1.KF1030a 无线模块 KF1030a 是一款传输距离远可靠性高低成本的无线数传模块, 采用 ISM 频段的 434MHz, 发射功率达 1W 4 字节的地址 ID 300 字节的数据包长度 RSSI 功能标准的 UART 接口, 配置灵活, 易于使用, 使该模块适合应用于组建各种无线数

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欠祈冉
5 years ago
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1 目录 1. KF1030a 无线模块特性技术规格机械尺寸模块引脚电气特性收发时序 4 2. 模块应用 5 3. 开发指南 KF1030a 开发工具 KF-Modem 工具 KF-Modem 主板通信接口 RS-232( 两线 ) RS-485( 两线 ) 系统软件串行接口 UART 串口通信数据流控制地址 ID RSSI 工作模式发送模式接收模式设置模式模块功率 10

1.KF1030a 无线模块 KF1030a 是一款传输距离远可靠性高低成本的无线数传模块, 采用 ISM 频段的 434MHz, 发射功率达 1W 4 字节的地址 ID 300 字节的数据包长度 RSSI 功能标准的 UART 接口, 配置灵活, 易于使用, 使该模块适合应用于组建各种无线数据通信网路, 减少 OEM 开发商和系统集成者无线数据通信系统的开发成本 1.

2 1.KF1030a 无线模块 KF1030a 是一款传输距离远可靠性高低成本的无线数传模块, 采用 ISM 频段的 434MHz, 发射功率达 1W 4 字节的地址 ID 300 字节的数据包长度 RSSI 功能标准的 UART 接口, 配置灵活, 易于使用, 使该模块适合应用于组建各种无线数据通信网路, 减少 OEM 开发商和系统集成者无线数据通信系统的开发成本 1.1 特性远距离户外可视距离 : 超过 1.5 km (2.15dbi 天线 ) 户外可视距离 : 超过 10 km (5.5dbi 天线 ) 无线频率 :434 MHz 发射功率 :30 dbm 接收灵敏度 :-113 dbm 调制方式 :GFSK 易用标准的 UART 串口无线传输速率 :9600 bps 用 KF-Modem 高级配置发射功率 :0~26 级信道 ( 间隔 250 KHz) 地址 ID:4 字节 ( 最多 ) 数据包 :300 字节 ( 最长 ) RSSI UART 速率奇偶校验支持 CTS LED 工作电压 :4.75~12VDC 小尺寸 ( mm) 世界范围通用 ISM(Industrial, Scientific & Medical) 频段, 无需申请 1 / 13

3 1.2 技术规格性能户外可视距离超过 10 km(5.5dbi 天线 )/ 超过 1.5 km(2.15 dbi 天线 ) RF 数据速率 9600 bps 无线频率 434 MHz( 基频 ) RF 功率 30 dbm( 默认 ) 接收灵敏度 -113 dbm 电源要求工作电压 4.75~12 VDC( 调制过 ) 接收 / 发送电流 23 ma / 750 ma(@vcc = 5V,30 dbm) 常规发射功率 0~26 级可调信道数量 255 信道间隔 250 KHz 地址 ID 4 字节 ( 最多 ) 数据包 (Pklen) 300 字节 ( 最长 ) UART 接口波特率 2400/4800/9600/14400/19200/38400/57600/115200( 默认 9600) 校验奇 / 偶 / 无校验 ( 默认无 ) I/O 口 :TXD RXD CTS LED 输出高电平 3.4 V( 典型 ) 输出低电平 0.6 V(@IOL = 8.5 ma) 输入高电平 2.9 V 输入低电平 0.6 V 输入极限电压 3.7 V 天线接口 SMA( 母 ) 阻抗 50 ohms 物理特性外形尺寸 mm 重量 8 g 工作温度 -30~85 储存温度 -40~125 2 / 13

