監(jiān)控報警系統(tǒng)方案433M無線收發(fā)芯片動能世紀DP4306F的應用案例

越來越多的復雜結構的建筑，人員密集型場所，地下建筑，危險品存放地等的涌現(xiàn)，使傳統(tǒng)有線報警系統(tǒng)不能滿足要求。無線星型自組網無需基站和鋪設通信線，覆蓋面廣，探測器可安放在任意位置，分布節(jié)點多，不受建筑條件限制，布設簡單，維護方便，成本較低，適合各種復雜建筑結構，是火災有線監(jiān)控系統(tǒng)的一種有效補充。

監(jiān)控報警方案優(yōu)勢在于：

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

二、布設簡單，成本低：只需要將探測器節(jié)點布設在指定位置即可，維護方便，成本較低，適合各類復雜建筑。

三、抗干擾能力強：433MHz的強穿透性和抗干擾性，適于復雜結構建筑和電磁波干擾的區(qū)域。

報警系統(tǒng)由終端探測器節(jié)點、中繼器節(jié)點、數(shù)據(jù)中心節(jié)點組成。以中心節(jié)點為核心，組成RF433MHz通信網絡進行節(jié)點間無線通信。終端探測器節(jié)點將數(shù)據(jù)傳到中繼器節(jié)點，中繼器將數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)中心節(jié)點，數(shù)據(jù)中心節(jié)點的數(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能世紀的DP4306F芯片，它是一款高性能低功耗的單片集成收發(fā)機，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調制器、GFSK解調器等功能模塊。通過SPI接口可以對輸出功率、頻道選擇以及數(shù)據(jù)包格式進行靈活配置，并且內置CRC、FEC、自動應答和自動重傳機制，可以大大簡化系統(tǒng)設計并優(yōu)化性能。

芯片為時分雙工收發(fā)器(TDD)，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包需在不同時段交替進行。該芯片先將接收到的(G)FSK調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)進行濾波和放大。處理過的中頻信號通過高性能的sigma-delta ADC轉化為數(shù)字域。內置的DSP完成濾波、解調、自動增益控制、RSSI檢測、數(shù)據(jù)包處理等功能。

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

芯片內部高效率的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范圍內進行配置，配置精度約1dB。PA的開啟時間可由內部自動傾斜上升曲線控制以減小PA開啟時刻對芯片其它模塊的干擾并降低多余的頻譜擴展。

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

芯片內含32位ARM? Cortex?-M0+內核 MCU，寬電壓工作范圍的MCU。嵌入高達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品。芯片集成多路I2C、SPI、USART 等通訊外設，1路12bit ADC，5個16bit 定時器，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

調制方式：FSK，GFSK

數(shù)據(jù)率：2.4kbps---250kbps

支持SPI接口

自動應答及自動重傳

快速頻道切換， 支持跳頻算法

支持RSSI功能

天線分集和T/R開關控制

自動頻率控制(AFC)

自動增益控制(AGC)

低工作電壓：1.9V~3.6V

內核

— 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

時鐘系統(tǒng)

— 內部4/8/16/22.12/24MHz RC 振蕩器(HSI)

— 內部32.768KHz RC振蕩器(LSI)

— 4~32MHz晶體振蕩器(HSE)

電源管理和復位

— 低功耗模式: Sleep和Stop

— 上電/掉電復位 (POR/PDR)

— 掉電檢測復位 (BOR)

— 可編程的電壓檢測 (PVD)

通用輸入輸出(I/O)

— 多達18個I/O，均可作為外部中斷

— 驅動電流8mA

3通道 DMA控制器

1 x 12-bit ADC

— 支持 最多10個外部輸入通道

— 輸入電壓轉換范圍: 0~VCC

定時器

— 1個16bit高級控制定時器(TIM1)

— 4個通用的16位定時器(TIM3/TIM14/TIM16/TIM17)

— 1 個低功耗定時器(LPTIM)，支持從stop模式喚醒

— 1 個獨立看門狗定時器 (IWDT)

— 1 個窗口看門狗定時器 (WWDT)

— 1 個SysTick timer

— 1 個IRTIM

RTC

通訊接口

— 1個串行外設接口(SPI)

— 2 個通用同步/異步收發(fā)器(USART)，支持自動波特率檢測

— 1 個I2C接口，支持標準模式 (100kHz)、快速模式 (400kHz)，支持7 位尋址模式

硬件CRC-32模塊

2個比較器

唯一UID

串行單線調試(SWD)

32 引腳 6*6 QFN 封裝