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用戶在抄集傳感器數(shù)據(jù)中存在許多的問題，比如傳感器的安裝布線成本高，工程安裝量大。隨著無線數(shù)據(jù)通信的迅速發(fā)展，通過無線數(shù)據(jù)通信可以很好的解決這個(gè)問題，例如深圳某科技有限公司的無線通信模塊，APC300,微功率單向發(fā)射模塊，模塊采用了超低功耗單片機(jī)和高性能低功耗發(fā)射芯片，內(nèi)置12bit高精度ADC，可以直接連接主流的各種數(shù)字與模擬傳感器，如PT1000等熱敏電阻，數(shù)字溫濕度傳感器等。用戶無需編寫無線與傳感器部分的軟件，也不需要額外的MCU和外圍器件。APC300模塊提供了多個(gè)頻道的選擇，可在線修改串口速率，收發(fā)頻率，發(fā)射功率，射頻速率，發(fā)射間隔以及傳感器類型等各種參數(shù)。
 
應(yīng)用：
z  高壓電力線，開關(guān)柜測溫
z  農(nóng)業(yè)大棚溫濕度采集
z  生鮮，疫苗冷鏈物流
z  無線軸承，缸體及紡機(jī)溫度監(jiān)測
z  混凝土，礦井及隧道測溫
z  倉儲，圖書館和博物館溫濕度監(jiān)測
z  室內(nèi)外溫濕度監(jiān)測
z  無線單向數(shù)據(jù)傳輸
 
APC300模塊能定時(shí)采集傳感器數(shù)
據(jù)并發(fā)送，模塊可在2.1-3.6V電壓范圍內(nèi)工作，在10dBm發(fā)射功耗僅僅14mA，休眠功耗低至1.5uA， 合理的設(shè)定采集周期，通常一節(jié)普通的的鋰亞電池(如ER18505)工作壽命可達(dá)數(shù)年至十幾年。
 
特點(diǎn)：
z  700米傳輸距離(3.125Kbps)
z  2.1-3.6V寬電壓工作范圍
z  頻率425-450，863-870，902-928MHz
z  多頻道可設(shè)，GFSK的調(diào)制方式
z  可設(shè)置定時(shí)采集時(shí)間間隔
z  可直接連接模擬與數(shù)字傳感器
z  發(fā)射電流14mA@10dBm， 待機(jī)電流1.5uA
z  數(shù)年至十幾年電池使用壽命 

APC300模塊是單向的多通道嵌入式無線數(shù)傳模塊，能夠連接各種傳感器，并設(shè)置采集間隔周期，也可以設(shè)置成普通的單向數(shù)傳模塊，通過UART口接收上位機(jī)程序，可設(shè)置多個(gè)頻道，步進(jìn)為1KHz，發(fā)射功率最大10mW，體積22.4mm x15.9mm x 2.4mm，很方便客戶嵌入系統(tǒng)之內(nèi)，APC300模塊具有極低的功耗，非常適合于電池供電系統(tǒng).APC300模塊采用的定時(shí)采集傳感器數(shù)據(jù)，用戶可根據(jù)需要設(shè)置不同的采樣間隔周期，通常間隔周期較長平均電流越小，電池的壽命也越長。 
 
 
APC300工作模式
APC300模塊是單向發(fā)射模塊，所以接收是由APC250S模塊完成的。APC300模塊可以設(shè)置多種工作模式�？梢苑譃槎�類，一是單向透明傳輸模式(transparent tranmitting)，二而是傳感器定時(shí)上傳模式。傳感器定時(shí)上傳模式可以設(shè)置多種模擬和數(shù)字的傳感器。