4 1.3 机械尺寸图 1-01 KF1030a 机械尺寸单位 :mm 1.4 模块引脚图 1-02 KF1030a 引脚 ( 底视图 ) J1 引脚描述 : 引脚引脚名称 I/O 有效说明 1 VCC I 4.75~12VDC 2 GND 电源地 3 NC 悬空 4 NC 悬空 5 /CTS O low 置低时, 提示主机暂停 UART 发送数据, 反之置高 6 TXD O n/a UART 串行数据输出 7 RXD I n/a UART 串行数据输入 8 /LED O low 当接收或发送无线信号时置低, 其它状态时置高 J2 引脚描述 : 引脚引脚名称说明 1 NC 悬空 2 NC 悬空 3 NC 悬空 4 NC 悬空注 : 将 KF1030a 模块集成到主控电路板上时,NC 引脚必须悬空 3 / 13

5 1.5 电气特性图 1-03 系统无线连接框图主机 A TXD 模块 A RXD-A 模块 B RXD-B 主机 B TXD RXD TXD-A TXD-B RXD I/O /CTS-A /CTS-B I/O VCC VCC GND GND 主机通过 UART 串口将数据发送给无线模块, 无线模块将收到的数据缓存到 RXD 缓冲区 (300 字节 ) 当模块连续收到的数据量达到设定的数据包长度(Pklen) 时, 计算数据包的 CRC 校验值, 并附在数据包之后, 启动无线发射, 直至发送完 RXD 缓冲区中的数据包接收模块将收到的数据缓存到 TXD 缓冲区 (300 字节 ), 当收到完整的数据包后, 进行 CRC 校验, 如果数据包无误, 则通过 UART 串口将该数据包发送给主机, 否则, 丢弃该数据包收发时序图 1-04 无线模块通信时序图 ( 收发终端参考图 1-03) D IN A /CTS A Pklen 主机 A 向模块 A 发送串行数据 /CTS 置低, 提示主机 A 暂停发送串行数据 RF OUT A /LED A 无线发送计算 CRC 校验值, 发送无线数据 /LED 引脚高低变化, 指示正在发送无线数据 RF IN B /LED B 无线接收模块 B 接收无线数据 /LED 引脚高低变化, 指示正在接收无线数据 D OUT B CRC 校验正确时, 模块 B 将数据发给主机 B 符号 Pklen 无线模块设置的数据包长度 ( 字节 ) 说明 4 / 13

6 2. 模块应用 2.1 串行接口 KF1030a 无线模块使用标准的 UART 串行接口, 可与任何 UART 电平兼容的微处理器或 RS-232/485/422 电平转换芯片通信 UART 串口通信具有 UART 接口的设备与 KF1030a 模块直接相连, 如下图 : 图 2-01 UART 接口连接逻辑电平 3.4V 逻辑电平 3.4V 微 RXD 无无 RXD 微处理器 TXD /CTS 线模块线模块 TXD /CTS 处理器串行数据异步串行数据从 RXD 引脚进入无线模块当没有数据传输时,RXD 和 TXD 引脚应该是高电平 UART 接口的主要功能是产生通信时钟信号和进行奇偶校验微处理器和无线模块的 UART 参数 ( 波特率奇偶校验起始位停止位数据位长度 ) 设置必须一致, 否则无法正常通信每个数据字节由 1 个起始位 8 个数据位 1 个校验位 ( 如果使能 ) 和 1 个停止位组成, 通信时先发送数据位的第 0 位无奇偶校验和有奇偶校验的通信时序如下 : 图 2-02 UART 时序图 3.4V 起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止位时间无奇偶校验 3.4V 起始位 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 奇偶位停止位时间有奇偶校验 5 / 13

