si4432在無線抄表設(shè)備上的應(yīng)用

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1、SI4432在無線抄表設(shè)備上的應(yīng)用（上）文章整理：王進(jìn)朝，益登科技資深應(yīng)用工程師無線抄表來源于90年代成立的冇線抄表工作組，最初工作組專注于在儀表系統(tǒng)中有線抄表的研究，后來有線抄表成為了歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN1434的一部分。隨著無線抄表的引入，標(biāo)準(zhǔn)化工作被轉(zhuǎn)移到了技術(shù)委員會（TC）294,TC294創(chuàng)建了新的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN13757-Communicationsystemformetersandremotereadingofmeterso這個標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前出以下部分組成：EN13757-1:2002EN13757-2:2004EN1375

2、7-3:2004EN13757-4:2005數(shù)據(jù)交換物理層和數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層無線讀表器prEN13757-5:2007中繼prEN13757-6:2007數(shù)據(jù)交換其屮第4部分EN13757-4為無線讀表器，專注儀表和無線讀表器Z間的通信。無線抄表基礎(chǔ)一般的無線抄表系統(tǒng)主要包括兩大類設(shè)備，如圖1所示，一類是儀表（如水表、氣表和電表等），另一類是其他（如讀表器或集中器等）。Wa怕rmeterConcentrator圖1:無線抄表系統(tǒng)儀表（氣表、水表等）通常不能直接連接到主供電系統(tǒng)，一般釆用電池供電，因此它們獲得的能量是有限的。

3、為了盡量降低功耗，大多數(shù)時間里儀表處于休眠模式，僅在很短的時隙屮醒來發(fā)射數(shù)據(jù)；I佃讀表器也從來不主動發(fā)送數(shù)據(jù)給處于休眠狀態(tài)的儀表。雙向通信是可行的，一般儀表在發(fā)送時隙完成后，進(jìn)入接收時隙,這吋讀表器可以傳送信息給儀表。更換儀表的成木相當(dāng)高，因此為儀表供電的電池一般需要提供幾年的能量，不同的國家可能有不同的要求。無線抄表的尋址模式來源于有線抄表，僅儀表設(shè)備冇地址，并且收發(fā)數(shù)據(jù)釆用相同的地址。因此，讀表器必須有一個儀表設(shè)備地址表，記錄需要處理的所有儀表地址，這個過程一般在系統(tǒng)安裝階段進(jìn)行。通常無線抄表系統(tǒng)（圖2d）可以完全替代

4、有線抄表系統(tǒng)（圖2a）,但是兩種系統(tǒng)也能組合在一起，形成一個新系統(tǒng)（圖2b,圖2c）。MasterMasterConcentratorConcentratorBridgeBridgeMeterMeterb)Meterd)a)c)wiredwireless圖2：不同的抄表與/或無線抄表系統(tǒng)另-?種常見的冇線與無線抄表結(jié)合的模式，如圖3所示。圖3：有線與無線抄表組合模式圖無線抄表標(biāo)準(zhǔn)(EN13757-4:2005)專注儀表和遠(yuǎn)程無線讀表器之間的通信,利用ISM頻段868-870MHZ進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。SS4432無線收發(fā)器SI

5、4432無線收發(fā)器是SiliconLabs公司EZRadioPro產(chǎn)品線中的一款非常有代表性的芯片，支持頻率范240-930MH乙輸出功率最大為+20dBm,靈敏度達(dá)-117dBmoEZRadioPro產(chǎn)品線成員，如表1所示。收發(fā)器芯片Si4430頻率范圍=900?960MHz；輸出功率=4-13dBm；靈敏度=-117dBmSi4431頻率范圍=240?930MHz；輸出功率=+13dBm；靈敏度17dBmSi4432頻率范圍=240-930MHz輸出功率=+20dBm；靈敏度=?117dBm接收器芯片Si4330頻率范

6、圍=240?960MHz；靈敏度=-117dBm發(fā)射器芯片Si4230頻率范圍=900-960MHZ；輸出功率=+13dBm;Si4231頻率范圍=240?930MHz；輸出功率=+13dBm;表1:EZRadioPro無線收發(fā)器產(chǎn)品系列Si4432控制接口SI4432與主機(jī)MCUZ間的通信是通過SPI總線實(shí)現(xiàn)的，主要涉及SCLK、SDI、SDO和nSEL四個引腳。通常一個SPI總線讀寫操作由以下兒部分組成：讀寫標(biāo)志(1bit)，地址(7bit)和數(shù)據(jù)(8bit)。讀寫標(biāo)志位指示當(dāng)前操作是讀還是寫；7位地址指示操作對彖，可

7、尋址128個8位控制寄存器屮的任意一個；數(shù)據(jù)域包含寫入或讀出的SI4432內(nèi)部寄存器的內(nèi)容。在每8個時鐘信號后，SI4432鎖存地址或數(shù)據(jù)域屮的內(nèi)容。SI4432屮SCLK串行吋鐘信號的速率可靈活設(shè)定，最大口J達(dá)10MHz。SPI總線時序圖，如圖4所示。AddressDataMSB入-s入LSBRWA6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1DOXXXXIrWA7sclkfifinSEL^fl圖4：SPI時序SPI串行接口的時序參數(shù)，如表2所示。SymbolParameterMin(nsec)0Clockhig

8、htime40dClocklowtime40SsDatasetuptime20tDHDataholdtime20tDDOutputdatadelaytime20lENOutputenabletime20?EOutputdisabletime50lssSelectsetuptime20tsHSelecth