIP射频芯片U2，MCU处理芯片U1通过I2C、SPI、JATG和UART串行接口连接50PIN连接器，RFCHIP射频芯片U2连接信号放大芯片U3；各模块之间可以通过自组网方式互联起来，进行IPV6 RFMESH的无线数据传输与后台连接通信。
请参阅图2，MCU处理芯片U1的1管脚分别连接稳压二极管D1和稳压二极管D2，稳压二极管D1正极连接并补电容C7并通过电阻R5输出MCU_I2C_SDA信号，通过电阻R6输出MCU_I2C_SCL信号，通过电阻R24输出WPAN_XCVR_GPIO3信号至MCU处理芯片U1的9管脚,通过电阻R25输出WPAN_XCVR_GPIO2信号至MCU处理芯片U1的8管脚，二极管D2正极连接并补电容C8，MCU处理芯片U1的19管脚、64管脚、48管脚和32管脚并联后分别连接并补电容C9～C13，MCU处理芯片U1的31管脚连接并补电容C6，MCU处理芯片U1的47管脚连接并补电容C5，MCU处理芯片U1的36管脚通过电阻R2输出WPAN_XCVR_SI信号至RFCHIP射频芯片U2的7管脚，MCU处理芯片U1的34管脚通过电阻R4输出WPAN_XCVR_SCLK信号至RFCHIP射频芯片U2的8管脚,MCU处理芯片U1的33管脚通过电阻R2输出WPAN_XCVR_CS信号至RFCHIP射频芯片U2的11管脚，MCU处理芯片U1的2管脚通过电阻R1输出PA_CS信号，MCU处理芯片U1的3管脚连接振荡器Y1和并补电容C1，MCU处理芯片U1的4管脚连接振荡器Y1的另一端和并补电容C2，MCU处理芯片U1的41管脚输出WPAN_FEM_CTL1信号至PA信号放大器芯片U3的2管脚，MCU处理芯片U1的24管脚输出WPAN_FEM_CTL2信号至PA信号放大器芯片U3的3管脚，MCU处理芯片U1的39管脚输出WPAN_FEM_CTL3信号至PA信号放大器芯片U3的4管脚。
MCU处理芯片U1采用ST低成本、低功耗STM32系列MCU，型号为STM32F215RGT6，其主要技术指标为：主频是120MHz，自带内存是1024K，RAM是128K，提供51路的GPIO口，支持I2C、SPI和UART串行通信接口，支持远程驱动更新；MCU处理芯片U1用于完成系统各种接口的连接和各项事件的控制处理，系统控制包括系统配置、上电控制和时序控制，系统处理包括设置MCU处理芯片U1的时钟倍频系数、控制器的倍频系数，控制系统各电路的上电和复位等；MCU处理芯片U1通过SPI接口实现与RFCHIP射频芯片U2的通信，MCU处理芯片U1对外提供两路UART接口、一路SPI接口、一路I2C接口，通过I2C接口对系统进行健康监测，通过JTAG接口进行程序烧录。
请参阅图3，RFCHIP射频芯片U2的6管脚、21管脚、1管脚、12管脚、5管脚、13管脚、15管脚、27管脚、22管脚、25管脚、26管脚、28管脚和29管脚分别依次连接并补电容C33～C21，且RFCHIP射频芯片U2的1管脚、12管脚、5管脚、13管脚、15管脚、27管脚、22管脚、25管脚、26管脚和28管脚并联后连接并补电容C18、并补电容C19和磁珠FB2，RFCHIP射频芯片U2的32管脚通过电容C34连接晶振OSC1的OUT端口，晶振OSC1的VCC端口分别连接磁珠FB3、并补电容C35和并补电容C36，磁珠FB3另一端分别连接电感FB2另一端和并补电容C17，RFCHIP射频芯片U2的23管脚通过电容C20连接RFCHIP射频芯片U2的24管脚，RFCHIP射频芯片U2的14管脚通过电阻R9接地。
RFCHIP射频芯片U2的型号为CC1200，RFCHIP射频芯片U2中包含一个SPI总线控制器，接收灵敏度为-123dBm，支持工作频段为169MHz、433MHz、868MHz、915MHz和920MHz，支持IEEE802.15.4g协议，针对低速无线个人区域网络，低能量消耗、低速率传输、低成本。
请参阅图4，PA信号放大器芯片U3的5管脚分别连接电阻R11、并补电容C37和电阻R10，电阻R10另一端分别连接并补电容C45、并补电容C46、电感FB4、并补电容C42、并补电容C43、PA信号放大器芯片U3的16管脚和PA信号放大器芯片U3的17管脚，磁珠FB4另一端连接并补电容C44，PA信号放大器芯片U3的23～26管脚并联后分别连接并补电容C38、并补电容C39、并补电容C40、并补电容C41、并补电容C47和并补电容C48，PA信号放大器芯片U3的7管脚连接过滤芯片FL1。
PA信号放大器芯片U3的型号是65313-21，其最大输出功率是+30.5dBm，噪声指数＜1.9dB，自带LNA部分和收发逻辑控制。
请参照图2～6，RFCHIP射频芯片U2的17管脚分别连接电容C52和电感L7，电感L7另一端连接并补电容C56，电容C52另一端通过电感L5分别连接并补电容C54和电感L6，电感L6另一端分别连接电容C53和并补电容C55，电容C53另一端连接PA信号放大器芯片U3的20管脚；PA信号放大器芯片U3的18管脚通过电感L3分别连接电容C50和电感L1，电感L1另一端分别连接电感L2和RFCHIP射频芯片U2的20管脚，电容C50另一端分别连接电感L2另一端和RFCHIP射频芯片U2的19管脚。
本发明支持远程驱动更新，利用高密度、多层板技术，优化PCB布局，更有效的利用PCB资源，从而减小了模块的体积；利用6lowpan技术，将IP包头压缩到只传送必要内容的小数据包，从而实现在小资源的条件下传输IP协议数据；用RF-MESH技术的新模块，取代现有各种数据采集终端或集中器上的GPRS模块，实现大规模自组网，大量节省了GPRS的流量，降低了无线数据传输过多的占用GPRS资源，节约了运营成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (2)
1.一种新型传输方式的无线通信模块，其特征在于，包括RFCHIP射频芯片U2、MCU处理芯片U1、PA信号放大器芯片U3和50PIN连接器，MCU处理芯片U1通过SPI接口连接RFCHIP射频芯片U2，MCU处理芯片U1通过I2C、SPI、JATG和UART串行接口连接50PIN连接器，RFCHIP射频芯片U2连接信号放大芯片U3；各模块之间可以通过自组网方式互联起来，进行IPV6RFMESH的无线数据传输与后台连接通信。
2.根据权利要求1所述的一种新型传输方式的无线通信模块，其特征在于，所述RFCHIP射频芯片U2的型号为CC1200，所述MCU处理芯片U1的型号为STM32F215RGT6，所述PA信号放大器芯片U3的型号是65313-21。
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