深圳市安美通科技有限公司DVER 1.21 APC240 超低功耗微功率无线数传模块APC240模块是高度集成超低功耗半双工微功率无线数据传输模块，其嵌入高速单片机和高性能射频芯片，创新的采用高效的循环交织纠检错编码，抗干扰和灵敏度都大大提高，APC240模块提供了多个频道的选择，可在线修改串口速率，收发频率，发射功率，射频速率等各种参数。APC240模块可在2.1-3.6V电压范围醒省电模式Polling mode下，接收仅仅内工作，在接收状态仅仅消耗3.2mA，消耗不到20uA一节3.6V/3.6A时的锂亚有四种工作模式。在1SEC周期轮询唤电池可工作10年以上。应用：特点：无线水气热表。700米传输距离（1000bps）。无线传感器。频率406-410MHz，或430-437MHz。集装箱信息管理。多频道可设，FSK的调制方式。自动化数据采集。零等待休眠至唤醒时间。工业遥控、遥测。高效的循环交织纠错编码。POS系统，资产管理。四种工作模式。楼宇小区自动化与安防。待机电流1.5uA。机器人控制。双256bytes数据缓冲区。电力高压高温监测。超低功耗。气象，遥感。内置watchdog。-1- 2010-4-28 APC240 APC240模块是新一代的多通道嵌入式无线数传模块，可设置多个频道，步进为1KHz，发射功率最大10mW，体积32.1mm x 18.3mm x 7.0mm，很方便客户嵌入系统之内，APC240模块具有极低的功耗，非常适合于电池供电系统。APC240模块创新的采用了高效的循环交织纠检错编码，其编码增益高达近3dBm，纠错能力和编码效率均达到业内的领先水平，远远高与一般的前向纠错编码，抗突发干扰和灵敏度都较大的改善。同时编码也包含可靠检错能力，能够自动滤除错误及虚假信息，真正实现了透明的连接。所以APC240 模块特别适合与在工业领域等强干扰的恶劣环境中使用。APC240模块内设双256bytes大容量缓冲区，在缓冲区为空的状态下，用户可以1 次传输256bytes 的数据，当设置空中波特率大于串口波特率时，可1次传输无限长度的数据，同时APC240 模块提供标准的UART/TTL 接口，刚构
1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600bps 七种速率，和三种接口校验方式。APC240模块外部接口采用透明数据传输传输方式，能适应标准或非标准的用户协议，所收的数据就是所发的数据。设置模块采用串口设置模块参数，具有丰富便捷的软件编程设置选项，包括频点，空中速率，以及串口速率，校验方式，等都可设置，设置方式有二种方式，一是通过本公司提供的设置软件RF-Magic 利用PC 串口即可，二是动态在线设置，用串口发命令动态修改，具体方法参见APC240 模块的参数设置章节。引脚定义APC240 模块共有9 个接脚，具体定义如下表：APC240 引脚定义引脚定义方向说明1 GND - 地0V.2 VCC - 2.1V-3.6V.3 SET_A 输入有弱上拉参数设置A，上拉电阻约47K.4 RXD 输入有弱上拉URAT输入口，TTL电平上拉电阻约47K. -2- 2010-4-28 APC2405 TXD 输出URAT输出口，TTL电平。6 AUX 输出数据输入输出指示。7 SET_B 输入极弱上拉参数设置B，上拉电阻约10M.8 NC - 空脚。9 NC - 空脚。表一APC240 引脚定义表产品尺寸图一产品尺寸图工作模式与省电典型的无线收发机编码如下图。PREAMBLE SYNCWORD DATA FEC CRC 前导码同步码数据前向纠错CRC检错前导码为“1010”交替码，其作用是使目的接收机时钟与发射机同步，正常模式下前导码长度一般为32bit即可，如工作在省电模式时序下，前导码还有唤醒-3- 2010-4-28 APC240接收机的功能，此时发射机必须发送较长的前导码将省电模式下的接收机唤醒进入正常的工作状态。如设置接收机1秒钟唤醒一次，那么接收机每间隔1秒钟唤醒一次搜索前导码tw，
持续长度一般为16bit。而发射机首先发射1秒以上的前导码再发射后面得同步码等，这意味着接收机
