433M数传电台窄带无线通讯技术手册
一、模块介绍
1.1特点介绍
E3A-DTU-500 是 一款 频率 433M 无 线数传电 台 ( 同时 具有RS232/RS485 接口),透明传输方式,工作在 425~450.5MHz 频段(默认433MHz),工作电压范围 8V~28V。
模块具有软件 FEC 前向纠错算法,其编码效率较高,纠错能力强,在突发干扰的情况下,能主动纠正被干扰的数据包,大大提高可靠性和传输距离。在没有 FEC 的情况下,这种数据包只能被丢弃。
模块具有数据加密和压缩功能。模块在空中传输的数据,具有随机性,通过严密的加解密算法,使得数据截获失去意义。而数据压缩功能有概率减小传输时间,减小受干扰的概率,提高可靠性和传输效率。
序号 |
产品特点 |
特点描述 |
1 |
超低功耗 |
即空中唤醒功能,降低接收整体功耗: 当模块处于省电模式下即模式 2 时,配置模块的接收响应延时时间可调节模块的整机功耗; 模块可配置的最大接收响应延时为 2000ms。 |
2 |
定点发射 |
支持地址功能,主机可发射数据到任意地址、任意信道的模块,达到组网、中继等应用方式: 例如:模块 A 需要向模块 B(地址为 0x00 01,信道为 0x80)发射数据 AA BB CC, 其通信格式为:00 01 80 AA BB CC, 其中 00 01 为模块 B 地址,80 为模块 B 信道, 则模块 B 可以收到 AA BB CC(其它模块不接收数据)。 |
3 |
广播监听 |
将模块地址设置为 0xFFFF: 可以监听相同信道上的所以模块的数据传输; 发送的数据,可以被相同信道上任意地址的模块收到,从而起到广播和监听的作用。 |
4 |
前向纠错 |
模块具有软件 FEC 前向纠错算法: 其编码效率较高,纠错能力强,在突发干扰的情况下,能主动纠正被干扰的数据包,大大提高可 靠性和传输距离;在没有 FEC 的情况下,这种数据包只能被丢弃。 |
5 |
适用环境 |
433M 频率属于免费频段,用户可以免申请直接使用; 与 2.4G 相比,433M 拥有一定的穿透绕射能力,但是空中速率不如 2.4G; 适用于数据量小、传输距离远、易受干扰的环境。 |
6 |
看门狗 |
模块内置看门狗,并进行精确时间布局,一旦发生异常,模块将在 0.107 秒内重启,且能继续按照先前的参数设置继续工作。 |
更多功能介绍请查看相关应用文档 |
1.2电气参数
序号 |
参数名称 |
参数值 |
注释 |
1 |
模块尺寸 |
82 * 84 *24mm |
不含天线 |
2 |
平均重量 |
135g |
不含天线 |
3 |
工作频段 |
425 ~ 450.5MHz |
默认 433MHz,信道数 256,建议 433±5MHz |
4 |
生产工艺 |
机贴,无铅工艺 |
无线类产品必须机贴方能保证批量一致性和可靠性 |
5 |
接口方式 |
RS485:1 * 4 * 3.81 mm RS232:DB9 |
压线方式 标准 DB9,孔式 |
6 |
供电电压 |
8 ~ 28V DC |
注意:高于 28V 电压,将导致模块永久损毁 |
7 |
通信电平 |
RS232/RS485 |
同时具有RS232 和 RS485 |
8 |
实测距离 |
4000m |
晴朗空旷,最大功率,天线增益 5dBi,高度 2m,1k 空中速率 |
9 |
发射功率 |
最大 27dBm |
约 500mW,4 级可调(27、24、21、18) |
10 |
接收灵敏度 |
-126dbm@1.2kbps |
接收灵敏度和串口波特率、延迟时间无关 |
11 |
空中速率 |
1.2kbps |
8 级可调(1.2、2.4、4.8、9.6、19.2、38.4、50、70kbps) |
12 |
休眠电流 |
14mA |
模式 3(电源电压 12V) |
13 |
发射电流 |
407mA@20dBm |
电源必须提供 1.5A 以上电流输出能力 |
14 |
接收电流 |
28mA |
模式 0 |
15 |
通信接口 |
RS232/RS485 |
8N1、8E1、8O1,1200~115200 共 8 种波特率(默认 9600) |
16 |
驱动方式 |
RS232/RS485 |