1)  單向透明傳輸方式：
APC300模塊在這種方式下就是一個(gè)普通的單向數(shù)傳模塊， APC300模塊不會主動發(fā)數(shù)據(jù)，也沒有ID (地址)的概念。如圖二，第五腳是使能腳，當(dāng)使能腳高電平模塊休眠，典型休眠電流約1.5uA。使能腳低電平時(shí)模塊工作，此時(shí)模塊處于等待數(shù)據(jù)輸入狀態(tài)，消耗電流約700uA。當(dāng)RXD有數(shù)據(jù)輸入時(shí)，模塊第六腳AUX將在收到第一個(gè)字節(jié)后置低，發(fā)射結(jié)束后重新置高，這一腳可以用來監(jiān)測發(fā)射狀態(tài)。當(dāng)用戶輸入數(shù)據(jù)結(jié)束后，可立刻將使能腳置高，不必等到發(fā)射結(jié)束，模塊在發(fā)射結(jié)束后會檢查使能腳狀態(tài)，如為高則進(jìn)入休眠狀態(tài)。
APC300模塊從RXD收到數(shù)據(jù)結(jié)束后或收到數(shù)據(jù)大于60字節(jié)開始啟動發(fā)射，所以當(dāng)一次輸入數(shù)據(jù)大等于60個(gè)字節(jié)，APC300將拆成多包發(fā)射，每包最大60字節(jié)。 
APC300模塊內(nèi)設(shè)256bytes大容量緩沖區(qū)，在緩沖區(qū)為空的狀態(tài)下，用戶可以1 次傳輸256bytes 的數(shù)據(jù)，當(dāng)設(shè)置空中波特率大于串口波特率時(shí)，可1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，同時(shí)APC300 模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的UART/TTL 接口，支持8種速率，和三種接口校驗(yàn)方式。模塊外部接口采用透明數(shù)據(jù)傳輸傳輸方式，能適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，所收的數(shù)據(jù)就是所發(fā)的數(shù)據(jù)。 
  
2)傳感器定時(shí)上傳方式:
傳感器定時(shí)上傳方式下APC300模塊將按照設(shè)定的無線參數(shù)，模塊的ID(地址)和Tx Interval(發(fā)射間隔)定時(shí)發(fā)射數(shù)據(jù)，其中模塊的ID分為一個(gè)字節(jié)GroupID(組地址)和一個(gè)字節(jié)的SlaveID (從地址)，如果APC300模塊的GroupID與接收模塊APC250S的相同，或者APC250S模塊的GroupID為0x00，則APC250S模塊能夠輸出APC300定時(shí)上傳的數(shù)據(jù)，并在包得最后加上RSSI(接收場強(qiáng))。為了防止發(fā)射數(shù)據(jù)
碰撞，Tx Interval定時(shí)發(fā)射的時(shí)間做了±10%的隨機(jī)處理，例如設(shè)定APC300模塊1秒發(fā)射一次，而實(shí)際發(fā)射間隔隨機(jī)在0.9-1.1秒之間，如設(shè)定10秒發(fā)射一次，而實(shí)際發(fā)射間隔隨機(jī)在9-11秒之間。
APC300模塊的發(fā)射的格式是：
ID(2byte GroupID+SlaveID)+Data(2-4byte)+Bat(1byte)
而在APC250S模塊從TXD輸出的格式是：
ID(2byte GroupID+SlaveID)+Data(2-4byte)+Bat(1byte)+RSSI(1byte)  
其中Data(數(shù)據(jù))是指由APC300模塊采集到的模擬傳感器或數(shù)字傳感器的數(shù)據(jù)。一般有2到4個(gè)字節(jié)，Bat是一個(gè)字節(jié)的電池電壓數(shù)據(jù)。PC300模塊內(nèi)置了12位的精度ADC， 在連接模擬傳感器時(shí)，Data的輸出格式是12位的ADC數(shù)據(jù)2個(gè)字節(jié)，右對齊，范圍是從0x0000 – 0x0fff。在連接數(shù)字傳感器時(shí)如DS18B20或SHT21等數(shù)字傳感器是， APC300模塊會定時(shí)讀出直接傳感器如溫度，濕度的數(shù)據(jù)，不做任何處理，具體的單位換算客戶可以參考傳感器的規(guī)格書。對于數(shù)字溫度傳感器如DS18B20， Data的輸出格式就是2個(gè)字節(jié)的數(shù)字溫度數(shù)據(jù)，對于數(shù)字溫濕度傳感器如SHT21， Data的輸出格式，是2個(gè)字節(jié)的數(shù)字溫度數(shù)據(jù)加2個(gè)字節(jié)的數(shù)字濕度數(shù)據(jù)。Bat表示的電池電壓數(shù)據(jù)測量的是發(fā)射時(shí)電池最低的電壓，由一個(gè)字節(jié)組成，范圍是0x00到0xff，具體的換算是：       電池電壓(V) = Bat + 200 100Bat表示的電壓范圍是從2.00V至4.55V。這個(gè)值越大接收越可靠，當(dāng)無線速率50Kbps時(shí)RSSI小于0x40或者無線速率6.25Kbps時(shí)RSSI小于0x30，場強(qiáng)已比較弱，丟包概率將上升。 
 