在唤醒的周期，只要信道中发现前导码，在正常情况下都能够可成功检测到并唤醒接收，示意图见图五。APC240有四种工作模式，见表二，这四种工作模式是利用SET_A和SET_B转换的，四种模式均可以相互转换。SET_A SET_B 工作模式工作状态串口打开，模块处于持续接收状态，当串口有数据输入时，置低AUX并切换到发射状态，发送前导码长度为32bit和同步码等，数据发送结束??0 0 正常模式重新置高AUX脚并重新转入持续接收状态。模式1 处于该模式下模块发送数据时并没有发送较长的前导码，所以要求接收方必须处于模式1或模式2，即持续接收状态。如模块从当前信道中接收到数据后，经过解交织纠错检错确认数据无误时，置低AUX并立刻从串口输出数据，发送结束后重新置高AUX. 串口打开，模块处于持续接收状态，当串口有数据输入时，置低AUX并切换到发射状态发送数据，发送前导码长度为一个唤醒周期如1秒加0 1 32bit和同步码等. 数据发送结束后重新置高AUX 唤醒模式脚并重新转入持续接收状态。模式2 处于该模式下模块发送数据时发送了较长的前导码，所以接收方处于模式1，模式2或模式3均能够接收到数据。如模块从当前信道中接收到数据后，经过解交织纠错检错确认数据无误时，置低AUX并立刻从串口输出数据，发送结束后重新置高AUX. 该模式的发射示意图见图五。串口处于关闭状态，接收机在一个唤醒周期如1秒后打开并搜索信道中是否有前导码，如没有则1 0 省电模式立刻休眠状态等待下一个唤醒周期再被唤醒，如模式3 有前导码则继续于接收状态并监控前导码并等待同步码到来后，将数据接收收下来。经过解交织纠错检错确认数据无误时，置低AUX 以唤醒下位机，等待5ms后打开串口并输出数据。-4- 2010-4-28 APC240 串口输出结束后，关闭串口，置高AUX，如模式设置没有改变则再次进入立刻休眠状态等待下一个唤醒周期。该
模式的接收示意图见图五。串口处于关闭状态，模块处于休眠状态。这种休眠模式模式下，模块的射频电路，CPU主时钟与外设均被1 1 模式4 关闭，耗电仅仅约1.5uA。模块的设置是休眠模式完成的，过程是见模块设置的章节。表二：四种工作模式说明图二：发射处于模式2状态，接收处于模式3状态示意图APC240休眠模式是通过用软件方式实现的，休眠时模块的接口均保持相应的电平，并且能快速切换各种状态，从休眠至唤醒仅仅需要20uS，这意味模块在休眠状态时，置低SET_A脚后20uS就可以通过UART口输入数据至模块。需注意的是模块在接收或发送过程中，即使设置模块至模式3或4，模块也要将接收或发送过程执行完毕再进入省电模式或休眠模式，其中在接收或发送过程中AUX脚将被置低。利用这个特点，当模块处于模式3或模块4状态，用户在置低SET_A脚使模块唤醒并输入数据后，若需休眠可立刻置高SET_A脚，而不必等到模块将数据无线发送完毕，模块在数据发送结束后会自动检测SET_A脚，如为高则进入-5- 2010-4-28 APC240休眠，数据是否发送结束用户可以通过查询AUX脚获得。模块与下位机的连接图见图三。SET_A和SET_B虽然有弱上拉，但在正常工作时不能悬空，必须有明确的电平，否则可能造成模块工作不稳定。图三：模块与下位机的连接图在电池供电的电路中，正常可将从模块如水气表设置在模式3上，当主模块如采集器或收抄机在模式2下发送数据，从模块唤醒后接收数据，完成后利用AUX脚将下位机MCU唤醒，再将数据输出，MCU接收到数据后，可将从模块切换至模式1，应答主模块.如主模块收到应答后也可被切换至模式1这时主从模块均处于正常模式下，可以实现高速数
