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无线数传模块及其应用.pdf

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无线 模块 及其 应用
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\ 模块 、\型号 参数名\ SD430L SD430M SD43OH SD430U SD430T00 SD430T10 SD430T15 SD430T20 SD430T30 称及单位\\ 工作电压(V) 3.6~12 12 12 2 36—12 12 12 15 18 工作频率(MHz) 426 650-439.4OOMHz 工作信道数(个) 256个信道可由用户任意设置, 言道间隔50kHz 发射功率(W) 0 01 1 3 0 0 01 10 15 20 30 接收灵敏度fdBm) 一125dbmf BER=10—3时) . 无接收功能 调制/饵调方式 窄带GFSK, 唐道带宽 2-5kHZ 编码/饵码方式 曼彻斯特码 无线速率(Bit/s) 2400 接13速率(Bit/s) 1200、2400、4800、9600可由用户自行设置 接13类型 UART及RS485内置、RS232Y J-置 UART、RS485、RS232均内置 接口数据格式 8Ef/8Nf 谐波抑制 ≥70dB ≥60dB 选择性 ≥60dB ≥60dB ≥60dB ≥60dB ≥60dB 邻道抑制 ≥70dB ≥70dB ≥70dB ≥70dB ≥70dB ≥70dB ≥70dB ≥70dB ≥70dB 童波频率容差 ±1 5kHz 童波频率稳定度 1O-6 数据包容量 64B 64B 64B 64B 64B 64B 64B 64B 64B 机~发射时间 发射~接收时间 接收~发射时间 抗振动 从1米两处目由浯到水泥地面上仍能正常工作 工作湿度(%)口 相对湿度10%~9O% 工作温度(℃) 一30oC-+85oC,可订做符合军用 一40℃~+105℃)的产品 待机电流(A) ≤1mA ≤10uA ≤3mA 接收电流(A) 27mA 27mA 27mA 27mA 发射电流(A) 30mA 350mA 6OOmA 2 0A 30mA 2 0A 2 4A 2 8A 3 2A 148×225× 外型尺寸(mm) 56×100×21mm 无外壳 42mm 2、SD430T00、SD430T10、SD430T15 SD430T20、SC 3O丁30型为纯发射模块,无接收功能,外型尺寸完全相同,只是发射功率不同。主要 用于与SD430L型实现一点对多点及多点对一点的无线组网,如安防领域中的云台 镜头遥控系统,油田或电力系统的防盗报警系统等。 3、SD430L和SD4300T00型微功率数传模块在电气性能指标上完全符合FCC及CE标准相关规范.并且具有2~3公里(开阔地)的通信距 离,特别适合干安(技)规限制严格,但又要求通信距离较远的使用环境。 4、本系列产品中没有单独的接收模块,在单向通信系统中可选用SD430L作为接收模块使用。 SD430 、>. 用户系统(PC、 系列数 MCU、RS-485 传模块 设备) ————±—J I直流稳压电源 一 L ① 无线数传模块的应用示意图 ~0C 1ZV电腮止似 ————————o GND sGND SD430L、SD430M、SD430H 用户设备/上位机 型收/发一体数传模块 TXD RXD (PC、MCU、R8485终端) 坠 ! D+ Q+ ③ B/ B/D— SD430L、SD430M、SD430H模块与用户设备的连接 f 4电子悱2oos年第6期 Special Focus A/D+ A/D+ 用户设备,上位机 / SD430L B/D— B/D+ !$.48.5/RS232 (PC、MCU、 SD430M 勰 厂 RS232终端设备) SD430H SD430U .L 型收/发一体数传 模块 — __1直流稳压电源 ④ 收/发一体模块与RS232设备的连接 统所需的RS一232信号的转换,见图4 所示。 