433M数传电台窄带无线通讯技术手册

Posted 2022-04-04 成都亿佰特电子科技有限公司

  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。