SA68D21DL全双工无线数传报警模块及其应用

摘要：SA68D21DL是一种可在微机或单片机之间进行全双工无线通信的数传收发模块，该模块具有透明式数据传输、与上位机接口简单方便、通信距离较远、数据误码率低、可独立工作、可组网应用等特点。文中介绍了SA68D21DL模块的功能、特点、引脚分布，给出了SA68D21DL的典型应用电路和应用实例。

关键词：计算机；无线数传模块；全双工；SA68D21DL

１　基本特点

对于移动或便携式数据采集系统及一些布线不便或布线成本过高的微机测控系统而言，采用无线数据传输是一种较好的选择方案。由北京捷麦通信器材有限公司生产的ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ无线数据报警收发模块就是一款可在微机与微机之间，或微机与单片机之间进行全双工远距离无线通信的收发模块。该模块还可组成多６５５３５点的单发多收或多发单收形式的无线局域网，且可脱离微机组成多点报警、遥控系统。该模块的主要特点如下：

●采用透明式数据传输，无需改变原有系统通信程序及硬件连接方法；

●串口具有ＴＴＬ、ＲＳ２３２、ＲＳ４８５等多种电平接口；

●内含Ｅ２ＰＲＯＭ及看门狗电路，可掉电记忆设置参数；

●采用ＣＲＣ检验，可验出传输中９９．９９％的错误；

●具有组网通信模式，便于点对多点通信；

●频率源采用ＶＣＯ／ＰＬＬ频率合成器，可方便灵活地通过串口设置频点；

●采用带有温度补偿频率基准，频率的瞬时及长期稳定度很高；

●同时具有串口通讯及开关量Ｉ／Ｏ，可直接用于报警、遥控等用途；

●采用工业级产品设计，工作温度范围宽，可适应野外工作；

●采用全封闭铝合金外壳，抗干扰能力强；

●采用全ＳＭＴ组装，工艺先进、可靠性高；

● 发送／接收距离范围为１～３ｋｍ。
２　技术指标

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ的主要技术指标分为综合指标、接收指标和发射指标三种。

（１） 综合指标

●工作频段：２２７．０００ＭＨｚ～２３３．０００ＭＨｚ；

●信道间隔：２５ｋＨｚ；

●频率容差：±５ｐｐｍ；

●工作温度：－３０～＋６０℃；

●天线阻抗：５０Ω；

●工作电源：ＤＣ ６Ｖ ；

●无线码速率：１２００ｂｐｓ；

●接口速率：１２００ｂｐｓ；

●接口标准：ＲＳ２３２、ＲＳ４８５、ＴＴＬ电平可选；

●外形尺寸：１２０×１４０×３０ｍｍ；

●重量：１２０ｇ；

●数据传输延时：≤１００ｍｓ。

（２） 接收指标

●灵敏度：≤０．２５１２ｄＢ ＳＩＮＡＤ；

●邻道选择性：≥６５ｄＢ；

●杂散响应抗扰性：≥６５ｄＢ；

●互调抗扰性：≥６０ｄＢ；

●静态电流：≤６５ｍＡ；

●阻塞：≥９０ｄＢ；

●音频输出功率：５０ｍＷ；

●失真度：≤５％；

●误码率：≤１０－６ ２０ｄＢ ＳＩＮＡＤ；

●共信道抑制：≥－８ｄＢ。

（３） 发射指标

●调制方式：ＦＳＫ／１２００ｂｐｓ；

●发射功率：５００ｍＷＤＣ１２Ｖ；

●载波频率容差：≤５×１０－６；

●杂散射频分量：≤－６５ｄＢ；

●临道功率比值：≥ ６５ｄＢ；

●音频调制电压：１０ｍＶ（３ｋＨｚ频偏）；

●调制失真：≤３％；

●频偏：≤５ｋＨｚ；

●调制带宽：≤１６ｋＨｚ；

●剩余调频：≤－４０ｄＢ；

●剩余调幅：≤３％；

●发射电流：≤６００ｍＡ。
３　模块引脚功能

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ模块的外形及引脚排列如所示，该模块共有４个插座（Ｊ１～Ｊ４），各引脚的功能说明如表１所列。
４　上位机与模块的通信规约