可设置成推挽/上拉、漏极开路 |
17 |
发射长度 |
缓存 512 字节 |
内部自动分包 58 字节发送 |
18 |
接收长度 |
缓存 512 字节 |
内部自动分包 58 字节发送 |
19 |
模块地址 |
可配置 65536 地址 |
便于组网,支持定点传输、广播传输 |
20 |
RSSI 支持 |
内置智能化处理 |
无需关心 |
21 |
天线接口 |
SMA-K |
外螺纹内孔,50 欧姆特性阻抗 |
22 |
工作温度 |
-40 ~ +85℃ |
工业级 |
23 |
工作湿度 |
10% ~ 90% |
相对湿度,无冷凝 |
24 |
储存温度 |
-40 ~ +125℃ |
工业级 |
1.3系列产品
产品型号 |
接口 |
频率 (Hz) |
功率 (dBm) |
距离 (km) |
空中速率 (bps) |
产品特点 |
E3A-DTU-50 |
RS232/RS485 |
433M |
17 |
2.0 |
1.2k~70k |
窄带传输 |
E3A-DTU-500 |
RS232/RS485 |
433M |
27 |
4.0 |
1.2k~70k |
窄带传输 |
E3A-DTU-1W |
RS232/RS485 |
433M |
30 |
6.0 |
1.2k~70k |
窄带传输 |
E3A 系列的各个型号可以互通,大小功率可以搭配使用 |
1.4常见问题
序号 |
问题 |
描述 |
1 |
空中速率 |
建议尽可能使用低速,空中速率越高,通信距离越近,丢包率也会越高。 |
2 |
天线选择 |
天线和模块必须频率匹配,增益越高越好,驻波比越小越好,建议优先选择吸盘天线。 |
3 |
出现乱码 |
一种原因是串口波特率不匹配,另一种原因是电源供电能力不足。 |
4 |
延迟过高 |
关闭收发两端的 FEC 纠错功能、提高空中速率都可以减小延迟。 |
5 |
接收响应时间 |
只在模式 1、模式 2 下有效,时间设定越长功耗越低,接收延迟也会越高。 |
二、功能简介
2.1引脚定义
引脚序号 |
引脚名称 |
引脚用途 |
1 |
RS232 |
标准 DB9,孔式 |
2 |
485_A |
外接其他RS485 设备的 A 端 |
3 |
485_B |
外接其他RS485 设备的 B 端 |
4 |
GND |
地线 |
5 |
VCC |
电源,默认供电 8~28V(可定制标准 5V 版本),(5 和 6 自动选择高电压一端) |
6 |
DC8~28V |
DC 电源接口(5.5*2.5),接 DC8~28V 电源,(可定制标准 5V 版本) |
7 |
ANT |
天线接口(SMA-K 外螺纹内孔,50Ω特性阻抗) |
8 |
PWR |
电源指示灯 |
9 |
TXD |
发送指示灯 |
10 |
RXD |
接收指示灯 |
11 |
M0 |
控制拨码开关(控制工作模式) |
12 |
M1 |
控制拨码开关(控制工作模式) |
★ E3A 各个型号可以互通,大小功率可以搭配使用★ |
2.2连接方法
l RS232 连接方法
l RS485 连接方法
三、工作模式
类别 |
M1 |
M0 |
注释 |
|
模式 0 |
一般模式 |
On |
On |
串口打开,无线打开,透明传输 |
模式 1 |
唤醒模式 |
On |
Off |
空中唤醒发射模式,数据包自带唤醒码 |
模式 2 |
省电模式 |
Off |
On |
空中唤醒接收模式,节省自身接收功耗,该模式不能发射 |
模式 3 |
休眠模式 |
Off |
Off |
模块进入休眠,可以接收参数设置命令 |
四、指令格式
休眠模式(模式 3:M1=Off,M0=Off)下,支持的指令列表如下(设置时,只支持9600,8N1 格式):
序号 |
指令格式 |
详细说明 |
1 |
C0+工作参数 |
16 进制格式发送C0+5 字节工作参数,共 6 字节,必须连续发送(掉电保存) |
2 |
C1+C1+C1 |
16 进制格式发送三个 C1,模块返回已保存的参数,必须连续发送。 |
3 |
C2+工作参数 |
16 进制格式发送C2+5 字节工作参数,共 6 字节,必须连续发送(掉电不保存) |
4 |
C3+C3+C3 |
