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工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)10mW工業(yè)級寬溫動態(tài)改頻
無線串口通信模塊使用手冊
一、 SM501D無線串口通信模塊型號說明：
歡迎您選用SM501D型無線通信模塊，您在使用SM501D型無線模塊時，請仔細閱讀本說明書，本說明書適用于SM501D系列無線通信模塊的各種規(guī)格；SM501D型無線模塊為本公司自主開發(fā)的智能型產(chǎn)品，本產(chǎn)品有以下幾種規(guī)格：
表1：SM501D型ISM波段無線通信模塊按載波頻率分四種規(guī)格:
型號規(guī)格： 載波頻率范圍 速率 UART RS232 RS485 休眠 信道
SM501D STD 433MHz 430-443.425MHz 1200-9600bps 有 有 有 無 116
SM501D SLPH-433MHz 427-436.3MHz 1200-9600bps 有 有 有 有 32
SM501D STD 485MHz 472.35-485.775MHz 1200-9600bps 有 有 有 無 116
SM501D SLPH 470MHz 472.352-481.652MHz 1200-9600bps 有 有 有 有 32
二、 SM501D無線串口通信模塊特點：
1. 最大發(fā)射功率13dBm；
2. 符合全球ISM頻段通信標(biāo)準(zhǔn)，無需申請頻點；
載頻頻率在430-443.425MHz MHz，472.35-485.775MHz范圍內(nèi)，
3. 多信道，可以動態(tài)修改通信信道參數(shù)；
SM501D型ISM波段無線通信模塊各種規(guī)格，均能提供多個信道通信，可以滿足用戶在全世界各個國家和地區(qū)都能選用符合當(dāng)?shù)責(zé)o線電通信管理要求的頻率點。
4. 完善的通訊協(xié)議，數(shù)據(jù)實時通信。
半雙工無線通信，實時收發(fā)通信。
5. 傳輸距離遠。
在視距情況下，天線高度>2米，天線增益3dBi,可靠傳輸離距>500m（BER=10-3/9600bps）。>800m（BER=10-3/1200bps）
6. 透明的數(shù)據(jù)傳輸。
提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議。自動過濾掉空中產(chǎn)生的噪音信號及假數(shù)據(jù)（所發(fā)即所收）。
7. 高抗干擾能力和低誤碼率。
GFSK調(diào)制方式，采用高效前向糾錯信道編碼技術(shù)，提高了數(shù)據(jù)抗突發(fā)干擾和隨機干擾的能力，在信道誤碼率為10-3時，可得到實際誤碼率10-5～10-6。
8. 提供三種用戶接口方式。
SM501D型無線串口通信模塊能夠同時提供標(biāo)準(zhǔn)TTL電平UART接口,軟件模擬RS232,模擬RS485三種接口,
9. 高速無線通訊和大的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。
可1次傳輸無限長度的數(shù)據(jù)，支持8位,9位數(shù)據(jù)位,8N1/8E1等多種數(shù)據(jù)格式，用戶編程更加靈活。
10. 智能數(shù)據(jù)控制，用戶無需編制多余的程序
即使是半雙工通信，用戶也無需編制多余的程序，只要從接口收/發(fā)數(shù)據(jù)即可，其它如空中收/發(fā)轉(zhuǎn)換，網(wǎng)絡(luò)連接，控制等操作，SM501D型無線串口通信模塊能夠自動完成。
11. 高可靠性，體積小、重量輕。
采用單片射頻集成電路及高性能單片處理器,外圍電路少，可靠性高，故障率低,適合于嵌入式裝配。
12. 看門狗實時監(jiān)控。
SM501D可以自行監(jiān)控運行狀況，即使射頻芯片被干擾（如雷電干擾）也可重新啟動。改變了目前無線通訊行業(yè)的致命問題，使該產(chǎn)品永不死機。
13. SM501D可以同時支持多種通信速率：
SM501D可以通過跳線方式由用戶選擇1200bps,2400bps,4800bps,9600bps四種通信速率；
