慧聚无线同步数传通信系统使用说明

    慧聚无线同步数传通信系统

              使用说明

文档版本V1.0.0

日期: 2014 年5 月21日

福州开发区慧聚通信技术有限公司

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本文旨在帮助读者了解本产品的使用。福州开发区慧聚通信技术有限公司对使用本手册任何信息、信息中的错误或疏漏、或者不正确使用本产品所产生的任何损失和伤害不承担任何责任。

版本历史

 一、慧聚无线同步数传通信系统特性

慧聚无线同步数传通信系统，搭载无线组网协议栈，提供强大的自我形成、自我恢复的低功耗无线星形网络组网技术，可提供高精确度的同步输出信号，其同步性能接近高精度的GPS时基接收机，是性价比极高的无线同步控制器件。

慧聚无线同步数传通信系统由微控制器、无线收发器、MAC软件、APP软件堆栈构成了完整的平台，为无线传感器网络、分布式控制或低功率网络提供了一个理想的解决方案。

慧聚无线同步数传通信系统实现星形网络技术，可实现一对一通信，一对多通信,一对多同步执行功能。

慧聚无线同步数传通信系统工作在2.4GHZ ISM频段。模块输出功率为17dBm。

慧聚无线同步数传通信系统提供UART接口、CAN接口（可选）、RS485接口（可选）、USB接口、执行器同步端口。

同步端口：输出为TTL电平脉冲信号，上升沿为同步基准，下降沿为数据结束。

CAN接口：符合CAN2.0A和CAN2.0B规范，缺省设置为：通信速率为250KB，信息ID为0,ID掩码为0。

UART接口：为TTL电平，缺省设置为115200.8.1.N。

USB接口：标准USB 2.0规范。

RS485接口：缺省设置为115200.8.1.N。

可通过输入AT指令修改CAN口、UART口、USB口设置。

注：不同定制用户有各不相同的通信接口，本文档不作特别标注。若设备接口功能与本文档不符，当属不同定制用户的不同版本。

二、慧聚无线同步数传通信系统接口

指示灯：

1：TX，发射指示，发送时灯闪烁。

2：RX，接收指示，接收到信号时闪烁。

3：ASS，关联指示，加入网络时灯亮。

4：PWER，电源指示，通电时灯亮。

外接接口引脚说明

注：

1、所有NC引脚，在应用布线时，请悬空。

2、所有IO口输入输出都是TTL电平

3、外接LED灯指示时，请串接限流电阻。

3、所有输入口，请接1uF的对地电容，以滤除干扰和输入抖动。

外形尺寸：40mm(L)×24mm(W)×12mm(H)

内置天线与外置棒状天线的修改

出厂时按用户要求设置天线类型，用户亦可通过焊接射频板天线附近的R3电阻（0欧电阻）来选择天线类型。

当两个模块距离很近，接天线时接收信号太强，而导致信号阻塞，无法正常关联时，可以不接天线，只留下天线座当天线就行。

还有另一种情形，如果把天线座当天线，而信号又太小时，用户可以自行用一小段导线，长约20--30mm,焊在天线座的引脚上，充当天线。

三、嵌入式应用构成无线同步执行器设备：

利用HCM3032处理器的外接传感器接口，接入到传感器板或执行器板上，就可构成无线同步执行器设备。

四、慧聚无线同步数传通信系统应用连接：

慧聚无线同步数传通信系统，电源（+5V）可从CAN总路线上取电，也可从USB接口中获取电源，或外接+5VDC电源。

多个模块置配为星形网络连接方式，其中一个中心设备为网络协调器，其他为网络设备。

协调器通电后自动扫描信道，自动选择一个可用信道，建立网络，关联指示灯亮。

各设备通电后自动发出加入网络的请求，加入网络并自动分配到地址后，关联指示灯亮。

整个网络扫描和加入网络的过程大约需要5秒（以后可根据应用需求减少扫描和加入时间）。关联成功之路后，就可进行同步控制和通信。

执行器同步端口输出TTL电平脉冲信号，上升沿为同步基准，下降沿为通信数据结束标志。

UART设备发出的所有信息都可以用无线的形式发出。收到无线信息后，转换成UART接口电平，在UART线路上发送。

CAN设备发出的所有信息都可以用无线CAN的形式发出。收到无线CAN信息后，转换成CAN信息，在CAN总线上发送。

USB设备发出的所有信息都可以用无线的形式发出。收到无线信息后，转换成USB接口信号，在USB总线上发送。

一对二网络：

一对三网络

一对四网络：

五、同步信号发送输入引脚SynSend

       同步发送输入端口P2_18，SynSend，是一个输入端口，TTL脉冲输入，下降沿有效。它是用于快捷的发送同步信号，当用户用按键开关，或者用MCU产生一个脉冲输入时，协调器即刻发送出一个同步信号。