 傳感器定時(shí)上傳方式時(shí)可以有多種傳感器模式選擇。
A) 模擬傳感器模式
在模擬傳感器狀態(tài)下(analog sensor)，APC300模塊利用了內(nèi)置了12位的精度ADC，用戶可以將APC300模塊的第五腳AD2做為一個(gè)模擬輸入腳，Vref與MCU的VCC相連，APC300模塊將在設(shè)定的時(shí)間采集模擬量，見圖四。APC300模塊具體過程是：在設(shè)定的時(shí)間到來后APC300模塊首先將第六腳AUX由高至低，等待1ms后內(nèi)部ADC采集6次， 再將第六腳AUX至高，最后將采集的數(shù)據(jù)去掉最低和最高的，取
中間的4次做平均輸出。用戶可以在VCC與第五腳AD2之間連接一個(gè)模擬傳感器如PT1000，再在第五腳AD2與第六腳AUX之間連接一個(gè)精密電阻，電阻的阻值一般等于模擬傳感器的常態(tài)阻值，如圖四，這樣ADC測量的是模擬傳感器與電阻的分壓。需注意的是AUX腳最大有20mA的驅(qū)動能力，在連接不同阻值的傳感器時(shí)AUX腳壓降略有不同，但通常AUX腳灌電流在1mA一下，壓降可以忽略。 
 
b) DS18B20模式
MAXIM公司的DS18B20，是一個(gè)高精度數(shù)字溫度傳感器，工作電壓3.0-5.0V溫度測量范圍是-55°C到+125°C，在-10°C至+85°C誤差在±0.5°C以內(nèi)。DS18B20可以直接連接到APC300模塊上，外圍不需要任何器件，如圖五。APC300模塊支持DS18B20的9bit和12bit分辨率的測量，由于DS18B20在測量時(shí)有1mA左右的功耗， 而9bit和12bit分辨率的測量時(shí)間最大值分別93.75ms和750ms，所以如對功耗有特別要求的可以選擇9bit分辨率，這時(shí)DS18B20功耗僅僅是12bit分辨率的8分之一。APC300模塊將定時(shí)測量，并將DS18B20的Byte 0( Temperature LSB)與Byte 1(Temperature MSB)的數(shù)據(jù)上傳。 
c) SHT2x與SHT1x模式
SHT2x與SHT1x是SENSIRION公司的產(chǎn)品，內(nèi)部集成了一個(gè)數(shù)字溫度與濕度傳感器，SHT2x與SHT1x均可以直接連接到APC300模塊上。按照規(guī)格書的要求在VCC與地之間需要接一顆0.1uF的濾波電容，如圖六。與DS18B20模式類似APC300模塊支持SHT2x的2種分辨率的測量，對于SHT1x傳感器APC300模塊支持最高分辨率的測量。APC300模塊在設(shè)定的時(shí)間自動讀取傳感器，并將傳感器溫度DATA (MSB)， 
DATA (LSB)和濕度DATA (MSB)， DATA (LSB)的4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)上傳。APC300模塊在連接數(shù)字傳感器時(shí)，接口如1-Wire，I2C等在模塊內(nèi)部都會上拉一個(gè)約22K的電阻， 當(dāng)數(shù)字溫度傳感器與APC300模塊連接距離不超過30厘米時(shí)，是不需要額外的上拉電阻，超過這個(gè)距離必須考慮分布電容的影響，推薦按照規(guī)格書的要求接1.5-4.7K的上拉電阻，但最長連接距離不要大于2米。此外AUX腳在選擇數(shù)字傳感器時(shí)連接到的是數(shù)字傳感器的GND上， 所以AUX腳將會保持置低的狀態(tài)，當(dāng)然用戶也可以將數(shù)字傳感器的GND連接到APC300模塊GND上，AUX腳保持懸   
 
