SA68D21DL全雙工無(wú)線數(shù)傳報(bào)警模塊及其應(yīng)用

   摘要：SA68D21DL是一種可在微機(jī)或單片機(jī)之間進(jìn)行全雙工無(wú)線通信的數(shù)傳收發(fā)模塊，該模塊具有透明式數(shù)據(jù)傳輸、與上位機(jī)接口簡(jiǎn)單方便、通信距離較遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)誤碼率低、可獨(dú)立工作、可組網(wǎng)應(yīng)用等特點(diǎn)。文中介紹了SA68D21DL模塊的功能、特點(diǎn)、引腳分布，給出了SA68D21DL的典型應(yīng)用電路和應(yīng)用實(shí)例。

    關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；無(wú)線數(shù)傳模塊；全雙工；SA68D21DL

１　基本特點(diǎn)

對(duì)于移動(dòng)或便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及一些布線不便或布線成本過(guò)高的微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)而言，采用無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸是一種較好的選擇方案。由北京捷麥通信器材有限公司生產(chǎn)的ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ無(wú)線數(shù)據(jù)報(bào)警收發(fā)模塊就是一款可在微機(jī)與微機(jī)之間，或微機(jī)與單片機(jī)之間進(jìn)行全雙工遠(yuǎn)距離無(wú)線通信的收發(fā)模塊。該模塊還可組成最多６５５３５點(diǎn)的單發(fā)多收或多發(fā)單收形式的無(wú)線局域網(wǎng)，且可脫離微機(jī)組成多點(diǎn)報(bào)警、遙控系統(tǒng)。該模塊的主要特點(diǎn)如下：

●采用透明式數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需改變?cè)邢到y(tǒng)通信程序及硬件連接方法；

●串口具有ＴＴＬ、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５等多種電平接口；

●內(nèi)含Ｅ２ＰＲＯＭ及看門(mén)狗電路，可掉電記憶設(shè)置參數(shù)；

●采用ＣＲＣ檢驗(yàn)，可驗(yàn)出傳輸中９９．９９％的錯(cuò)誤；

●具有組網(wǎng)通信模式，便于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信；

●頻率源采用ＶＣＯ／ＰＬＬ頻率合成器，可方便靈活地通過(guò)串口設(shè)置頻點(diǎn)；

●采用帶有溫度補(bǔ)償頻率基準(zhǔn)，頻率的瞬時(shí)及長(zhǎng)期穩(wěn)定度很高；

●同時(shí)具有串口通訊及開(kāi)關(guān)量Ｉ／Ｏ，可直接用于報(bào)警、遙控等用途；

●采用工業(yè)級(jí)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工作溫度范圍寬，可適應(yīng)野外工作；

●采用全封閉鋁合金外殼，抗干擾能力強(qiáng)；

●采用全ＳＭＴ組裝，工藝先進(jìn)、可靠性高；

● 發(fā)送／接收距離范圍為１～３ｋｍ。

２　技術(shù)指標(biāo)

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ的主要技術(shù)指標(biāo)分為綜合指標(biāo)、接收指標(biāo)和發(fā)射指標(biāo)三種。

（１） 綜合指標(biāo)

●工作頻段：２２７．０００ＭＨｚ～２３３．０００ＭＨｚ；

●信道間隔：２５ｋＨｚ；

●頻率容差：±５ｐｐｍ；

●工作溫度：－３０～＋６０℃；

●天線阻抗：５０Ω；

●工作電源：ＤＣ ６Ｖ ；

●無(wú)線碼速率：１２００ｂｐｓ；

●接口速率：１２００ｂｐｓ；

●接口標(biāo)準(zhǔn)：ＲＳ２３２、ＲＳ４８５、ＴＴＬ電平可選；

●外形尺寸：１２０×１４０×３０ｍｍ；

●重量：１２０ｇ；

●數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)：≤１００ｍｓ。

（２） 接收指標(biāo)

●靈敏度：≤０．２５?１２ｄＢ ＳＩＮＡＤ?；

●鄰道選擇性：≥６５ｄＢ；

●雜散響應(yīng)抗擾性：≥６５ｄＢ；

●互調(diào)抗擾性：≥６０ｄＢ；

●靜態(tài)電流：≤６５ｍＡ；

●阻塞：≥９０ｄＢ；

●音頻輸出功率：５０ｍＷ；

●失真度：≤５％；

●誤碼率：≤１０－６ ?２０ｄＢ ＳＩＮＡＤ?；

●共信道抑制：≥－８ｄＢ。

（３） 發(fā)射指標(biāo)

