Zigbee原理图分析

Zigeebee原理图及配网视频讲解

一、原理图

引脚定义

1.悬空

2.模块串口接收引脚

3.模块串口发送引脚

4.接地

5.+5V供电引脚

6.接地

二、实物图

三、简介

E18系列模块采用美国德州仪器公司原装进口 CC2530 射频芯片,芯片内部集成了8051 单片机及无线收发器,部分模块型号内置PA功率放大器增加通信距离。出厂自带固件基于 ZigBee3.0 协议实现的串口数据透传,支持 ZigBee3.0 协议下各种指令命令。经实测,对市面上大多数 ZigBee3.0 产品有着非常良好的兼容性。

产品特点功能

 角色切换:用户可通过串口指令让设备在协调器,路由器和终端的三种类型中任意切换。 自动组网:协调器上电自动组建网络,终端和路由器自动搜索并加入网络。
 网络自愈:网络中间节点丢失,其他网络自动加入或保持原网络(孤立节点自动加入原网络,非孤立节点保持原有网络);协调器丢失,原网络存在非孤立节点,协调器可再次加入该网络或者相同用户设置的原网络PAN_ID 的协调器加入原有网络。
 超低功耗:设备在终端状态下,可设置为低功耗模式,可根据用户使用时间更改设备休眠时间,低功耗模式下待机功耗小于 2.5uA;在父节点数据保存时间内都能在用户设置时间内接收到自己应当受到的消息。 数据保留时间设置:设备在协调器和路由器状态下,用户可自行设置数据保存时间,与休眠模式下的终端配合使用,对终端设备的数据进行保存,并在终端休眠唤醒后将数据发送到终端;最多保存 4 条数据,若超出,自动清除最先的数据;数据保存时间过后,数据堆自动清空。
 自动重发:在点播(单播)模式下,设备发送到下一节点失败时自动重发,每条消息重发次数为2 次。 自动路由:模块支持网络路由功能;路由器和协调器承载网络数据路由功能,用户可进行多跳组网。 加密协议:模块采用 AES 128 位加密功能,能改对网络加密及防监听;用户可自行更改网络密匙,相同网络密匙的设备方能正常组网通信。
 串口配置:模块内置串口指令,用户可通过出串口指令配置(查看)模块的参数及功能。 多类型数据通信:支持全网广播,组播及点播(单播)功能;在广播和点播(单播)模式下还支持几种传输方式。 信道变更:支持 11~26 等16 个信道更改(2405~2480MHZ),不同信道对应不同频段。
 网络 PAN_ID 更改:网络 PAN_ID 的任意切换,用户可自定义 PAN_ID 加入相应网络或者将自动选择PAN_ID 加入网络。 串口波特率更改:用户可自行设置波特率,最高可达 115200,默认位数为 8 位,停止位 1 位,无校验位。 短地址收索:用户可根据已加入网络的模块 MAC 地址(唯一的,固定的)查找出相应的短地址。 指令格式切换:本模块支持 HEX 指令和透传两种模式,用户轻松配置,轻松切换。
 模块复位:用户可通过串口命令对模块进行复位操作。
 一键恢复波特率:如果用户忘记或不知波特率的情况下,可使用该功能,恢复默认波特率为115200。 恢复出厂设置:用户可通过串口命令对模块进行出厂设置的恢复。

设计注意事项:

  • 推荐使用直流稳压电源对该模块进行供电,电源纹波系数尽量小,模块需可靠接地;
  • 请注意电源正负极的正确连接,如反接可能会导致模块永久性损坏;
  • 请检查供电电源,确保在推荐供电电压之间,如超过最大值会造成模块永久性损坏;
  • 请检查电源稳定性,电压不能大幅频繁波动;
  • 在针对模块设计供电电路时,往往推荐保留 30%以上余量,有整机利于长期稳定地工作;
  • 模块应尽量远离电源、变压器、高频走线等电磁干扰较大的部分;
  • 高频数字走线、高频模拟走线、电源走线必须避开模块下方,若实在需要经过模块下方,假设模块焊接在Top Layer,在模块接触部分的 Top Layer 铺地铜(全部铺铜并良好接地),必须靠近模块数字部分并走线在Bottom Layer;
  • 假设模块焊接或放置在 Top Layer,在Bottom Layer 或者其他层随意走线也是错误的,会在不同程度影响模块的杂散以及接收灵敏度;
  • 假设模块周围有存在较大电磁干扰的器件也会极大影响模块的性能,跟据干扰的强度建议适当远离模块,若情况允许可以做适当的隔离与屏蔽;
  • 假设模块周围有存在较大电磁干扰的走线(高频数字、高频模拟、电源走线)也会极大影响模块的性能,跟据干扰的强度建议适当远离模块,若情况允许可以做适当的隔离与屏蔽;
  • 通讯线若使用 5V 电平,必须串联 1k-5.1k 电阻(不推荐,仍有损坏风险)
  • 尽量远离部分物理层亦为 2.4GHz 的TTL 协议,例如:USB3.0;
  • 天线安装结构对模块性能有较大影响,务必保证天线外露且最好垂直向上;当模块安装于机壳内部时,可使用优质的天线延长线,将天线延伸至机壳外部;
  • 天线切不可安装于金属壳内部,将导致传输距离极大削弱。

四、尺寸

五、注意事项

1、硬件设计相对比较简单,但是在电源设计这部分要注意避免电压过高;

2、开发的时候要避免天线与PCB覆铜处接壤,会影响传输距离。

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