7 2.1.2 数据流控制图 2-03 模块内部数据传输框图 RXD /CTS VCC GND TXD RXD Buffer TXD Buffer Processor RF TX Buffer RF RX Buffer Transmitter Receiver Filter Antenna RXD 缓冲区和数据流控制从 RXD 引脚收到的串行数据暂存在 RXD 缓冲区, 当收到的数据量等于模块设置的数据包长度 Pklen 值时,/CTS 引脚置低, 模块计算数据包的 CRC 校验值, 并附在数据包之后, 启动无线数据发送无线数据包发送完成后,/CTS 引脚重新置高在 /CTS 引脚置低期间, 从 RXD 引脚收到的数据会被丢弃当从 RXD 引脚收到的数据量小于模块设置的数据包长度 Pklen 值时, 模块会等待一定的时间接收后续数据如果在规定的时间内没有收到后续数据, 则认为数据不完整, 模块丢弃之前收到的数据, 等待接收新的数据包串口数据等待时间 : 串口速率 (bps) /14400/19200/38400/57600/ 等待时间 (ms) 避免数据丢失的措施 : 1. 发送的数据量等于模块设置的数据包长度 Pklen 2. 主机向模块发送数据时, 实时监视 /CTS 引脚如果该引脚为高电平时, 可以发送数据 ; 如果该引脚为低电平, 主机暂停发送数据, 直至该引脚变为高电平发生数据丢失的情况 : 1. 发送的数据量小于模块设置的数据包长度 Pklen 2. 发送的数据量大于模块设置的数据包长度 Pklen, 且在 /CTS 引脚置低期间继续发送数据注 : 在 /CTS 引脚置低期间, 主机暂停向模块发送数据, 直至 /CTS 引脚重新置高 TXD 缓冲区和数据流控制模块收到的无线数据暂存于 TXD 缓冲区, 当收到的数据量等于模块设置的数据包长度 Pklen 值时, 进行 CRC 校验如果数据校验无误, 则通过 UART 串口将缓冲区中的数据包 ( 不含 CRC 校验值 ) 6 / 13

8 发给主机, 否则丢弃该数据包在模块通过 UART 串口向主机发送数据包期间收到的无线数据会被丢弃, 以免缓冲区中未发送完成的数据包被覆盖避免数据丢失的措施 : 1. 收发模块的数据包长度 (Pklen) 一致 2. 收发模块的串口通信速率一致发生数据丢失的情况 : 1. 收发模块的数据包长度 (Pklen) 设置不一致 2. 接收模块的串口速率低于发射模块的串口速率 3. 无线数据 CRC 校验出错, 导致数据被丢弃注 : 收发模块的串口参数数据包长度等参数, 必须相同 2.2 地址 ID KF1030a 具有 4 字节的地址 ID, 用 KF-Modem 设置使能地址匹配功能 MATCH_X 参数和 MASK_X 参数 (X=1~4), 以及匹配结果与前一匹配结果之间的逻辑关系 ( 与 / 或 ) MATCH_1~MATCH_4 分别与收到数据的第 1~4 字节比较地址匹配功能只能顺序使能, 不能间隔, 例如, 没有使能 MATCH_1 的情况下, 无法使能 MATCH_2 MASK_X 参数与收到的地址参数进行按位与计算, 其结果与 MATCH_X 比较, 例如只需要高四位用于地址匹配, 则 MASK_1=0xF0 当模块收到无线数据的地址参数后, 立刻用该地址参数和对应的 MASK 值进行与运算, 然后用其结果与对应的地址 ID 值比较, 如果相等, 则为真, 否则为假若地址参数是多字节( 最多 4 字节 ), 则后一字节的匹配结果与前一字节的匹配结果根据设置, 进行与 / 或运算如果最终的地址匹配结果为真, 模块继续接收后续数据, 否则模块停止接收后续数据, 等待接收新的数据用 KF1030a 构建无线通信网络时, 只需要设置模块本身的地址 ID, 而目标机的地址 ID 参数包含在待发送数据包中, 主机发送数据前, 需要将目标机的地址 ID 参数放入数据包中数据包的第 1~ 4 字节用于发送目标机地址 ID 数据包地址地址地址 Data1 Data2 Data3 Data4 Data5 参数 ID_1 ID_2 ID_3 0xXX 0xXX 0xXX 0xXX 0xXX 数据包长度包含目标机地址 ID 例如数据包长度为 8 字节, 模块设置 3 字节的地址 ID, 则前 3 字节是地址 ID, 后 5 字节是待发送的有效数据模块设置的数据包长度至少等于地址 ID 长度 7 / 13