４．１ 串口通信格式

上位机与模块间的通信是通过异步串口来完成的。异步串口采用标准的串口格式，即１个起始位、８个数据位和１个停止位。传输速率为１２００ｂｉｔ／ｓ。上位机与模块间的通信内容有两类，一类是数据，一类是命令。

４．２ 数据及命令的区分

当上位机向模块传送信息时， ＤＴＲ端的功能是指示串口信息的性质。若串口信息为命令，ＤＴＲ端应置为逻辑“０”，若串口信息为数据，则ＤＴＲ端应置为逻辑“１”。

当模块向上位机传送信息时，ＤＳＲ端可用来指示串口信息的性质，若串口信息为命令，ＤＳＲ端为逻辑“０”，若串口信息为数据，ＤＳＲ端为逻辑“１”。

当模块串口无数据发出时，ＤＳＲ端的功能可指示模块是否可以接收上位机的信息，当模块准备好，可以接收上位机的信息时，此端为逻辑“０”；当模块不能接收计算机的数据时，此端为逻辑“１”。

４．３ 命令和数据传送格式

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ的命令传送格式为：

其中，Ｄ７Ｈ为命令码的特征码，即字头。命令码为一字节长度，代表命令的性质。不同的命令码有不同的参数。模块在收到命令后，将根据命令码的不同，分析参数并执行命令。对于有些需要发送信令的命令，模块将根据命令的性质来发送相应的信令。当ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在进行数据传送时，无论是上位机传给模块，还是模块传给上位机的数据，都采用无格式传送方式。
５　典型工作方式

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ在工作时具有３种典型的工作方式，即数据传送方式、数据／命令传送方式和模块独立工作方式。

５．１ 数据传送方式

当用户仅需使用模块收发数据，而无需改变模块参数（如频率、ＩＤ地址等）时，可使用此方式，此方式下模块与上位机的连接电路如所示。
表1 SA68D21DL引脚说明

数据传送方式由于未使用模块的ＤＳＲ端和ＤＴＲ端，因而无论使用计算机或单片机做上位机均不用改变原有通信程序。通常情况下，如仅使用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ传送数据时，可采用此方式。

５．２ 数据／命令传送方式

当用户在使用中需用改变模块参数或组网应用中模块作为主机时，应使用此方式。在此方式下，上位机向模块传送数据时，应改变ＤＴＲ端的状态以指示传送的是命令还是数据。串口为命令时，ＤＴＲ端应置为逻辑“０”，串口为数据时，ＤＴＲ应置为“１”。当模块向上位机传送数据时，应通过ＤＳＲ端指示串口数据性质，若串口为控制命令，则ＤＳＲ端应置为逻辑“０”，若串口为接收数据，则ＤＳＲ端应置为“１”。在数据／命令传送工作方式下，上位机和模块的硬件连接如所示。

５．３ 模块独立工作方式

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ具有８个双向端口，这８个端口均可设置为输入或输出端口，该模块可在无上位机的情况下独立使用这８个输入／输出端口来构成无线开关量报警系统或无线开关量遥控系统，给出了该方式下的硬件连接电路。其中ＰＢ１～ＰＢ４设置为输入端口可连接按钮、报警信号输出及仪表的上、下限输出，而ＰＢ５ ～ＰＢ８则被设置成输出端口，可连接晶体管、晶闸管及继电器以完成电动机、警铃、电磁阀等执行元件的控制。
６　实际应用电路

ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ可广泛应用于电力、水利、气象、石油、林业、勘探等行业的遥控、遥测、遥感及区域报警系统的数字信号传输。所示为利用ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ设计的一个无线水情监测系统，可对水库、自来水厂、江河的水位无线遥测。

由于ＳＡ６８Ｄ２１ＤＬ无线数传收发模块具有数据传送距离远、可全双工通信、透明数据传送、误码率低、可靠性高、使用方便等特点，因而可广泛应用于无线数据采集、无线数据通信及遥测等系统中。