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据传输。如主模块收到应答后，后续无数据交换可将从机再次切换至模式3处于省电模式下，等待下一次的唤醒，而主模块可以切换至模式4休眠状态。因为省电是通过周期性唤醒休眠再唤醒实现的，所以在省电模式下的功耗与唤醒周期和每次唤醒搜索前导码的时间tw，以及休眠的静态功耗有关。唤醒周期用户可以在线设置范围是50ms至5s. 每次搜索前导码时间与射频传输的速率有关，射频传输的速率也是可设的，在10Kbps速率的速率下唤醒搜索前导码时间平均约为4.5ms. 在省电模式下电池的使用寿命可以通过以下公式算出：使用寿命电池容量mAH 搜索前导码时间/唤醒周期搜索前导码时间接收电流休眠电流例如：电池是3.6V/3.6A ER18505锂亚电池，APC240接收电流为3.2mA，休眠电流1.5uA.射频传输速率10Kbps唤醒周期为1SEC那么电池使用寿命是：-6- 2010-4-28 APC240 3600mAH
4.5ms/1000ms4.5ms3.2mA 0.0015mA ≈ 227337H ≈ 2
5.95年考虑到电池的自放电不
同电流下的容量差异，温度以及客户端MCU的休眠功耗和每月几次的使用，1节3.6V/3.6A ER18505锂亚电池正常情况下有超过10年的使用寿命。省电模式的工作方式非常适合水气热表，集装箱信息管理，数据采集系统等使用不是太频繁但要求用电池长期工作的场合。场强监测RSSI APC240具有动态场强监测的功能。处于接收状态的模块SET_A脚为低，如果在SET_B脚上施加一个宽度大于等于200
竹模板uS正向脉冲，模块将在脉冲下降沿的200uS内从串口输出一个字节的场强值，时序见图四，场强值的范围见图五。注意有几种情?黾词故┘恿苏 蚵龀澹 ？橐膊皇涑龀∏恐担? 模块正在通过串口接收数据或者模块正在发射数据工作状态客户可以通过AUX脚
查询，2模块检测到空中有同步码匹配，开始接收空中数据模块在接收前导码或同步码的过程中仍然可以触发输出场强值，3 模块接收到一包数据正在通过串口输出。用户可以用场强监测做简单的载波监听的功能。如果场强超过本底值或已经输入了正向脉冲场强没有输出，这证明空中可能有同频信号正在发射。场强监测的功能在一定程度上可以减小碰撞，提高网络效率和做简单的组网应用。图四场强RSSI输出时序图-7- 2010-4-28 APC240 RSSI Response 180 160 140 120 RSSI_Val 0.5dB/bit 100 80 60 40 20 0 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 Pin dBm 图五场强动态范围参数设置APC240 模块使用相当的灵活，可以根据用户的需求设置不同的选项。收发频率无线功率无线速率唤醒周期串口速率串口校验设置串口写操作读操作状态栏软件说明图六RF-Magic 设置软件用户可以对串口参数，串口效验，收发频率，空中速率，输出功率进行设置，设置的方法有二种方式。一是本公司开发设置收发模块的软件RF-Magic见图六，通过PC修改。用RF-Magic软件设置是通过模块的UART/TTL口完成的4，5PIN，所以必须接UART/TTL to RS232接口转换板在连接到PC完成设置，或使-8- 2010-4-28 APC240用本公司提供的转换板见图七。设置方法是，首先连接好通讯线，打开RF-Magic打开软件，然后打开模块电源，最后插入模块到测试板，此时，软件的状态栏应显示Found Device发现模块，这
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时就可以进行相应的读写操作。图七软件设置接线图图八在线修改设置时序图二是通过在线进行修改。在线软件设置也是通过模块的UART/TTL口完成的4，5PIN完成的，时序图见图八。当模块上电50ms后，模块即可正常工作T1。设置时，首先应将模块其他模式如模式1，2，3切换至模式4，并监控AUX脚，-9- 2010-4-28 APC240AUX脚此时应为高没有处于收发过程中，条件满足后模块处于休眠模式，约10uS后T2，可以进行设置。当串口的输入口RXD输入设置命令后能将模块重新唤醒，此时无论UART