9 2.3 RSSI RSSI 参数用于评估模块当前接收信道无线电信号强度, 有助于建立稳定可靠的无线通信链路 RSSI 值为 1 字节, 范围 0~255 使能 RSSI 功能后, 每次收到数据时,RSSI 值附在数据包之后, 随数据包一起发送给主机, 主机收到 Pklen+1 字节的数据 (Pklen 是模块设置的数据包长度 ) RSSI 值换算成信号功率 (dbm) 公式 : RF_Input_Level_dBm = RSSI_Value 工作模式 KF1030a 模块有发送接收和设置三种模式, 在任何时候模块只能处于一种模式当模块安装到 KF-Modem 主板时才能进入设置接收模式发送模式模式, 其它情况下, 模块在接收和发送模式间转换无数据可发送时, 模块处于接收模式, 监视无线电信号设置模式图 2-04 三种工作模式发送模式从 UART 串口收到 Pklen( 数据包长度 ) 字节数据后, 模块转入发送模式当无线数据发送完成后, 模块再次转入接收模式发送完成接收模式收到 Pklen 字节数据发送计算数据 CRC 图 2-05 数据发送顺序 KF1030a 模块一次发送的无线数据不超过 64 字节, 因此, 如果数据包长度超过 64 字节时, 模块需要分批多次无线发送, 直至将完整的数据包发送出去为了检查无线数据包的正确性, 启动无线发送前, 模块先计算 16 位的 CRC( 循环冗余校验 ) 值, 并将 CRC 值附在数据包后接收端收到完整的数据包后, 进行 CRC 校验, 如果 CRC 校验错误, 则丢弃该数据包 8 / 13

2.4.2 接收模式无数据可发时, 模块处于接收模式当检测到无线信号时, 模块开始接收无线数据收到完整的数据包后, 模块转入接收模式, 继续监听无线信号同时, 模块进行 CRC 校验, 确保收到的数据没有错误如果 CRC 校验有误, 则直接丢弃该数据包, 如果 CRC 校验正确, 则丢弃附在数据包后面的 CRC 校验值, 并通过 UART 串口将该数据包发送给主机图 2-06

10 2.4.2 接收模式无数据可发时, 模块处于接收模式当检测到无线信号时, 模块开始接收无线数据收到完整的数据包后, 模块转入接收模式, 继续监听无线信号同时, 模块进行 CRC 校验, 确保收到的数据没有错误如果 CRC 校验有误, 则直接丢弃该数据包, 如果 CRC 校验正确, 则丢弃附在数据包后面的 CRC 校验值, 并通过 UART 串口将该数据包发送给主机图 2-06 数据接收顺序串口发接收模式检测到信号送数据正确接收 CRC 数据校验是收到完整数据包设置模式当安装到 KF-Modem 主板上时, 模块可以进入设置模式, 在设置模式下, 可以读取或设置模块的相关参数 KF-Modem 通过两线制的 RS232/485 与电脑连接, 用 KF-Modem 系统软件读取显示和设置模块的相关参数 [ 详见 : 开发指南 ] 图 2-07 KF-Modem 主板 KF1030a 模块参数 : 序号参数名称默认可设参数范围 1 发射功率 25 0~26 2 信道 0 0~255 3 MATCH_1~4 0x00 0x00~0xFF 4 MASK_1~4 0x00 0x00~0xFF 5 地址匹配功能失能使能 / 失能 6 数据包 8 1~300 字节 7 RSSI 失能使能 / 失能 8 UART 速率 bps 9 UART 校验无奇偶无 9 / 13

11 2.5 模块功率模块发射功率与设置参数的关系 : 参数发射功率 (dbm) 参数发射功率 (dbm) 参数发射功率 (dbm) 注 : 由于电子元器件参数的离散型, 各模块发射功率会有一定的差异, 上述功率参数只做参考发射功率 (dbm) 功率参数图 2-08 功率参数与发射功率 10 / 13

