一种支持OpenCPU技术的低功耗远距离无线模组

技术领域

本发明涉及电网公司无线局域网通信技术领域，具体涉及一种支持OpenCPU技术的低功耗远距离无线模组。

背景技术

随着电力物联网和智能电网的快速发展，电网公司对新型感知终端的需求量越来越大，性能要求也越来越高。目前电网公司使用的局域网通信方式主要是有线方式，包括串口线和网线等，但是近年来，无线局域网通信也因其特殊优势正在越来越多的被应用。现有的无线局域网通信技术不仅包括WIFI、ZigBee、蓝牙和LoRA等，还包括国网具有完全自主知识产权的230Mhz载波PSK射频芯片技术。相比其他几种常见的无线局域网通信技术，230Mhz载波PSK射频芯片技术具有低功耗、远距离等典型特点，更适应于电力物联网场景，并且具有芯片级的安全优势，是唯一一款满足国网公司大量应用安全性要求的芯片。针对这款芯片的开发，现在市场上普遍采用的方式还是芯片级的软硬件设计，这种开发方式开发门槛高，硬件结构设计繁琐，开发周期长，存在重复投入情况；因此，提供一种降低开发难度、提高开发效率、简化开发流程的支持OpenCPU技术的低功耗远距离无线模组是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种降低开发难度、提高开发效率、简化开发流程的支持OpenCPU技术的低功耗远距离无线模组。

本发明的目的是这样实现的：一种支持OpenCPU技术的低功耗远距离无线模组，它包括PCB电路板，所述PCB电路板上设置有低功耗微处理器U1和远距离射频芯片M1，所述低功耗微处理器U1采用国产低功耗MCUFM33A068芯片，低功耗微处理器U1的输入/输出端口为PA

所述远距离射频芯片采用LY5043芯片，远距离射频芯片的输入输出端口为DIO

低功耗微处理器U1的电源端VDD，其中电源端VDD包括芯片IO电压VDDIO_2、工作电压VDD_1、工作电压VDD_2、工作电压VDD_3、工作电压VDDA，芯片IO电压VDDIO_2分别与电源VCC_3V3和电容C1连接，电容C1另一端接地，工作电压VDD_1分别与电源VCC_3V3和电容C2连接，电容C2另一端接地，工作电压VDD_2分别与电源VCC_3V3和电容C3连接，电容C3另一端接地，工作电压VDD_3分别与电源VCC_3V3和电容C4连接，电容C4另一端接地，工作电压VDDA分别与电源VCC_3V3和电容C5连接，电容C5另一端接地，低功耗微处理器U1上的公共连接端VSS均接地。

电容C1、C2、C3、C4的电容为0.1uF，电容C5的电容为1uF。

电阻R1、R2、R3的电阻为10KΩ，电阻R4的电阻为470Ω，电容C6的电容为0.1uF，电容C7和C8的电容为12pF，晶体振荡器X1的频率为32.768KHZ。

PCB电路板上还设置有程序下载口P1和通信口P2，程序下载口P1的端口数量为5个，分别连接电源VCC_3V3、接地、端口PA

本发明的有益效果：该模组主要由两部分组成，包括低功耗微处理器和远距离射频芯片，低功耗微处理器采用的是国产低功耗MCU FM33A068，外设支持串口、输入输出引脚、模拟采样引脚、I2C总线和SPI总线等，采用C语音开发应用软件，国网具有自主知识产权的远距离射频芯片LY5043，其单工作电压2.1V～3.6V，采用230MHz的载波频率和PSK/GMSK调制解调方式，支持窄带和超窄带两种协议栈。在窄带模式下，接收灵敏度达到-122dBm，通道带宽支持12.5K、25K、50K和100K四种配置，发射功率≤25mW，传输速率≥10Kbps。在超窄带模式下，接收灵敏度达到-152dBm，通道带宽100Hz，发射功率≤20mW，传输速率≥100bpsX；基于OpenCPU技术开发的低功耗远距离无线模组，使得该模组可以成为智能终端的主处理器，降低智能终端的物料成本，节约PCB电路板的空间；本发明具有一种降低开发难度、提高开发效率、简化开发流程的优点。

附图说明

图1是本发明低功耗微处理器和远距离射频芯片连接示意图。

图2是本发明低功耗微处理器MCUFM33A068芯片输入输出端示意图。

图3是本发明低功耗微处理器MCUFM33A068芯片电源端示意图。

图4是本发明LY5043芯片示意图。

图5是本发明程序下载口P1和通信口P2芯片示意图。

图6是本发明LED示意图。

图7是本发明PCB电路板上给元件分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

实施例1

如图1-7所示，一种支持OpenCPU技术的低功耗远距离无线模组，它包括PCB电路板，所述PCB电路板上设置有低功耗微处理器U1和远距离射频芯片M1，所述低功耗微处理器U1采用国产低功耗MCUFM33A068芯片，低功耗微处理器U1的输入/输出端口为PA