SD430M、SD430H的额定工作电 压均为12V,电流容量须≥1A,SD430L 为微功率模块,工作电压在3.6V~12V 内均能正常工作,电流容量大干50mA 即可。 SD430U型收/发一体模块由于发 射功率高达10W,因而体积也较大,外 型见图4所示。 SD430U模块采用一个二芯航空 接头作为电源接口,另用一个九芯航空 接头作信号接口,各端口及引线的功能 见表3所述。 表3 ( 二 )SD430TlO、SD430T15、 SD430T20、SD430T30型大功率发射模 块的使用 SD430T10、SD430T15、 SD430T20、SD430T30型发射模块的 外型及接口完全相同,只是发射功率和 配套电源不同,这些发射模块是专门为 安防监控系统的云台及摄像机镜头的 远距离遥控操作而设计的,可与监控系 统的编码器(矩阵键盘)直接连接使用 也可与PC、MCU连接,实现远距离的单 向遥控或数据传送,接线方法见图5所 示。 (三)数据速率及工作频率的设置 FE—SD430系列无线数传模块提 供了4种数据速率(波特率)和256个工 作频率供用户自由设置。 1、SD430L、SD430M、SD430H模块 的设置 表4波特率的设置 开关B 开关A 波特率(Bit/S) O O 96OO O 1 48OO 1 O 24OO 1 1 12OO 说明:用户可以设置改变的是接口波特率, 而不是无线(空中)波特率,无线(空中)波 特率在本系列模块中已固定设置为 2400Bit/s,不能由用户改变。 0N l _ _ _ _ _ _ _ l l ⑤ A 8 7 6 5 4 3 2 1 ANT A/D+ A/D+ 硬盘录像机 B/D- B/D+ 矩阵键盘(编码器) SD430T10、SD430T15、 Pc机 RS一485接口 SD430T2 0、SD430T30 一 ⑥ I… …r-_一 发射模块与矩阵键盘连接 模块型号及端口功能 端口编号 引线颜色 SD430U收/发一体模块 SD430T10、T15、T20、T30发射模块 二芯端口1 棕色 电源正极、外接12V电源正极 电源正极,外接电源正极 二芯端口 兰色 电源地,接电源负极 电源地,外接电源负极 九芯端口1 棕色 +9V电源输出,供外扩组件用 9V电源输出正极,供外扩组件用 九芯端口2 红色 9V电源输出地,供外扩组件用 9V电源输出地,供外扩组件用 九芯端口3 橙色 信号地 信号地 九芯端口4 黄色 TXD,TTL电平输出,接上位机RXD RS一232 TXD,RS232信号输出,接上位机RXD 端口编号 引线颜色 模块型号及端口功能 SD430U收/发一体模块 SD430T10、T15、T20、T30发射模块 九芯端口5 绿色 RXD,丌L电平输入,接上位机TXD RS一232 RXD,RS232信号输入,接上位机TXD 九芯端口6 兰色 A/D+。RS一485信号A/D+口 TTL电平TXD,TTL电平信号输出,接上位机RXD 九芯端口7 灰色 B/D一,RS一485信号B/D— TTL电平RXD,TTL电平信号输入。接上位机TXD 九芯端口8 白色 未用 RS-485 A/D+ 九芯端口9 黑色 未用 RS一485 B/D一 航空接口脚位图 /,、\ (内有数字标识) 二芯航空接口 /,6 6、 九芯航空接口 \ / \口/ 注:SD430U、SD430T10、SD430T15型模块供电为12V,SD430T20型模块供电为15V,SD430T30型模块供电为 19.5V,出厂时均配专用开关电源及天线。9V电源输出容量为300mA,可供外接设备使用。 打开模块的底盖(未 印字符,较大且有安装孔 的盖板),可看到电路板上 有一个10位的贴片式二态 拨码开关,如图5所示,其 中编号为1—8位的为频率 设置开关,A、B两位为波 特率设置开关,假设开关 拨向“ON”为1,拨向“OFF” 端为0,则波特率的设置见 表4,工作频率的设置表请 在本刊网站取阅。 