14. SM501D是采用真正的窄帶高速率通信技術(shù)，
信號帶寬 12.5/25KHz，頻譜使用效率高，抗干擾能力強，最高有效速率高達19200bps；
15. 靈敏度高：
1200bps 的靈敏度為-120dBm，9600bps的靈敏度為-110dBm
16. 工作壽命長，穩(wěn)定性好，工作溫度范圍寬：
SM501D所有器件均按軍工標(biāo)準(zhǔn)選用，工作溫度均在-40～+85攝氏度范圍，器件年老化率均不超過0.5ppm。
三、 SM501D型中功率ISM全波段無線通信模塊的應(yīng)用
※ 無線抄表；
※ 工業(yè)遙控、遙測；
※ 交通,井下定位、報警；
※ 自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；
※ 無線數(shù)據(jù)傳輸，采集；
※ 樓宇自動化、安防、機房設(shè)備無線監(jiān)控、門禁系統(tǒng)；
※ 汽車檢測設(shè)備；
※ 礦井人員定位系統(tǒng)；
※ 電視臺的互動節(jié)目表決設(shè)備；
※ 政府路燈節(jié)能設(shè)備；
※ 工業(yè)控制、銀行系統(tǒng)；
※ 交通信號燈控制系統(tǒng)；
四、 SM501D型無線通信模塊的使用方法
1. 電源：
電源電壓+3～5.5V，建議與用戶設(shè)備共用電源和地，請采用單點接入法。如果有條件，無線模塊的信號采用光偶隔離，電源采用變壓器隔離，則可達到最佳的通信效果，而且穩(wěn)定可靠。
2. 連接端子的定義：
要使用好SM501D型無線模塊，首先，要正確連接用戶設(shè)備和SM501D型中功率無線通信模塊：
SM501D提供1個9pin，2.5mm間距的插針用戶的連接器（JP1）,一個天線接口（ANT）, 一組
擴展接口(JP2),其定義基于終端的連接方法見表2
表2：JP1端口的定義及配置方法：
序號 SM501端 說明
1 GND 電源地
2 VCC 電源DC:＋3.3～5.5V。
3 RXD/TTL TTL電平， UART串行數(shù)據(jù)接收端,接用戶設(shè)備的發(fā)射端。
4 TXD/TTL TTL電平，UART串行數(shù)據(jù)發(fā)射端，接用戶設(shè)備的接收端。
5 SGND 信號地，與電源地相連，可以不接。
6 A(TX) 當(dāng)D跳上時，為RS232電平，串口2發(fā)射端，RS-232的TX，當(dāng)D懸空時，為RS485電平，RS485的“A”
7 B(RX) 當(dāng)D跳上時，為RS232電平，串口2接收端，RS-232的RX，當(dāng)D懸空時，為RS485電平，RS485的“B”
8 SLP TTL電平，信道參數(shù)設(shè)置控制引腳，低電平進入配置信道模式，與JP2的A引腳功能相同，懸空或高電平，為正常通信模式，不用時，可以不接。
9 RESET 復(fù)位控制（輸入）低電平有效，時間不低于10us，不用時，可以不接。
3. 通信速率、接口、數(shù)據(jù)格式的設(shè)定：
用戶使用SM501D 之前，需要根據(jù)自己的需要進行簡單配置，以確定信道、接口方式、通信速率和數(shù)據(jù)格式等:
SM501D型在出廠默認的通信參數(shù)為：
載波頻率：SM501D-433MHz為433MHz；
SM501D-485MHz為485.55MHz；
發(fā)射功率：10dBm(5VDC工作電壓)
通信速率：9600Bit/s,
數(shù)據(jù)格式：8N1,(1位啟始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，無校驗)
接口方式: 串口1(TTL電平)，串口2：RS232/RS485。
以上的通信參數(shù)如果能夠滿足您的使用需要，您就不需要對模塊進行設(shè)置，可以直接使用了；
根據(jù)您的使用需要，如果您需要修改模塊的通信參數(shù)，或者是在通信過程中，需要修改通信參數(shù)，您都可以按照下面兩種方法修改設(shè)置模塊的通信參數(shù)：
SM501D的有一組 5 位的短路跳線組(JP2),分別定義為 ABCDE，跳線開路
(不焊接短路器)為1，跳線短路(焊接短路器)為0，則跳線組的定義如下：
序號 名稱 說明
A 信道配置控制 A=0 為信道配置模式，A=1 為正常通信模式。