●調(diào)制方式：ＦＳＫ／１２００ｂｐｓ；

●發(fā)射功率：５００ｍＷ?ＤＣ１２Ｖ?；

●載波頻率容差：≤５×１０－６；

●雜散射頻分量：≤－６５ｄＢ；

●臨道功率比值：≥ ６５ｄＢ；

●音頻調(diào)制電壓：１０ｍＶ（３ｋＨｚ頻偏）；

●調(diào)制失真：≤３％；

●最大頻偏：≤５ｋＨｚ；

●調(diào)制帶寬：≤１６ｋＨｚ；

●剩余調(diào)頻：≤－４０ｄＢ；

●剩余調(diào)幅：≤３％；

●發(fā)射電流：≤６００ｍＡ。

３　模塊引腳功能

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ模塊的外形及引腳排列如圖１所示，該模塊共有４個(gè)插座（Ｊ１～Ｊ４），各引腳的功能說(shuō)明如表１所列。

４　上位機(jī)與模塊的通信規(guī)約

４．１ 串口通信格式

上位機(jī)與模塊間的通信是通過(guò)異步串口來(lái)完成的。異步串口采用標(biāo)準(zhǔn)的串口格式，即１個(gè)起始位、８?jìng)€(gè)數(shù)據(jù)位和１個(gè)停止位。傳輸速率為１２００ｂｉｔ／ｓ。上位機(jī)與模塊間的通信內(nèi)容有兩類(lèi)，一類(lèi)是數(shù)據(jù)，一類(lèi)是命令。

４．２ 數(shù)據(jù)及命令的區(qū)分

當(dāng)上位機(jī)向模塊傳送信息時(shí)， ＤＴＲ端的功能是指示串口信息的性質(zhì)。若串口信息為命令，ＤＴＲ端應(yīng)置為邏輯“０”，若串口信息為數(shù)據(jù)，則ＤＴＲ端應(yīng)置為邏輯“１”。

當(dāng)模塊向上位機(jī)傳送信息時(shí)，ＤＳＲ端可用來(lái)指示串口信息的性質(zhì)，若串口信息為命令，ＤＳＲ端為邏輯“０”，若串口信息為數(shù)據(jù)，ＤＳＲ端為邏輯“１”。

當(dāng)模塊串口無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)出時(shí)，ＤＳＲ端的功能可指示模塊是否可以接收上位機(jī)的信息，當(dāng)模塊準(zhǔn)備好，可以接收上位機(jī)的信息時(shí)，此端為邏輯“０”；當(dāng)模塊不能接收計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)時(shí)，此端為邏輯“１”。

４．３ 命令和數(shù)據(jù)傳送格式

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ的命令傳送格式為：

D7H

命令碼H

參數(shù)H

其中，Ｄ７Ｈ為命令碼的特征碼，即字頭。命令碼為一字節(jié)長(zhǎng)度，代表命令的性質(zhì)。不同的命令碼有不同的參數(shù)。模塊在收到命令后，將根據(jù)命令碼的不同，分析參數(shù)并執(zhí)行命令。對(duì)于有些需要發(fā)送信令的命令，模塊將根據(jù)命令的性質(zhì)來(lái)發(fā)送相應(yīng)的信令。當(dāng)ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，無(wú)論是上位機(jī)傳給模塊，還是模塊傳給上位機(jī)的數(shù)據(jù)，都采用無(wú)格式傳送方式。

５　典型工作方式

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在工作時(shí)具有３種典型的工作方式，即數(shù)據(jù)傳送方式、數(shù)據(jù)／命令傳送方式和模塊獨(dú)立工作方式。

５．１ 數(shù)據(jù)傳送方式

當(dāng)用戶僅需使用模塊收發(fā)數(shù)據(jù)，而無(wú)需改變模塊參數(shù)（如頻率、ＩＤ地址等）時(shí)，可使用此方式，此方式下模塊與上位機(jī)的連接電路如圖２所示。

