貞光科技是廣芯微電子代理商和解決方案供應(yīng)商，負(fù)責(zé)廣芯微電子的低功耗MCU芯片，8位/32位微控制器芯片、無(wú)線射頻收發(fā)器芯片，數(shù)字電源管理芯片和傳感與信號(hào)調(diào)理專用芯片等產(chǎn)品的銷售和技術(shù)服務(wù)。樣品申請(qǐng)和訂購(gòu)聯(lián)系我們。

一、前言不同頻率的RF信號(hào)在穿過(guò)不同的建筑材料的時(shí)候，其衰減值是不一樣的。2.4GHz頻段的信號(hào)，由于其受到墻壁的阻擋，穿透能力較弱，所以在許多智能家居應(yīng)用場(chǎng)景中需要使用MESH組網(wǎng)，如BLE MESH， Zigbee MESH等。而Sub-1GHz頻段的信號(hào)穿透能力較強(qiáng)，傳輸距離較遠(yuǎn)，對(duì)于一般的室內(nèi)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，不需要MESH組網(wǎng)，使用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)就可以滿足應(yīng)用需求。

表一：不同頻段信號(hào)穿透不同建筑材料后的衰減值

為加速終端客戶使用廣芯微芯片的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)流程，將時(shí)間和精力集中在增值業(yè)務(wù)上，廣芯微為客戶提供軟硬件平臺(tái)參考設(shè)計(jì)，基于Sub-1GHz信號(hào)的特點(diǎn)，廣芯微推出了UMICLINK 參考方案，該方案采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的組網(wǎng)方式，客戶基于此做二次開(kāi)發(fā)，可以短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目落地，參考方案的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模為200個(gè)上下行節(jié)點(diǎn)，支持ML非省電模式和S省電模式，網(wǎng)關(guān)與節(jié)點(diǎn)的通訊距離可以達(dá)到1000米（10Kbps）。方案中使用的廣芯微自研的芯片包括高性能工業(yè)實(shí)時(shí)控制器芯片 UM3243F（作為網(wǎng)關(guān)主控制器）和Sub-1GHz無(wú)線MCU芯片 UM2080F32（作為網(wǎng)關(guān)通訊鏈路處理器和子節(jié)點(diǎn)）。

圖一：UMICLINK 參考方案

圖二：網(wǎng)關(guān)的原理框圖

二、關(guān)于UMICLINK 參考方案

UMICLINK 網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)是一款基于私有無(wú)線協(xié)議的廣域網(wǎng)集中器，射頻通道設(shè)定在433Mhz的中心頻率（可在200Mhz~1050Mhz以內(nèi)配置），通過(guò)無(wú)線協(xié)議實(shí)現(xiàn)集中器與終端模塊自由組網(wǎng)、集中器與服務(wù)器通訊。

圖三：UMICLINK 網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)

圖四：UMICLINK 網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì) PCB

圖五：UMICLINK 參考方案節(jié)點(diǎn) PCB

1.UMICLINK 參考方案特點(diǎn)：

• 智能組網(wǎng)，可提前為入網(wǎng)節(jié)點(diǎn)分配信道，減少現(xiàn)場(chǎng)施工難度；
• 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的管理、狀態(tài)顯示；
• 支持以太網(wǎng)、4G；
• 支持豐富的狀態(tài)指示燈；
• 網(wǎng)關(guān)可以自動(dòng)上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器；
• 多至6個(gè)無(wú)線協(xié)議通道可配置為UMICLINK -ML協(xié)議和UMICLINK -S協(xié)議；
• 支持MQTT、HTTP等常見(jiàn)通訊協(xié)議，方案實(shí)用性強(qiáng)；
• 可以為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供遠(yuǎn)距離、低功耗、多設(shè)備掛載；
• 內(nèi)置RT-Thread開(kāi)源操作系統(tǒng)，支持二次開(kāi)發(fā)。

2.UMICLINK 參考方案網(wǎng)關(guān)支持1路上行有線WAN口、1路上行4G網(wǎng)絡(luò)通道、6路上下行射頻通道（可支持UMICLINK -ML協(xié)議（上下行）和UMICLINK-S協(xié)議（僅上行））。

3.UMICLINK 參考方案無(wú)線協(xié)議包括UMICLINK -ML協(xié)議和UMICLINK -S協(xié)議。

三、方案應(yīng)用

1.溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)

• 網(wǎng)關(guān)：應(yīng)用UMICLINK 參考方案多觸發(fā)多通道網(wǎng)關(guān)，參考上文描述。
• 溫濕度傳感器：基于廣芯微高性能Sub-1G收發(fā)SOC UM2080F32、溫濕度傳感器和震動(dòng)傳感器構(gòu)成的傳感器子設(shè)備，該通訊機(jī)制是溫濕度傳感器主動(dòng)觸發(fā)及上報(bào)的機(jī)制，從設(shè)備與網(wǎng)關(guān)之間組成了星型組網(wǎng)拓?fù)?。整體方案采用紐扣電池供電，省電為主要考慮要素。

2.物流標(biāo)貼網(wǎng)絡(luò)

• 網(wǎng)關(guān)：應(yīng)用UMICLINK 參考方案多觸發(fā)多通道網(wǎng)關(guān)，參考上文描述。
• 低頻無(wú)線發(fā)射器：由廣芯微低功耗MCU UM8004與Sub-1GHz收發(fā)芯片UM2010，低頻驅(qū)動(dòng)芯片UM12020D與低頻發(fā)射天線構(gòu)成。低頻無(wú)線發(fā)射器通過(guò)Sub-1GHz信號(hào)遠(yuǎn)程接收網(wǎng)關(guān)信息并通過(guò)125KHz發(fā)射出去，激活RFID標(biāo)貼，將標(biāo)貼相應(yīng)的信息匯報(bào)給網(wǎng)關(guān)。
• 主動(dòng)式RFID標(biāo)貼：采用廣芯微低頻接收SOC UM2082F08及FSK發(fā)射芯片UM2001設(shè)計(jì)的主動(dòng)式RFID標(biāo)貼。標(biāo)貼工作電流在3uA的級(jí)別，是業(yè)界最低功耗的組網(wǎng)方式。

圖六：物流標(biāo)貼網(wǎng)絡(luò)傳輸示意圖

• 發(fā)射機(jī)性能：
• 低頻發(fā)射器可觸發(fā)10米以內(nèi)的RFID標(biāo)貼的低頻接收，使其接受網(wǎng)關(guān)的控制，包括輸出發(fā)射功率及傳輸給標(biāo)貼控制信息等。
• RFID標(biāo)貼與網(wǎng)關(guān)之間的通信距離可以達(dá)到300米（速率50kbps)，并支持13dbm (Max)的發(fā)射功率，其工作功耗大約為3uA，在未觸發(fā)，處于低頻信號(hào)三通道scan的模式下，發(fā)射功率可調(diào)。