口是何状态，模块自动将UART口转变为9600bps无效验模式。设置命令如正确则应答响应命令，此后模块自动复位重新初始化，100ms后模块即可在设置的参数上运行T4。需注意的是输入设置命令如果有误，模块将不做任何应答，但仍能引起一次复位和重新初始化，用户可以利用特点，在模块长期休眠后或需要重新启动时复位模块。APC240设置采用HEX码波特率为9600，无效验模式，设置命令有二条，格式如下：1 读设置命令：0xFF0x560xAE0x350xA90x550xF0。应答：0x240x240x24 频率空中速率发射功率串口速率串口效验唤醒时间。2 写设置命令：
0xFF0x560xAE0x350xA90x550x90 频率空中速率发射功率串口速率串口效验唤醒
时间。应答: 0x240x240x24 频率空中速率发射功率串口速率串口效验唤醒时间。其中参数表示用HEX 表示，方法如表三：参数表示方法参数字节数说明频率3 单位KHz如433.920MHz用表示为0x060x9F0x00。空中速率 1
1K2K5K10K20K40Kbps表示为0x000x010x020x030x040x05。发射功率1 0 至7。表示为0x00 至0x07.设置每增加1 发射功率增加约3dBm最大设置为7，发射功率约为10dBm.串口速率1 1200240048009600192003840057600bps 表示为0x00 0x010x020x030x040x050x06。串口效验1 0x00 为无效验0x01 为偶校验0x02 为奇校验。- 10 - 2010-4-28 APC240唤醒时间1
50ms100ms200ms400ms600ms1s1.5s2s2.5s3s4s5s 表示为0x00 至0x0b。表三模块的参数设置表如将模块设置为，频率433.92MHz，空中速率10Kbps，发射功率10mW，串口速率9600bps，无效验唤醒时间1S。写设置为：
0xFF0x560xAE0x350xA90x550x90 0x060x9F0x00 0x030x07 0x030x000x05应
答:0x240x240x24 0x060x9F0x00 0x030x070x030x000x05APC240 技术指标：APC240 技术指标（测试条件：2.1-3.6V25℃±5℃）工作频率406-411MHz，430-437MHz，490-510MHz。频率步进1KHz设置步进，约2KHz实际步进。调制方式FSK。调制频偏67KHz。发射功率10mW2.1-3.6V0-7 8级可调，每级递增3dBm最大10mW。接收灵敏度-113dBm1Kbps -107dBm10Kbps。空中传输速率1K – 20Kbps。接口速率1200 – 57600bps。接口效验方式8E1/8N1/8O1。接口缓冲空间双256bytes一包最大发送215bytes。工作湿度10～90 无冷凝。工作温度-20℃- 70℃。电源 2.1 – 3.6V。发射电流35mA10mW 20mA1mW 典型值。持续接收电流
玻璃钢全向天线
2.9mA1Kbps
3.2mA10Kbps典型值最大3.5mA。休眠电流1.5uA2.1-3.6V典型值最大2.5uA。- 11 - 2010-4-28 APC240唤醒搜索前导码20ms1Kbps 12ms2Kbps
路况电台
7.0ms5Kbps 4.5ms10Kbps时间tw 3.8ms20Kbps平均值。状态转换时间20uS。传输距离700米传输距离1000bps开阔地可视距离。设置擦写次数300K。尺寸32.1mm x 18.3mm x 7.0mm。表四APC240 技术指标APC240 模块的注意的问题考虑到空中传输的复杂性，无线数据传输方式固有的一些特点，应考虑以下几个问题。1）APC240 模块的组网应用APC240 的通信信道是半双工的，可以完成一点对一点，一点对多点的通讯。这二种方式首先需要设1个主站，其余为从站，所有站点都必须设置一个唯一的地址。通信的协调由主站控制，主站采用带地址码的数据帧发送数据或命令，所有从站全部都接收，并将接收到的地址码与本机地址码比较，地址不同则将数据丢掉，不做响应，若地址码相同，则将接收的数据传送出去。组网必须保证在任何一个瞬间，同一个频点通.
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