APC300模塊功耗
  APC300模塊功耗主要取決于以下二個(gè)方面。
1）發(fā)射時(shí)間與周期：
APC300模塊發(fā)射的時(shí)間與發(fā)射速率和和數(shù)據(jù)長度有關(guān)，發(fā)射速率越快，數(shù)據(jù)長度越短，發(fā)射的時(shí)間相應(yīng)也短，平均功耗也越低。
發(fā)射的時(shí)間可以用下面公式估算，
發(fā)射的時(shí)間(ms) = ( 數(shù)據(jù)長度字節(jié)數(shù) + 10 ) * 8 發(fā)射速率(Kbps)
 
例如在模擬傳感器模式下，發(fā)射數(shù)據(jù)格式是：
ID(2byte GroupID+SlaveID)+Data(2byte)+Bat(1byte)共計(jì)5個(gè)字節(jié)，如果速率是50Kbps，那么發(fā)射時(shí)間為：發(fā)射的時(shí)間(ms) =
( 5 + 10 ) * 8 50   = 2.4ms
APC300模塊晶體啟動時(shí)間約為1ms，APC300模塊在發(fā)射時(shí)電流約14mA，在晶體啟動時(shí)間功耗約為7mA，在休眠時(shí)約1.5uA，如果發(fā)射的周期為1秒鐘一次，平均電流約為：    
平均電流(mA) =2.4ms

 2）傳感器功耗：
A：在模擬傳感器模式下，每次采集時(shí)APC300模塊僅僅給傳感器供電約1ms，在這1ms內(nèi)消耗的電流與傳感器和負(fù)載電阻有關(guān)，另外這1ms內(nèi)APC300模塊約消耗0.5mA的電流。
B：在DS18B20模式下，APC300模塊會提前1秒啟動對DS18B20的測量，并進(jìn)入休眠，在下一秒讀取數(shù)據(jù)并發(fā)射。由于在測量時(shí)DS18B20消耗約1mA的電流，而APC300模塊處于休眠狀態(tài)，所以模塊功耗可以忽略不計(jì)。
  C：在SHT2x與SHT1x模式下，APC300模塊啟動測量并等待測量結(jié)束，在等待時(shí)APC300模塊本身約消耗0.5mA的電流，測量的時(shí)間和功耗用戶可以參見SHT2x與SHT1x的規(guī)格書。
APC250S接收模塊
   APC250S模塊是高度集成單接收無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，APC250S采用高速單片機(jī)和高性能射頻芯片，具有極高的靈敏度和較低的功耗。APC250S模塊提供了多個(gè)頻道的選擇，可在線修改串口速率，發(fā)射功率，射頻速率等各種參數(shù)。APC250S模塊的外形見圖七。需注意的是 EN 腳雖然有弱上拉，但在正常工作時(shí)不能懸空，必須有明確的電平，否則可能造成模塊工作不穩(wěn)定。APC250S休眠模式是通過用軟件方式實(shí)現(xiàn)的， 休眠時(shí)模塊的接口均保持相應(yīng)的電平，并且能快速切換接收狀態(tài)，從休眠至喚醒僅僅需要20uS，這意味模塊在休眠狀態(tài)時(shí)，需注意的是模塊在接收過程中，即使設(shè)置模塊休眠狀態(tài)，模塊也要將接收過程執(zhí)行完畢再進(jìn)入休眠模式，其中在接收數(shù)據(jù)過程中AUX腳將被置低。 
參數(shù)設(shè)置通過本公司提供的設(shè)置軟件RF-SENSOR  利用PC  串口可以對APC300 和APC250S模塊進(jìn)行設(shè)置。 APC300  和APC250S模塊具有豐富便捷的軟件編程設(shè)置選項(xiàng)，包括頻點(diǎn)，空中速率，以及串口速率，校驗(yàn)方式，傳感器類型等都可設(shè)置。如果大家有什么見解，可以加QQ：571638331一起討論