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SA68D21DL全雙工無線數(shù)傳報警模塊及其應(yīng)用
摘要：SA68D21DL是一種可在微機或單片機之間進行全雙工無線通信的數(shù)傳收發(fā)模塊，該模塊具有透明式數(shù)據(jù)傳輸、與上位機接口簡單方便、通信距離較遠、數(shù)據(jù)誤碼率低、可獨立工作、可組網(wǎng)應(yīng)用等特點。文中介紹了SA68D21DL模塊的功能、特點、引腳分布，給出了SA68D21DL的典型應(yīng)用電路和應(yīng)用實例。關(guān)鍵詞：計算機；無線數(shù)傳模塊；全雙工；SA68D21DL
１基本特點
對于移動或便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及一些布線不便或布線成本過高的微機測控系統(tǒng)而言，采用無線數(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無線數(shù)據(jù)報警收發(fā)模塊就是一款可在微機與微機之間，或微機與單片機之間進行全雙工遠距離無線通信的收發(fā)模塊。該模塊還可組成最多６５５３５點的單發(fā)多收或多發(fā)單收形式的無線局域網(wǎng)，且可脫離微機組成多點報警、遙控系統(tǒng)。該模塊的主要特點如下：
●采用透明式數(shù)據(jù)傳輸，無需改變原有系統(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及看門狗電路，可掉電記憶設(shè)置參數(shù)；
●采用ＣＲＣ檢驗，可驗出傳輸中９９．９９％的錯誤；
●具有組網(wǎng)通信模式，便于點對多點通信；
●頻率源采用ＶＣＯ／ＰＬＬ頻率合成器，可方便靈活地通過串口設(shè)置頻點；
●采用帶有溫度補償頻率基準(zhǔn)，頻率的瞬時及長期穩(wěn)定度很高；
●同時具有串口通訊及開關(guān)量Ｉ／Ｏ，可直接用于報警、遙控等用途；
●采用工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計，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；
●采用全ＳＭＴ組裝，工藝先進、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：ＤＣ６Ｖ；
●無線碼速率：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：≤１００ｍｓ。
（２）接收指標(biāo)
●靈敏度：≤０．２５?１２ｄＢＳＩＮＡＤ?；
●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?２０ｄＢＳＩＮＡＤ?；
●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個插座（Ｊ１～Ｊ４），各引腳的功能說明如表１所列。
４上位機與模塊的通信規(guī)約
４．１串口通信格式
上位機與模塊間的通信是通過異步串口來完成的。異步串口采用標(biāo)準(zhǔn)的串口格式，即１個起始位、８個數(shù)據(jù)位和１個停止位。傳輸速率為１２００ｂｉｔ／ｓ。上位機與模塊間的通信內(nèi)容有兩類，一類是數(shù)據(jù)，一類是命令。
４．２數(shù)據(jù)及命令的區(qū)分
當(dāng)上位機向模塊傳送信息時，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)模塊向上位機傳送信息時，ＤＳＲ端可用來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)模塊串口無數(shù)據(jù)發(fā)出時，ＤＳＲ端的功能可指示模塊是否可以接收上位機的信息，當(dāng)模塊準(zhǔn)備好，可以接收上位機的信息時，此端為邏輯“０”；當(dāng)模塊不能接收計算機的數(shù)據(jù)時，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)來發(fā)送相應(yīng)的信令。當(dāng)ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在進行數(shù)據(jù)傳送時，無論是上位機傳給模塊，還是模塊傳給上位機的數(shù)據(jù)，都采用無格式傳送方式。
５典型工作方式
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在工作時具有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)，而無需改變模塊參數(shù)（如頻率、ＩＤ地址等）時，可使用此方式，此方式下模塊與上位機的連接電路如圖２所示。
表1SA68D21DL引腳說明
插座號端口名稱
I/O作用
J1Vcc,GND分別為正電源和地端J2～J3PB8～PB0雙向TTL電平開關(guān)量I/O端子。可通過編程設(shè)置成輸入或輸出端子。若為輸入，當(dāng)在此端檢測到狀態(tài)輸入端有一個大于1ms的跳變時，模塊將根據(jù)狀態(tài)端子的設(shè)置來發(fā)送狀態(tài)控制信令給接收機。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)J4～4RXD上位機將要發(fā)送的數(shù)據(jù)或給模塊的命令發(fā)送此端J4～3TXD模塊將接收到的數(shù)據(jù)或給上位機的命令送至此端J4～2DSR當(dāng)模塊向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)時，DSR端的功能為指示串口數(shù)據(jù)的性質(zhì)J4～1DTR當(dāng)上位機向模塊送數(shù)據(jù)時，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，因而無論使用計算機或單片機做上位機均不用改變原有通信程序。通常情況下，如僅使用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ傳送數(shù)據(jù)時，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)用中模塊作為主機時，應(yīng)使用此方式。在此方式下，上位機向模塊傳送數(shù)據(jù)時，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，ＤＴＲ端應(yīng)置為邏輯“０”，串口為數(shù)據(jù)時，ＤＴＲ應(yīng)置為“１”。當(dāng)模塊向上位機傳送數(shù)據(jù)時，應(yīng)通過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，上位機和模塊的硬件連接如圖３所示。
５．３模塊獨立工作方式
ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ具有８個雙向端口，這８個端口均可設(shè)置為輸入或輸出端口，該模塊可在無上位機的情況下獨立使用這８個輸入／輸出端口來構(gòu)成無線開關(guān)量報警系統(tǒng)或無線開關(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、報警信號輸出及儀表的上、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機、警鈴、電磁閥等執(zhí)行元件的控制。
６實際應(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、遙感及區(qū)域報警系統(tǒng)的數(shù)字信號傳輸。圖５所示為利用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ設(shè)計的一個無線水情監(jiān)測系統(tǒng)，可對水庫、自來水廠、江河的水位無線遙測。
由于ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ無線數(shù)傳收發(fā)模塊具有數(shù)據(jù)傳送距離遠、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，因而可廣泛應(yīng)用于無線數(shù)據(jù)采集、無線數(shù)據(jù)通信及遙測等系統(tǒng)中。
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