监控报警系统方案433M无线收发芯片动能世纪DP4306F的应用案例

越来越多的复杂结构的建筑，人员密集型场所，地下建筑，危险品存放地等的涌现，使传统有线报警系统不能满足要求。无线星型自组网无需基站和铺设通信线，覆盖面广，探测器可安放在任意位置，分布节点多，不受建筑条件限制，布设简单，维护方便，成本较低，适合各种复杂建筑结构，是火灾有线监控系统的一种有效补充。

监控报警方案优势在于：

一、覆盖面广：无线星型自组网无需基站和铺设信线，覆盖面广，探测器可以安放在合适位置，分布节点多，不受建筑条件限制。

二、布设简单，成本低：只需要将探测器节点布设在指定位置即可，维护方便，成本较低，适合各类复杂建筑。

三、抗干扰能力强：433MHz的强穿透性和抗干扰性，适于复杂结构建筑和电磁波干扰的区域。

报警系统由终端探测器节点、中继器节点、数据中心节点组成。以中心节点为核心，组成RF433MHz通信网络进行节点间无线通信。终端探测器节点将数据传到中继器节点，中继器将数据上传到数据中心节点，数据中心节点的数据可以通过软件系统展示给操作人员。

433MHz无线通信单元是本系统的核心，由微处理器模块、无线通信模块、天线模块和电源模块组成。无线通信模块选用动能世纪的DP4306F芯片，它是一款高性能低功耗的单片集成收发机，工作频率可覆盖200MHz~1000MHz，集成M0核MCU，支持230/408/433/470/868/915频段。该芯片集成了射频接收器、射频发射器、频 率综合器、GFSK调制器、GFSK解调器等功能模块。通过SPI接口可以对输出功率、频道选择以及数据包格式进行灵活配置，并且内置CRC、FEC、自动应答和自动重传机制，可以大大简化系统设计并优化性能。

芯片为时分双工收发器(TDD)，接收和发送数据包需在不同时段交替进行。该芯片先将接收到的(G)FSK调制信号通过混频器混到IF频率，然后输入给后续的中频滤波器和可变增益放大器(PGA)进行滤波和放大。处理过的中频信号通过高性能的sigma-delta ADC转化为数字域。内置的DSP完成滤波、解调、自动增益控制、RSSI检测、数据包处理等功能。

芯片内部的高精度本地振荡器LO由sigma-delta Fractional-N频率综合器实现，可同时用于接收和发射。传输的FSK数据直接调制进入sigma-delta数据流，并能被内部的高斯滤波器进行滤波以降低多余的频谱分量。

芯片内部高效率的class E功率放大器(PA)， 在+20dBm输出功率的条件下，约消耗100mA的电流。PA输出功率能在-5dBm至+20dBm范围内进行配置，配置精度约1dB。PA的开启时间可由内部自动倾斜上升曲线控制以减小PA开启时刻对芯片其它模块的干扰并降低多余的频谱扩展。

芯片支持TX/RX开关控制和天线分集开关控制以扩展链路范围和提高性能。芯片内部集成低功耗的32KHz振荡器，可实现自动唤醒功能以降低整体方案的功耗。

芯片内含32位ARM® Cortex®-M0+内核 MCU，宽电压工作范围的MCU。嵌入高达64Kbytes flash 和 8Kbytes SRAM 存储器，最高工作频率48MHz。包含多种不同封装类型多款产品。芯片集成多路I2C、SPI、USART 等通讯外设，1路12bit ADC，5个16bit 定时器，以及2路比较器。

DP4306F性能特性如下所示：

频率范围200--1000MHz，支持230/408/433/470/868/915频段

接收灵敏度：-112dBm@10Kbps

最大输出功率：+20dBm

调制方式：FSK，GFSK

数据率：2.4kbps---250kbps

支持SPI接口

自动应答及自动重传

快速频道切换， 支持跳频算法

支持RSSI功能

天线分集和T/R开关控制

自动频率控制(AFC)

自动增益控制(AGC)

低工作电压：1.9V~3.6V

内核

— 32位ARM Cortex - M0+

— 最高32MHz工作频率

存储器

—最大64Kbytes flash存储器

— 最大8Kbytes SRAM

时钟系统

— 内部4/8/16/22.12/24MHz RC 振荡器(HSI)

— 内部32.768KHz RC振荡器(LSI)

— 4~32MHz晶体振荡器(HSE)

电源管理和复位

— 低功耗模式: Sleep和Stop

— 上电/掉电复位 (POR/PDR)

— 掉电检测复位 (BOR)

— 可编程的电压检测 (PVD)

通用输入输出(I/O)

— 多达18个I/O，均可作为外部中断

— 驱动电流8mA

3通道 DMA控制器

1 x 12-bit ADC

— 支持 最多10个外部输入通道

— 输入电压转换范围: 0~VCC

定时器

— 1个16bit高级控制定时器(TIM1)

— 4个通用的16位定时器(TIM3/TIM14/TIM16/TIM17)

— 1 个低功耗定时器(LPTIM)，支持从stop模式唤醒

— 1 个独立看门狗定时器 (IWDT)

— 1 个窗口看门狗定时器 (WWDT)

— 1 个SysTick timer

— 1 个IRTIM

RTC

通讯接口

— 1个串行外设接口(SPI)

— 2 个通用同步/异步收发器(USART)，支持自动波特率检测

— 1 个I2C接口，支持标准模式 (100kHz)、快速模式 (400kHz)，支持7 位寻址模式

硬件CRC-32模块

2个比较器

唯一UID

串行单线调试(SWD)

32 引脚 6*6 QFN 封装