2、SD430U型收/发模 块的设置 SD430U与SD430L、 SD430M、SD430H的区别 是将功放部分做成一块独 电子制作2005年第6期5 Special Focus (b)无线抄表系统数据采集终端(子机) 不同发射功率的无线数传模块及天线 类型,以满足不同领域对无线通信距离 的要求,再为每个终端机配上相应的传 感器或数据采集装置,即可改造成为适 用于油(气)田、矿山、水文、地质、气象、 农(林)业、交通运输及军(警)用途的无 线数据采集系统。 (二)多点对一点的无线数据传输 系统 前面介绍的一点对多点无线传输 系统中,能够主动发射信号的只有一个 主机,子机只有在主机查询到它时才会 做出响应或被动地向主机回馈信息。而 在多点对一点的无线数据传输系统中, 能主动发射信号的是子机,主机平时则 处于接收等待状态,只有在接到子机的 信号时才会作出相应的响应或向外发 射信号,一个典型的应用实例是小区集 中式综合防盗报警系统。 目前市场上的防盗报警系统的无 线部分基本上都采用单一工作频率(信 道)的宽带ASK调制解调方式,这种制 式的突出优点是成本极低,其最大的缺 点是抗干扰能力极差,传输距离也很难 做远,特别是对略有技术准备的非法入 侵(例如:非法入侵者在入侵时先开启 一个同频发射机进行干扰)无力应对, 导致系统失效。由于SD430系列数传模 块采用了基于多信道的窄带GFSK调 制/解调技术及软件纠错技术,接收带 宽仅4-3kHz,干扰信号必须准确地进 入这一接收带宽才能形成干扰(而ASK 制式的接收带宽通常都达到4-1MHz 左右,凡进入这一带宽范围内的干扰信 号均会对系统形成干扰,加上ASKI~0的 油田用智能型无线报警/遥控系统 抗干扰能力本来就比GFSK制差得 多),更何况SD430系列数传模块有256 个信道,要准确地进入系统的工作信道 实施干扰谈何容易,因而抗干扰能力极 强,另一方面,在同样的发射功率下, SD430系列数传模块的传输距离可达 ASKI~0的10倍以上,是重要场所用防 盗、防火报警系统中无线传输部分升级 换代的理想选择。图10是一个适合于 油田用的集防盗、防火、故障报警、远距 离遥控操作等功能于一体的综合控制 系统示意图10。 在图8a中,SD430H型(发射功率 为3W)负责与控制中心的数据交换, MCU及其周边电路负责各种状态检 测、数据采集并执行控制中心的遥控操 作指令。在正常情况下(即无非法入侵、 火灾苗头及设备运转正常),油井单元 机(子机)处于接收待命状态,不主动发 射信号,子机只在以下两种情况下才会 向外发射信号。 其一是出现非正常状态,如遇非法 入侵,出现火灾苗头或探测到设备故 障,子机即会启动发射程序,向控制中 心报告警情,其发出的信息包括油井地 址代码和警情代码,每隔10秒钟发射 一次,直到收到控制中心发来的应答信 号才停止发射。 其二是收到主机的控制指令,如控 制中心主机向油井子机发出的状态查 询、数据采集、遥控开头机指令时,才将 指令的执行结果发往控制中心。 由于油田的气候非常恶劣,虽然 SD430系列无线数传组件有较强的环 境适应能力,但在一50~C—一30℃低温 环境中仍有可能不能正常工作,因此在 安装时仍需采取一定的保温措施,以保 证SD430系列模块的温度不能低于 一20℃。 在图8b中,与SD430U型大功率 (10W)收/发一体模块相连的上位机 (PC机)负责整个油田各油井的警情处 理,数据采集及控制操作。中心主机不 发控制指令时均处于接收状态,以便监 视各子机的状态。 整个系统工作在同一个信道上,每 个分机各有一个唯一的发址代码,主机 采用增益为10dB的高增益天线并架设 在楼顶(越高越好),分机则根据与控制 中心距离的不同,可选用不同增益的天 线或定向天线搭配,必要时分机也采用 大功率收发模块,即可满足对覆盖范围 的要求。 (三)多点对多点的无线通信网 前面所介绍的系统都由一个主机 和多个子机组成,通信只能在子机与主 电子剜作2。o5年第6期7 I
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