12 3. 开发指南 3.1 KF1030a 开发工具无线通信开发工具包括硬件和软件 : 工具数量说明 KF-Modem 1 承载无线模块, 用于设置参数或数据通信 CD 1 包含技术手册系统软件调试工具天线 MHz 2.15dbi 电源适配器 1 输入 :100~240V 50/60Hz 0.5MAX, 输出 :7.5VDC==2A RS232 线缆 1 三线制串口线, 信号线内部交叉, 长度 2 米,DB9 接口 3.2 KF-Modem 工具 KF-Modem 有设置模式和通信模式, 通过拨码开关选择工作模式在设置模式下, 通过系统软件读取或设置无线模块或 KF-Modem 的相关参数 ; 在通信模式下, 使用 KF1030a 无线模块可轻松建立无线通信链路 KF-Modem 支持 RS232/485 通信协议, 能与任何支持 RS232/485 接口的设备连接, 建立无线数据通信系统, 减少开发成本 KF-Modem 主板串行接口图 3-01 前视图标准的 DB-9( 母 ) 接口,RS232 和 RS485 共用此接口 LEDs 电源接口电源开关串行接口电源接口 6~18VDC 电源接口 ( 中心正极,5.5/2.5mm) 电源开关向上拨动开关, 打开 KF-Modem 主板电源每次打开电源时,KF-Modem 解析拨码开关设置 LEDs 绿色 ( 上 ): 收发无线数据黄色 ( 中 ): 串口收发数据红色 ( 下 ): 电源指示 11 / 13

13 拨码开关图 3-02 后视图 ON 每次打开电源时,KF-Modem 会解析拨码开关的状态, 根据拨码开关的状态进入不同的工作模式和选择串行接口方式 (RS232/485) 天线接口拨码开关天线接口标准的 SMA( 母 ) 接口图 3-03 主板拨码开关设置 ON 工作模式 RS232/485 保留 = 设置 = 通信 = RS485 = RS232 = 开 = 关在设置模式下,KF-Modem 和加载的无线模块使用相同的串口参数 ( 波特率位起始位 8 位数据位 1 位停止位无奇偶校验 ) 用系统软件读取设置无线模块和 KF-Modem 的相关参数通信模式下,KF-Modem 在加载的无线模块和上位机之间转发数据, 只进行数据奇偶校验 ( 如果被使能 ), 没有其它数据处理 KF-Modem 使用两线制 ( 两根信号线, 一根地线 )RS232/485 通信接口, 两种通信接口共用标准的 DB9( 母 ) 端口 3.3 通信接口 KF-Modem 支持两种串行通信协议 : RS-232( 两线 ) 全双工 RS-485( 两线 ) 半双工 RS-232( 两线 ) 图 3-04 拨码开关设置图 3-05 RS-232(DB9) Pin5 GND ON Pin3 TXD Pin2 RXD DB9 引脚 RS232 信号说明 2 RXD 接收串行数据 3 TXD 发送串行数据 5 GND 信号地 12 / 13

3.3.2 RS-485( 两线 ) 图 3-06 拨码开关设置图 3-07 RS-485(DB9) Pin5 GND ON 1 2 3 4 DB9 引脚 RS485

4 系统软件 KF-Modem 通过系统软件读取或设置相关参数该系统软件能在 WindowsXP 和 WIN7 系统上运行, 要求电脑有串口图 3-08

14 3.3.2 RS-485( 两线 ) 图 3-06 拨码开关设置图 3-07 RS-485(DB9) Pin5 GND ON DB9 引脚 RS485 信号说明 5 GND 信号地 8 T/R- 信号负极 9 T/R+ 信号正极 Pin9 T/R+ Pin8 T/R- 3.4 系统软件 KF-Modem 通过系统软件读取或设置相关参数该系统软件能在 WindowsXP 和 WIN7 系统上运行, 要求电脑有串口图 3-08 KF1030a 模块参数图 3-09 KF-Modem 参数打开串口, 先读取设备的参数, 系统软件右下角分别显示当前连接的无线模块和 KF-Modem 的型号根据需要修改相关参数, 然后设置保存 13 / 13

Tel: , Fax: STR-15 STR bps 2400bps 4800bps 9600bps STR : 500mW 2.ISM 433

Tel: , Fax: STR-15 STR bps 2400bps 4800bps 9600bps STR : 500mW 2.ISM 433 Tel:086-21-50807785, 50273226 Fax:086-21-50807785-807 http://www.sendbow.com TEL +86-021-50273226 50807785 13816690692 FAX:+86-021-50807785-807 167 E-mail:mailto:technology@sendbow.com web:http://www.sendbow.com