在应用中，用户应当在输入端接一个1uF左右的对地电容，用于滤除按键抖动和其他干扰。

如图：

五、同步端口与通信端口时序

六、同步端口信号特性

       同步端口可提供精确的同步性能，性能接近高精度的GPS时基接收机的1PP脉冲。

同步端口信号特性：

端口信号截图：

测量方法为：如第三节：无线同步执行器应用连接，例图所示，一个模块为主控制器，两个模块为从机，执行一对多通信控制。

C1，C2波形为两个接收机同步端信号输出波形，

Z1，Z2波形为C1，C2波形的在时间轴放大后的波形。

1：上升沿截图

图1：时基5.6nS，每格20.0nS，测量结果：7.2nS

图2：时基32.8nS，每格5.0nS，测量结果：7.2nS

2：同步性截图

图3：图片分为上半部分和下半部分。

上半部分为两个接收机同步端口输出波形，时间轴每格10uS。波形1 为设备一的同步端口输出，波形2为设备二的同步端口输出。

下半部分为两个接收机同步端口输出波形的上升沿部分放大图，时间轴每格50nS。从图中可以看出，波形1的同步输出信号上升沿稍微提前于波形2的同步输出信号上升沿，时间差为24ns。

图4：图片分为上半部分和下半部分。

上半部分为两个接收机同步端口输出波形，时间轴每格10uS。波形1 为设备一的同步端口输出，波形2为设备二的同步端口输出。

下半部分为两个接收机同步端口输出波形的上升沿部分放大图，时间轴每格50nS。从图中可以看出，波形1的同步输出信号上升沿稍微滞后于波形2的同步输出信号上升沿，时间差为7ns，这是较好的波形。

图5：图片分为上半部分和下半部分。

上半部分为两个接收机同步端口输出波形，时间轴每格10uS。波形1 为设备一的同步端口输出，波形2为设备二的同步端口输出。

下半部分为两个接收机同步端口输出波形的上升沿部分放大图，时间轴每格50nS。从图中可以看出，波形1的同步输出信号上升沿稍微滞后于波形2的同步输出信号上升沿，时间差为79ns。

图6：通过测试结果。可见同步性<±150nS为99.8%

七、设备调测软件

设备调测软件用于较为直观的配置通信端口参数，并可做为串口和CAN口通信调试器使用。

软件的安装请参阅随机光盘的安装说明。

软件的操作请参阅“慧聚调测软件使用说明V1_0”。

八、配置指令：

本模块可通过输入AT指令设置CAN接口的波特率和信息ID码及ID掩码。

8.1 AT 指令概述

8.1.1 AT 指令类型

AT 指令有四种形式：

无参数指令：一种简洁的指令，指示模块做什么，模块将根据内部参数完成要求的命令，并应答。

举例：AT+CSQ、AT&V

查询指令：用来查询该指令当前设置的值,模块返回设置值。

举例：AT+CCLK?

帮助指令：用来列出该指令的可能参数，模块返回列表。

举例：AT+CCLK=?

带参数指令：比较常用的一种格式,它为指令提供了强大的灵活性。

举例：AT+CCLK=“2004/02/09,17:34:23.694”

8.1.2 AT 指令返回类型

模块返回有两种形式：

指令操作结果报告

返回AT 指令的操作结果，若指令操作错误，则返回错误代码或通过“ERROR：<Err>”返回错误代码。详细见返回错误代码表。

事件报告

当网络侧下发事件时，模块处理事件，并将事件报告用户，如收到信息等。

8.1.3 AT 指令格式

AT 命令共包含以下四个字段：

表 1:AT 命令格式

第一个字段包含两个字符“AT”(ASCII为0x41及0x54.)。第二个字段为一个字符，用以区别命令的类型。第三个字段为变动大小的参数，视命令的不同而有所不同，每个参数以+ (ASCII为0x2B.)开头。第四个字段是每一个AT命令的结尾，为“换行”字符(ASCII为0x0D)。

AT 指令都以“AT”或“at”开头，不区别大小写，以<CR>结束。

无参数指令格式：AT[＋|&]<command>

查询指令格式：AT[＋|&]<command>?

帮助指令格式：AT[＋|&]<command>=?

带参数指令格式：AT[＋|&]<command>=<par1>,<par2>,<par3>…

AT 指令返回格式：

<CR><LF><跟AT 指令相关的字符串><CR><LF>

错误返回：<CR><LF><ERROR>[ERROR信息]<CR><LF>

AT 指令状态报告（OK、ERROR）有以下几种情况：

若AT 指令格式错误，会返回“ERROR”字符串

如果AT 指令执行成功，会返回字符串“OK”。

同行中数条AT指令的组合输入用法

数条AT指令可以放入同一命令行中输入，这时仅需在命令行开头输入AT或at即可，但需在扩展类命令（带+号的命令）的后面，加一个分号作为定界符。

如：ATE1&V&F+LCFUN=?;+LCFUN?;+LCFUN=1;&F

分行相继输入数条AT指令的用法

当相继输入命令时，必须等待上一条命令的最终响应（OK，或ERROR）后，才能输入下一条指令。

8.2  应用于无线同步执行器模块的AT指令（节选自《慧聚通信射频模块AT指令集手册V1.0》）：

8.3 注意事项

本模块用于CAN的有无线转发时，信息ID和信息掩码一定要设为0，否则无法接收所有信息。

因为用户对AT指令暂时不熟悉，不推荐自已用AT指令设置通信口参数，按模块的默认值运行，就可满足用户要求。或者直接用PC管理软件配置通信口参数。

九、应用例子

请参阅“慧聚无线同步数传通信系统同步和通信应用指南”。

慧聚无线同步数传通信系统使用说明