16 进制格式发送三个 C3,模块返回版本信息,必须连续发送。 |
5 |
C4+C4+C4 |
16 进制格式发送三个 C4,模块将产生一次复位,必须连续发送。 |
4.1 出厂默认参数
型号 |
出厂默认参数值:C0 00 00 18 50 44 |
||||||
模块型号 |
频率 |
地址 |
信道 |
空中速率 |
波特率 |
串口格式 |
发射功率 |
E3A-DTU-500 |
433MHz |
0x0000 |
0x50 |
1.2kbps |
9600 |
8N1 |
27dBm |
4.2 参数设置指令
工作参数可以使用 C0 或 C2 命令,其区别是:C0 命令会将参数写入模块 FLASH,掉电保存。
C2 命令为临时修改指令,参数不会掉电保存,适用于需要频繁修改工作参数的场合。例如:C2 00 00 18 50 44。
序号 |
名称 |
描述 |
备注 |
0 |
HEAD |
固定 0xC0 或 0xC2,表示此帧数据为控制命令 |
l 必 须 为 0xC0 或 C2 C0:所设置的参数会掉电保存。 C2:所设置的参数不会掉电保存。 |
1 |
ADDH |
模块地址高字节(默认 00H) |
00H-FFH |
2 |
ADDL |
模块地址低字节(默认 00H) |
00H-FFH |
3 |
SPED |
速率参数,包括串口速率和空中速率 7,6:串口校验位 00:8N1(默认) 01:8O1 10:8E1 11:8N1(等同 00) ------------------------------------------------- 5,4,3TTL 串口速率(bps) 000:串口波特率为 1200 001:串口波特率为 2400 010:串口波特率为 4800 011:串口波特率为 9600(默认) 100:串口波特率为 19200 101:串口波特率为 38400 110:串口波特率为 57600 111:串口波特率为 115200 ------------------------------------------------- 2,1,0无线空中速率(bps) 000:空中速率为 1.2k(默认) 001:空中速率为 2.4k 010:空中速率为 4.8k 011:空中速率为 9.6k 100:空中速率为 19.2k 101:空中速率为 38.4k 110:空中速率为 50k 111:空中速率为 70k |
l 通信双方串口模式可以不同 --------------------------------------- l 通信双方波特率可以不同 l 串口波特率和无线传输参数无关, 不影响无线收发特性。 ------------------------------------- l 空中速率越低,距离越远,抗干扰性能越强,发送时间越长。 l 通信双方空中无线传输速率必须相同。 |
4 |
CHAN |
通信频率(425M + CHAN * 0.1M) (默认 50H:433M) |
l 00H-FFH,对应 425~450.5MHz |
5 |
OPTION |
7,定点发送使能位(类 MODBUS) 0: 透明传输模式(默认) 1: 定点传输模式 ------------------------------------------------- 6IO 驱动方式(默认 1) 1:TXD、AUX 推挽输出,RXD 上拉输入 0:TXD、AUX 开路输出,RXD 开路输入 ------------------------------------------------- 5,4,3无线唤醒时间(对接收方来说,是监听间隔时间;对发射方来说,是持续发射唤醒码的时间) 000:250ms(默认) |
l 为 1 时,每个用户数据帧的前 3 个字节作为高、低地址、信道。发射时,模块改变自身地址和信道, 完毕后,恢复原有设置。 ------------------------------------- l 该位用于使能模块内部上拉电阻。漏极开路方式电平适应能力更强, 但是某些情况下,可能需要外部上拉电阻 ------------------------------------- l 收发模块都工作在模式 0 下,该延迟时间无效,可以任意值。 l 发射方工作在模式 1,将持续发射 |