表1  SA68D21DL引腳說(shuō)明

插座號(hào)	端口名稱(chēng)	I/O作用
J1	Vcc,GND	分別為正電源和地端
J2～J3	PB8～PB0	雙向TTL電平開(kāi)關(guān)量I/O端子?？赏ㄟ^(guò)編程設(shè)置成輸入或輸出端子。若為輸入，當(dāng)在此端檢測(cè)到狀態(tài)輸入端有一個(gè)大于1ms的跳變時(shí)，模塊將根據(jù)狀態(tài)端子的設(shè)置來(lái)發(fā)送狀態(tài)控制信令給接收機(jī)。而接收模塊將根據(jù)狀態(tài)控制信令中的目的地址與模塊的身份地址是否滿足響應(yīng)條件來(lái)決定是否響應(yīng)。若設(shè)置為輸出端子，則在模塊收到狀態(tài)控制信令后，模塊將根據(jù)相應(yīng)的設(shè)置決定是否響應(yīng)和怎樣響應(yīng)
J4～4	RXD	上位機(jī)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)或給模塊的命令發(fā)送此端
J4～3	TXD	模塊將接收到的數(shù)據(jù)或給上位機(jī)的命令送至此端
J4～2	DSR	當(dāng)模塊向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，DSR端的功能為指示串口數(shù)據(jù)的性質(zhì)
J4～1	DTR	當(dāng)上位機(jī)向模塊送數(shù)據(jù)時(shí)，DTR端的功能為指示串口數(shù)據(jù)的性質(zhì)

數(shù)據(jù)傳送方式由于未使用模塊的ＤＳＲ端和ＤＴＲ端，因而無(wú)論使用計(jì)算機(jī)或單片機(jī)做上位機(jī)均不用改變?cè)型ㄐ懦绦?。通常情況下，如僅使用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ傳送數(shù)據(jù)時(shí)，可采用此方式。

５．２ 數(shù)據(jù)／命令傳送方式

當(dāng)用戶在使用中需用改變模塊參數(shù)或組網(wǎng)應(yīng)用中模塊作為主機(jī)時(shí)，應(yīng)使用此方式。在此方式下，上位機(jī)向模塊傳送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)改變ＤＴＲ端的狀態(tài)以指示傳送的是命令還是數(shù)據(jù)。串口為命令時(shí)，ＤＴＲ端應(yīng)置為邏輯“０”，串口為數(shù)據(jù)時(shí)，ＤＴＲ應(yīng)置為“１”。當(dāng)模塊向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)通過(guò)ＤＳＲ端指示串口數(shù)據(jù)性質(zhì)，若串口為控制命令，則ＤＳＲ端應(yīng)置為邏輯“０”，若串口為接收數(shù)據(jù)，則ＤＳＲ端應(yīng)置為“１”。在數(shù)據(jù)／命令傳送工作方式下，上位機(jī)和模塊的硬件連接如圖３所示。

５．３ 模塊獨(dú)立工作方式

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ具有８?jìng)€(gè)雙向端口，這８?jìng)€(gè)端口均可設(shè)置為輸入或輸出端口，該模塊可在無(wú)上位機(jī)的情況下獨(dú)立使用這８?jìng)€(gè)輸入／輸出端口來(lái)構(gòu)成無(wú)線開(kāi)關(guān)量報(bào)警系統(tǒng)或無(wú)線開(kāi)關(guān)量遙控系統(tǒng)，圖４給出了該方式下的硬件連接電路。其中ＰＢ１～ＰＢ４設(shè)置為輸入端口?可連接按鈕、報(bào)警信號(hào)輸出及儀表的上、下限輸出，而ＰＢ５ ～ＰＢ８則被設(shè)置成輸出端口，可連接晶體管、晶閘管及繼電器以完成電動(dòng)機(jī)、警鈴、電磁閥等執(zhí)行元件的控制。

６　實(shí)際應(yīng)用電路

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ可廣泛應(yīng)用于電力、水利、氣象、石油、林業(yè)、勘探等行業(yè)的遙控、遙測(cè)、遙感及區(qū)域報(bào)警系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)傳輸。圖５所示為利用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ設(shè)計(jì)的一個(gè)無(wú)線水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可對(duì)水庫(kù)、自來(lái)水廠、江河的水位無(wú)線遙測(cè)。

由于ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ無(wú)線數(shù)傳收發(fā)模塊具有數(shù)據(jù)傳送距離遠(yuǎn)、可全雙工通信、透明數(shù)據(jù)傳送、誤碼率低、可靠性高、使用方便等特點(diǎn)，因而可廣泛應(yīng)用于無(wú)線數(shù)據(jù)采集、無(wú)線數(shù)據(jù)通信及遙測(cè)等系統(tǒng)中。