所述远距离射频芯片采用LY5043芯片，远距离射频芯片的输入输出端口为DIO

上述的元器件均分布在PCB电路板上，低功耗微处理器采用的是国产低功耗MCUFM33A068，外设支持串口、输入输出引脚、模拟采样引脚、I2C总线和SPI总线等，采用C语音开发应用软件；FM33A068主要特性如下：

宽电压范围：1.8～5.5V

工作温度范围：-40℃～+85℃

处理器内核：

ARM Cortex-M0+；

带有存储器保护单元(MPU)；

支持用户/特权模式；

最高主频40MHz；

NVIC；

SWD调试接口；

低功耗技术平台：

典型运行功耗150uA/MHz；

32KHz下LPRUN功耗：15uA；

Sleep模式下带LCD显示：6uA(不带载)；

DeepSleep模式，RTC走时+16KB RAM保持+CPU内核保持：1uA；

DeepSleep典型唤醒时间小于50us；

存储器：

最大512KB Flash空间；

Flash擦写寿命>20,000次；

Flash数据保存时间>10年@85℃；

支持在线程序升级(Bootloader)；

用户代码保护机制；

最大64KB RAM空间；

最大支持90个GPIO，最多24个外部引脚中断，8个异步唤醒引脚；所有引脚在休眠模式下保持状态；

丰富的模拟外设：

高可靠、可配置BOR电路(支持4级可编程下电复位阈值)；

超低功耗PDR电路(支持4级可编程下电复位阈值)；

可编程低压电源报警(SVD)；

2x低功耗模拟比较器；

11-bit低功耗∑-△ADC，最大支持8个外部通道；

高精度温度传感器，精度优于1.5℃；

通信接口：

UART*6；

7816智能卡接口*2；

SPI*3，主从模式；

I2C*1，主机400K；

7通道外设及1通道存储器DMA；

可编程CRC校验模块；

定时器：

8-bit通用定时器*4；

16-bit通用定时器*4；

24-bit Systick*1；

16-bit低功耗定时器*1，可在休眠模式下工作；

带窗口的CPU看门狗定时器*1；

系统看门狗定时器*1；

低功耗实时时钟日历(RTCC)，带有数字调校功能，调校精度+/-0.119ppm LCD显示控制电路；

最大支持4COM×44SEG/6COM×42SEG/8COM×40SEG；

1/3bias、1/4bias；

支持VLCD Booster升压驱动；

支持片内电阻和片外电容分压；

支持休眠显示；

安全特性：

AES硬件运算单元，128/192/256-bit；

AES支持ECB/CBC/CTR/GCM/GMAC模式；

真随机数发生器；

时钟发生电路：

片上可编程高速RC振荡器，可配置频率输出8/16/24MHz，出厂调校误差+/-0.5％，8MHz全温区变化小于+/-2％；

低功耗32768Hz晶体振荡器，带有停振检测电路；

低功耗低速RC振荡器，32KHz；

集成PLL；

远距离射频芯片LY5043，其单工作电压2.1V～3.6V，采用230MHz的载波频率和PSK/GMSK调制解调方式，支持窄带和超窄带两种协议栈。在窄带模式下，接收灵敏度达到-122dBm，通道带宽支持12.5K、25K、50K和100K四种配置，发射功率≤25mW，传输速率≥10Kbps。在超窄带模式下，接收灵敏度达到-152dBm，通道带宽100Hz，发射功率≤20mW，传输速率≥100bpsX；基于OpenCPU技术开发的低功耗远距离无线模组，使得该模组可以成为智能终端的主处理器，降低智能终端的物料成本，节约PCB电路板的空间；本发明具有一种降低开发难度、提高开发效率、简化开发流程的优点。

实施例2

本发明基于OpenCPU技术开发的低功耗远距离无线模组，使得该模组可以成为智能终端的主处理器，降低智能终端的物料成本，节约PCB电路板的空间，OpenCPU是一种以模块作为主处理器的应用方式，随着通信技术的发展和市场的不断变化，越来越多的用户认识到OpenCPU解决方案的优势，特别是它能够有效降低产品成本的现实优势，让它备受行业用户的青睐，采用OpenCPU解决方案，可以简化用户对无线应用的开发流程，精简硬件结构设计，从而降低产品成本。

该模组主要由两部分组成，包括低功耗微处理器和远距离射频芯片，低功耗微处理器采用的是国产低功耗MCU FM33A068，外设支持串口、输入输出引脚、模拟采样引脚、I2C总线和SPI总线等，采用C语音开发应用软件，国网具有自主知识产权的远距离射频芯片LY5043，其单工作电压2.1V～3.6V，采用230MHz的载波频率和PSK/GMSK调制解调方式，支持窄带和超窄带两种协议栈。在窄带模式下，接收灵敏度达到-122dBm，通道带宽支持12.5K、25K、50K和100K四种配置，发射功率≤25mW，传输速率≥10Kbps。在超窄带模式下，接收灵敏度达到-152dBm，通道带宽100Hz，发射功率≤20mW，传输速率≥100bpsX；基于OpenCPU技术开发的低功耗远距离无线模组，使得该模组可以成为智能终端的主处理器，降低智能终端的物料成本，节约PCB电路板的空间；本发明具有一种降低开发难度、提高开发效率、简化开发流程的优点。