B 通信速率設(shè)置 BC=00, 為1200bps；BC=10, 為2400bps；
BC=01, 為4800bps；BC=11, 為9600bps；
C 通信速率設(shè)置
D 串口2選擇 D=0: COM2 為 RS-232；D=1: COM2 為 RS-485
E 校驗位選擇 E=0: 8n1；E=1: 8e1，
SM501D的信道設(shè)置方法：
SM501D的信道配置，用戶可通過命令的方式進行設(shè)置，設(shè)置方法如下：
將JP1/Pin8(SLP/SET) 接低電平或者JP2的A跳線接地，E跳線跳上接地，模塊進入信道設(shè)置狀態(tài)，設(shè)置命令固定為2字節(jié)，SM501D可以通過COM1(UART/TTL)接口或COM2接口設(shè)置信道。如果COM2口接計算機RS232口，D,E均跳上跳線，如果COM2口接RS485接口，只跳上E就可以了
其中前一個字節(jié)為命令字，后一個字節(jié)為參數(shù)(信道號)，格式如下：
Comm, Para
Comm為命令字，設(shè)置信道有2 個命令：
1、Comm=’C’(0x43)時，表示設(shè)置信道并將信道號保存到EEPROM中，下次啟動時，用EEPROM中的信道號作為初始值，該命令因為需要寫EEPROM，執(zhí)行時間較長，大約需要10ms。
2、Comm=’c’ (0x63)時，表示設(shè)置信道但不保存信道號，下次啟動使用EEPORM 中保存的信道號作為初始信道，該命令執(zhí)行非?？?，大約1ms即可完成，連續(xù)發(fā)送時間間隔小于100ms。
Para 為信道參數(shù)，取值0x00～0x1F。
信道設(shè)置成功后，模塊則返回一個字節(jié)的當(dāng)前信道號，取值為 0x00～0x1F 之間的 16
進制數(shù)。
設(shè)置成功以后，您將JP2的A跳線斷開，就可以進入工作狀態(tài)，再重新上電一次就可以新的通信參數(shù)測試通信了(在通信測試時,最好使用兩臺計算機兩個串口來測試).
不帶休眠功能的模塊，用戶也可通過電子開關(guān)來切斷電源，達到省電的目的。當(dāng)采用這種方法時，需要注意與外部設(shè)備連接的信號線上的電平處理及時序關(guān)系，以達到最小的電流消耗，并確保 MCU 確實處于不工作的狀態(tài)，具體方法
a.對于無線模塊輸出到外部設(shè)備的信號，關(guān)斷電源前，外部設(shè)備應(yīng)該為高阻輸入。
b.對于無線模塊的輸入信號，關(guān)斷電源前，外部設(shè)備應(yīng)該輸出低到無線模塊。
總之，在關(guān)斷電源后，要確保與外部連接的任何信號線都是低電平，否則不但會
消耗電流，而且可能導(dǎo)致MCU非法運行，帶來不可逆的后果，比如非法修改了EEPROM
中的數(shù)據(jù)。這是因為，MCU被切斷電源后，如果某 IO口仍有電壓饋到 IO口上，這個
電壓會成為MCU的漏電電源，導(dǎo)致MCU非法運行并跑飛(因為這個電源的電流不夠大)，
從而修改數(shù)據(jù)或帶來不可預(yù)計的后果。
4. 數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖⒁庖兀?br/> 模塊收發(fā)轉(zhuǎn)換延時（tc）小于1ms。
模塊從發(fā)端發(fā)第一個字節(jié)到收端收到第一個字節(jié)之間的延時：由于SM501D對用戶數(shù)據(jù)進行了 FEC 糾錯算法等數(shù)據(jù)處理，所以當(dāng)一端SM501D的 RxD 收到數(shù)據(jù)發(fā)射后，由另一端SM501D收到數(shù)據(jù)由 TxD輸出之間有延時(ts)，波特率不同，其延時(ts)也不同。具體延時(ts)如下表：
出錯處理機制：為了保證用戶系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定，建議在使用SM501D系列模塊，加校驗和或者CRC 校驗檢錯模式，對錯誤資料重發(fā)。
大數(shù)據(jù)量傳輸處理：SM501D系列模塊理論上是可以發(fā)送無限長的資料包，但不建議用戶發(fā)送太長的資料包，建議每包資料長度在60～100B 之間，一般不長于120B，同時建議用戶程