001:500ms 010:750ms 011:1000ms 100:1250ms 101:1500ms 110:1750ms 111:2000ms ------------------------------------------------- 2,FEC 开关 0:关闭 FEC 1:打开 FEC(默认) ------------------------------------------------- 1, 0发射功率(大约值) 00: 27dBm(默认) 01: 24dBm 10: 21dBm 11: 18dBm |
相应时间的唤醒码。 l 接收方工作在模式 2,此时间是指接收方的监听间隔时间(无线唤醒),只能收到工作在模式 1 下发射方的数据。 l 发射方设置的唤醒时间不能小于接收方的监听间隔时间,否则可能丢失数据,当双向通信时,双方可把唤醒时间设置一致。 l 唤醒时间越大平均接收电流越低。 ------------------------------------- l 关闭 FEC 后,数据实际传输速率提升,但抗干扰能力减弱,距离稍近,请根据实际应用选择。 l 通信双方必须都开启或都关闭。 ------------------------------------- l 外部电源必须提供 1.5A 以上电流输出能力。并保证电源纹波小于100mV。 l 不推荐使用较小功率发送,其电源 利用效率不高。 |
||||||||||
举例说明(序号 3“SPED”字节的含义): |
|||||||||||
该字节的二进制位 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
|||
具体值(用户配置) |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|||
代表意义 |
串口校验位 8N1 |
串口波特率为 9600 |
空中速率为 1.2k |
||||||||
对应的十六进制 |
1 |
8 |
4.3 工作参数读取
指令格式 |
详细说明 |
C1+C1+C1 |
在休眠模式下,用户向模块串口发出命令(HEX 格式):C1 C1 C1, 模块会返回当前的配置参数,比如:C0 00 00 18 50 44。 |
4.4 版本号读取
指令格式 |
详细说明 |
C3+C3+C3 |
在休眠模式下,用户向模块串口发出命令(HEX 格式):C3 C3 C3, 模块会返回当前的配置参数,比如:C3 30 xx yy。 此处的 30 代表模块型号(E30 系列),xx 就是版本号,yy 代指模块其他特性。 |
4.5 复位指令
指令格式 |
详细说明 |
C4+C4+C4 |
在休眠模式下,用户向模块串口发出命令(HEX 格式):C4 C4 C4,模块将产生一次复位。复位过程中,模块进行自检,AUX 输出低电平,复位完毕后,AUX 输出高电平,模块开始 正常工作。此时,可以进行模式切换或发起下一条指令。 |
五. 参数配置
步骤 |
操作 |
详细说明 |
1 |
安装驱动 |
请先安装资料包中USB 转接板驱动程序(CP2102)。 |
2 |
拨码开关 |
拨动拨码开关进入休眠模式。 (M1=Off,M0=Off) |
3 |
连接模块 |
将数传电台与USB 转接板连接; 然后将转接板插入电脑USB 口。 |
4 |
连接电源 |
请务必保证已连接外置电源(8~28V)。 |
5 |
打开串口 |
打开我司的参数配置软件,选择相应的串口号然后点击“打开串口”; 如果打开失败,请选择其它串口号再试直到打开成功; |
6 |
进入界面 |
点击“读取模块参数”,界面如下图所示; 如果读取成功,则软件会显示模块的当前配置; 如果读取失败,请检查模块是否处于命令模式,或是否已安装转接板驱动程序。 |
7 |
写入参数 |
根据需要更改相应配置,请调整需要修改的参数; 然后点击“写入”按钮,把新参数写入到模块。 |
8 |
完成操作 |
如果需要重新配置请按“第五步”操作; 如果配置完成请先点击“关闭串口”然后取下模块。 |
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