監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)方案433M無線收發(fā)芯片動(dòng)能世紀(jì)DP4306F的應(yīng)用案例

越來越多的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的建筑，人員密集型場所，地下建筑，危險(xiǎn)品存放地等的涌現(xiàn)，使傳統(tǒng)有線報(bào)警系統(tǒng)不能滿足要求。無線星型自組網(wǎng)無需基站和鋪設(shè)通信線，覆蓋面廣，探測器可安放在任意位置，分布節(jié)點(diǎn)多，不受建筑條件限制，布設(shè)簡單，維護(hù)方便，成本較低，適合各種復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)，是火災(zāi)有線監(jiān)控系統(tǒng)的一種有效補(bǔ)充。

監(jiān)控報(bào)警方案優(yōu)勢在于：

一、覆蓋面廣：無線星型自組網(wǎng)無需基站和鋪設(shè)信線，覆蓋面廣，探測器可以安放在合適位置，分布節(jié)點(diǎn)多，不受建筑條件限制。

二、布設(shè)簡單，成本低：只需要將探測器節(jié)點(diǎn)布設(shè)在指定位置即可，維護(hù)方便，成本較低，適合各類復(fù)雜建筑。

三、抗干擾能力強(qiáng)：433MHz的強(qiáng)穿透性和抗干擾性，適于復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑和電磁波干擾的區(qū)域。

報(bào)警系統(tǒng)由終端探測器節(jié)點(diǎn)、中繼器節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)組成。以中心節(jié)點(diǎn)為核心，組成RF433MHz通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)間無線通信。終端探測器節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳到中繼器節(jié)點(diǎn)，中繼器將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)，數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)可以通過軟件系統(tǒng)展示給操作人員。

433MHz無線通信單元是本系統(tǒng)的核心，由微處理器模塊、無線通信模塊、天線模塊和電源模塊組成。無線通信模塊選用動(dòng)能世紀(jì)的DP4306F芯片，它是一款高性能低功耗的單片集成收發(fā)機(jī)，工作頻率可覆蓋200MHz~1000MHz，集成M0核MCU，支持230/408/433/470/868/915頻段。該芯片集成了射頻接收器、射頻發(fā)射器、頻 率綜合器、GFSK調(diào)制器、GFSK解調(diào)器等功能模塊。通過SPI接口可以對輸出功率、頻道選擇以及數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行靈活配置，并且內(nèi)置CRC、FEC、自動(dòng)應(yīng)答和自動(dòng)重傳機(jī)制，可以大大簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并優(yōu)化性能。

芯片為時(shí)分雙工收發(fā)器(TDD)，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包需在不同時(shí)段交替進(jìn)行。該芯片先將接收到的(G)FSK調(diào)制信號通過混頻器混到IF頻率，然后輸入給后續(xù)的中頻濾波器和可變增益放大器(PGA)進(jìn)行濾波和放大。處理過的中頻信號通過高性能的sigma-delta ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字域。內(nèi)置的DSP完成濾波、解調(diào)、自動(dòng)增益控制、RSSI檢測、數(shù)據(jù)包處理等功能。

芯片內(nèi)部的高精度本地振蕩器LO由sigma-delta Fractional-N頻率綜合器實(shí)現(xiàn)，可同時(shí)用于接收和發(fā)射。傳輸?shù)腇SK數(shù)據(jù)直接調(diào)制進(jìn)入sigma-delta數(shù)據(jù)流，并能被內(nèi)部的高斯濾波器進(jìn)行濾波以降低多余的頻譜分量。

芯片內(nèi)部高效率的class E功率放大器(PA)， 在+20dBm輸出功率的條件下，約消耗100mA的電流。PA輸出功率能在-5dBm至+20dBm范圍內(nèi)進(jìn)行配置，配置精度約1dB。PA的開啟時(shí)間可由內(nèi)部自動(dòng)傾斜上升曲線控制以減小PA開啟時(shí)刻對芯片其它模塊的干擾并降低多余的頻譜擴(kuò)展。

芯片支持TX/RX開關(guān)控制和天線分集開關(guān)控制以擴(kuò)展鏈路范圍和提高性能。芯片內(nèi)部集成低功耗的32KHz振蕩器，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喚醒功能以降低整體方案的功耗。

芯片內(nèi)含32位ARM? Cortex?-M0+內(nèi)核 MCU，寬電壓工作范圍的MCU。嵌入高達(dá)64Kbytes flash 和 8Kbytes SRAM 存儲器，最高工作頻率48MHz。包含多種不同封裝類型多款產(chǎn)品。芯片集成多路I2C、SPI、USART 等通訊外設(shè)，1路12bit ADC，5個(gè)16bit 定時(shí)器，以及2路比較器。

DP4306F性能特性如下所示：

頻率范圍200--1000MHz，支持230/408/433/470/868/915頻段

接收靈敏度：-112dBm@10Kbps

最大輸出功率：+20dBm

調(diào)制方式：FSK，GFSK

數(shù)據(jù)率：2.4kbps---250kbps

支持SPI接口

自動(dòng)應(yīng)答及自動(dòng)重傳

快速頻道切換， 支持跳頻算法

支持RSSI功能

天線分集和T/R開關(guān)控制

自動(dòng)頻率控制(AFC)

自動(dòng)增益控制(AGC)

低工作電壓：1.9V~3.6V

內(nèi)核

— 32位ARM Cortex - M0+

— 最高32MHz工作頻率

存儲器

—最大64Kbytes flash存儲器

— 最大8Kbytes SRAM

時(shí)鐘系統(tǒng)

— 內(nèi)部4/8/16/22.12/24MHz RC 振蕩器(HSI)

— 內(nèi)部32.768KHz RC振蕩器(LSI)

— 4~32MHz晶體振蕩器(HSE)

電源管理和復(fù)位

— 低功耗模式: Sleep和Stop

— 上電/掉電復(fù)位 (POR/PDR)

— 掉電檢測復(fù)位 (BOR)

— 可編程的電壓檢測 (PVD)

通用輸入輸出(I/O)

— 多達(dá)18個(gè)I/O，均可作為外部中斷

— 驅(qū)動(dòng)電流8mA

3通道 DMA控制器

1 x 12-bit ADC

— 支持 最多10個(gè)外部輸入通道

— 輸入電壓轉(zhuǎn)換范圍: 0~VCC

定時(shí)器

— 1個(gè)16bit高級控制定時(shí)器(TIM1)

— 4個(gè)通用的16位定時(shí)器(TIM3/TIM14/TIM16/TIM17)

— 1 個(gè)低功耗定時(shí)器(LPTIM)，支持從stop模式喚醒

— 1 個(gè)獨(dú)立看門狗定時(shí)器 (IWDT)

— 1 個(gè)窗口看門狗定時(shí)器 (WWDT)

— 1 個(gè)SysTick timer

— 1 個(gè)IRTIM

RTC

通訊接口

— 1個(gè)串行外設(shè)接口(SPI)

— 2 個(gè)通用同步/異步收發(fā)器(USART)，支持自動(dòng)波特率檢測

— 1 個(gè)I2C接口，支持標(biāo)準(zhǔn)模式 (100kHz)、快速模式 (400kHz)，支持7 位尋址模式

硬件CRC-32模塊

2個(gè)比較器

唯一UID

串行單線調(diào)試(SWD)

32 引腳 6*6 QFN 封裝