序采用ARQ的方式，對錯誤資料包進行重發(fā)。分析如下： 假設(shè)通信實際誤碼率為10 ，用戶需要傳送1KB 約為10000bit資料，如果將1KB資料當(dāng)成1 包發(fā)送，則理論上每次發(fā)送至少會有1 位資料在接收時出錯，則這1KB 資料永遠不能正確的被接收。 如果將其分為10 包，每包資料100B，則發(fā)送10 包后，按概率只有1 包會出錯，將出錯的1包通過ARQ的形式重發(fā)1次，則雖然多發(fā)了1包資料，效率降低了約10%，但能保證資料全部被正確接收。
7.尺寸及封裝結(jié)構(gòu)：
說明：對于SMA天線座安裝，可以根據(jù)用戶的安裝尺寸要求，也可以從反面 安裝，彈簧天線也可以直起來安裝。插針也可以從反面引出，用戶在訂貨時須指定。
天線是通信系統(tǒng)的重要組成部分，其性能的好壞直接影響通信系統(tǒng)的指標(biāo)，用戶在選擇天線時必須首先注重其性能。一般有兩個方面，第一選擇天線類型；第二選擇天線的電氣性能。選擇天線類型的意義是：所選天線的方向圖是否符合系統(tǒng)設(shè)計中電波覆蓋的要求； 選擇天線電氣性能的要求是： 選擇天線的頻率帶寬、增益、額定功率等電氣指標(biāo)是否符合系統(tǒng)設(shè)計要求。因此，用戶在選擇天線時最好向廠家聯(lián)系咨詢，SM501D 要求的天線阻抗為50歐姆。凡在我公司購買無線模塊和我公司其他無線通信設(shè)備時，我公司均配套提供各類相匹配的天線，天線的增益越高，其通信效果就越好。有關(guān)天線的資料，請參照我公司網(wǎng)站相關(guān)說明，您在訂貨時，請指定天線型號。
五、 SM501D型無線模塊的組網(wǎng)應(yīng)用及編程時注意事項：
1、SM501D的通信信道是半雙工的，最適合點對點，點對多點的通信方式，這種方式首先需要設(shè)1 個主站，其余為從站，所有站都編一個唯一的地址。通信的協(xié)調(diào)完全由主站控制，主站采用帶地址碼的數(shù)據(jù)幀發(fā)送數(shù)據(jù)或命令，從站全部都接收，并將接收到的地址碼與本地地址碼比較，不同則將數(shù)據(jù)全部丟掉，不做任何響應(yīng)；地址碼相同，則證明數(shù)據(jù)是給本地的，從站根據(jù)傳過來的數(shù)據(jù)或命令進行不同的響應(yīng)，將響應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送回去。這些工作都需要上層協(xié)議來完成，并可保證在任何一個瞬間，通信網(wǎng)中只有一個電臺處于發(fā)送狀態(tài)，以免相互干擾。
2、SM501D也可以用于點對點通信，使用更加簡單，在對串口的編程時，只要記住其為半雙工通信方式，時刻注意收發(fā)的來回時序就可以了。
六、 SM501D型的技術(shù)指標(biāo)
序號 技術(shù)指標(biāo) 參數(shù) 備注
1 調(diào)制方式 GFSK
2 工作頻率 430-443.425MHz，472.35～485.775MHz
3 頻率穩(wěn)定度 +/-0.2ppm
3 最大發(fā)射功率 13dBm(5.5VDC工作電壓)
4 最大接收靈敏度 -120dBm
5 發(fā)射電流 ≤50mA
6 接收電流 ≤37mA
9 通信速率 1200-9600bps 速率用戶可選
10 接口類型 UART(TTL)/RS-232/RS-485
11 工作電壓 +3～5.5VDC
12 工作溫度 -40℃～85℃
13 年老化率 <0.5ppm
13 儲存溫度 -65℃～150℃
14 工作濕度 10%～90%相對濕度，無冷凝
15 外形尺寸 29.5mm×26mm×4mm
附表2：
433MHz信道頻率與設(shè)置命令對照表：
信道號 信道代碼 頻率點（MHz） 信道號 信道代碼 頻率點（MHz）
0 00H 430.000 58 3AH 434.350
1 01H 430.075 59 3BH 434.425
2 02H 430.150 60 3CH 434.500
3 03H 430.225 61 3DH 434.575
4 04H 430.300 62 3EH 434.650
5 05H 430.375 63 3FH 434.725
6 06H 430.450 64 40H 439.600
7 07H 430.525 65 41H 439.675
8 08H 430.600 66 42H 439.750
9 09H 430.675 67 43H 439.825
10 0AH 430.750 68 44H 439.900
11 0BH 430.825 69 45H 439.975
12 0CH 430.900 70 46H 440.050
13 0DH 430.975 71 47H 440.125
14 0EH 431.050 72 48H 440.200
15 0FH 431.125 73 49H 440.275
16 10H 431.200 74 4AH 440.350
17 11H 431.275 75 4BH 440.425
18 12H 431.350 76 4CH 440.500
19 13H 431.425 77 4DH 440.575
20 14H 431.500 78 4EH 440.650
21 15H 431.575 79 4FH 440.725
22 16H 431.650 80 50H 440.800
23 17H 431.725 81 51H 440.875
24 18H 431.800 82 52H 440.950
25 19H 431.875 83 53H 441.025
26 1AH 431.950 84 54H 441.100
27 1BH 432.025 85 55H 441.175
28 1CH 432.100 86 56H 441.250
29 1DH 432.175 87 57H 441.325
30 1EH 432.250 88 58H 441.400
31 1FH 432.325 89 59H 441.475
32 20H 432.400 90 5AH 441.550
33 21H 432.475 91 5BH 441.625
34 22H 432.550 92 5CH 441.700
35 23H 432.625 93 5DH 441.775
36 24H 432.700 94 5EH 441.850
37 25H 432.775 95 5FH 441.925
38 26H 432.850 96 60H 442.000
39 27H 432.925 97 61H 442.075
40 28H 433.000 98 62H 442.150
41 29H 433.075 99 63H 442.225
42 2AH 433.150 100 64H 442.300
43 2BH 433.225 101 65H 442.375
44 2CH 433.300 102 66H 442.450
45 2DH 433.375 103 67H 442.525
46 2EH 433.450 104 68H 442.600
47 2FH 433.525 105 69H 442.675
48 30H 433.600 106 6AH 442.750
49 31H 433.675 107 6BH 442.825
50 32H 433.750 108 6CH 442.900
51 33H 433.825 109 6DH 442.975
52 34H 433.900 110 6EH 443.050
53 35H 433.975 111 6FH 443.125
54 36H 434.050 112 70H 443.200
55 37H 434.125 113 71H 443.275
56 38H 434.200 114 72H 443.350
57 39H 434.275 115 73H 443.425
485MHz--信道頻率與設(shè)置命令對照表：
信道號 信道代碼 頻率點（MHz） 信道號 信道代碼 頻率點（MHz）
0 00 472.350 58 3A 476.700
1 01 472.425 59 3B 476.775
2 02 472.500 60 3C 476.850
3 03 472.575 61 3D 476.925
4 04 472.650 62 3E 477.000
5 05 472.725 63 3F 477.075
6 06 472.800 64 40 481.950
7 07 472.875 65 41 482.025
8 08 472.950 66 42 482.100
9 09 473.025 67 43 482.175
10 0A 473.100 68 44 482.250
11 0B 473.175 69 45 482.325
12 0C 473.250 70 46 482.400
13 0D 473.325 71 47 482.475
14 0E 473.400 72 48 482.550
15 0F 473.475 73 49 482.625
16 10 473.550 74 4A 482.700
17 11 473.625 75 4B 482.775
18 12 473.700 76 4C 482.850
19 13 473.775 77 4D 482.925
20 14 473.850 78 4E 483.000
21 15 473.925 79 4F 483.075
22 16 474.000 80 50 483.150
23 17 474.075 81 51 483.225
24 18 474.150 82 52 483.300
25 19 474.225 83 53 483.375
26 1A 474.300 84 54 483.450
27 1B 474.375 85 55 483.525
28 1C 474.450 86 56 483.600
29 1D 474.525 87 57 483.675
30 1E 474.600 88 58 483.750
31 1F 474.675 89 59 483.825
32 20 474.750 90 5A 483.900
33 21 474.825 91 5B 483.975
34 22 474.900 92 5C 484.050
35 23 474.975 93 5D 484.125
36 24 475.050 94 5E 484.200
37 25 475.125 95 5F 484.275
38 26 475.200 96 60 484.350
39 27 475.275 97 61 484.425
40 28 475.350 98 62 484.500
41 29 475.425 99 63 484.575
42 2A 475.500 100 64 484.650
43 2B 475.575 101 65 484.725
44 2C 475.650 102 66 484.800
45 2D 475.725 103 67 484.875
46 2E 475.800 104 68 484.950
47 2F 475.875 105 69 485.025
48 30 475.950 106 6A 485.100
49 31 476.025 107 6B 485.175
50 32 476.100 108 6C 485.250
51 33 476.175 109 6D 485.325
52 34 476.250 110 6E 485.400
53 35 476.325 111 6F 485.475
54 36 476.400 112 70 485.550
55 37 476.475 113 71 485.625
56 38 476.550 114 72 485.700
57 39 476.625 115 73 485.775
七、 模塊出廠附件表：
配置項目 默認出廠配置 其它選擇
無線模塊 您訂購的型號：
JP1連接座 EH9座焊好 不要， 或換標(biāo)準(zhǔn)2.54單排針或?qū)Ｓ冒?.54
排針，及針座選購。焊法可以按用戶指定。
數(shù)據(jù)連接線 EH9單頭 30公分硬線 EH9 50公分單頭線， 10公分雙頭線，
6公分和10公分EH單頭軟線
JP2連接座 雙排跳線座焊好，配5個
短路器 不要，或者2.0單排針焊好.焊法可以按用戶指定。
天線座 加長 SMA 彎頭帶防水圈 騎板座QSMA、加長QSMA-L，加長六方直頭
SMA-S、加長園直頭SMA-L，標(biāo)準(zhǔn)直頭SMA，微型I-PEX板接連接器。
天線饋線 無 直徑2mm的SMA座饋線，微型I-PEX板接饋線
天線 SMA307橡膠棒天線 SMA301,SMA302,SMA303,SM306,SMA309等，參照我公司相關(guān)天線產(chǎn)品介紹。
技術(shù)支持：
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