27 de mayo de 2012

LFRD003: El medidor de agua automático Meter Reading (AMR) de diseño de referencia

Resumen: Este diseño de referencia proporciona una plataforma de demostración completa para el uso de radiofrecuencia industrial / científico / médico (ISM-RF) de los productos en una lectura automática de medidores (AMR) de la aplicación. Este documento incluye el hardware, el firmware y los requisitos del sistema de estructura para la implementación de un diseño de AMR que demuestra el funcionamiento con un medidor de agua física..

Descripción General

El MAX7032 transceptor de diseño de referencia (DR) es una plataforma de auto-evaluación para el ejercicio del dispositivo como una lectura del medidor inalámbrica automática (AMR) y el sistema de medidor de agua de demostración. Con el uso de la máxima de USB a bordo de JTAG (MAXQJTAG-USB), el MAXQ610 tanto en la interfaz de mano (HHI) y la unidad de metro diferentes (MTR), módulos de radio puede ser programado por el usuario final.

La junta metros permite la interacción humana básica a través de un solo momentánea del interruptor de entrada y un LED de retroalimentación visual. El EMP está diseñado para ser compacto, ofreciendo un tablero de transmisor-receptor autónomo con una radio, un microcontrolador, y varios "ports" para conectar las entradas de varios metros en el sistema. Dos diseños separados se proporcionan: una con una conexión de antena MMCX, y el otro con una huella pequeña antena-opción de montaje. La entrada al sistema MTR se puede configurar con hasta seis puertos, y las interfaces de entrada principal con un "pulso" o contacto seco (caña) metros de salida. Esta placa puede ser operado desde cualquier potencia 3V fuente (1.7V a 3.6V para el MAXQ610, 2.1V a 3.6V para el MAX7032).

La junta IHH tiene siete teclas de menú para la entrada del usuario, un botón de reinicio, un píxel de 102 x 64 píxeles Pantalla LCD con retroiluminación LED multicolor para las interacciones de menú, además de un indicador de recepción de señal (RSI) de LED. La forma de la IHH encaja dentro de una carcasa de la Serie casilla 55, y tiene un conector de alta densidad para la interconexión con un módulo de RF.

Ambos sistemas están programados con el firmware operativo para demostrar una simple inalámbrica AMR metros (esclavo) / sistema de lectura (maestro). Archivos Gerber están disponibles para simples de cortar y pegar los diseños de las secciones de radio o la plena aplicación.

Características

  • Probado placa de circuito impreso ( PCB ) de diseño
  • Componentes probada la lista
  • Transmisor-receptor preprogramado (TRX) par de las capacidades de demostración rápida
  • Gratis MaxQ ® herramientas de programación disponibles para microcontroladores de operación flexible

La interfaz de mano (HHI)

El IHH es un sistema de dos partes que comprende una placa de interfaz humano, que contiene una pantalla LCD, un codificador de clave, y un microcontrolador. Este IHH está acoplado a un módulo RF para formar un sistema completo de comunicación portátil. La Fase I de las interfaces de diseño a un módulo de transceptor MAX7032 a través de una de 10 pines, conector de alta densidad. El diseño de la Fase III y los módulos de RF se describe más adelante interfaz a través de un conector de 60 pines.

La junta HHI proporciona un método básico de entrada con siete llaves y un botón de reinicio. Esta interfaz proporciona para la salida flexible a través de una Asamblea electrónico DOGS102-6 , 102 píxeles x 64 píxeles, pantalla LCD transflectiva con retroiluminación duo-color. La placa también contiene un independiente "señal" de LED.

Estos interfaces del sistema con el módulo de RF a través de una placa a placa, entresuelo conector utilizando un firmware definida por el SPI. El microcontrolador está programado a través de una interfaz de conector de borde a USB. La energía puede ser suministrada a través de ya sea el conector de borde o una conexión de la batería con cable. El módulo de RF tiene un conector MMCX, a la que un 6 " de cable y una antena de altura reducida Linx puede estar unido, proporcionando un factor de forma pequeño montaje. Todo el sistema ha sido diseñado para caber dentro de un recinto de caja, de tamaño conveniente para el uso de mano ( Figura 1 ).

Figura 1.  Fase I IHH y el módulo de RF.
Figura 1. Fase I IHH y el módulo de RF.

Figura 2.  Fase III IHH y el módulo de RF.
Figura 2. Fase III IHH y el módulo de RF.

Similar a la Fase I de hardware, la Fase III IHH es un sistema de dos a bordo. Los únicos cambios en la junta IHH entre la Fase I y Fase III es el uso de un conector hermafrodita 60-pasador de Samtec en lugar del conector 10-pin Hirose. Este conector utiliza las mismas líneas de comunicación entre los SPI del microcontrolador en el IHH y el microcontrolador en el módulo de RF. Unas pocas líneas de potencia adicionales están disponibles en el conector más grande, pero la mayoría de los pasadores de señales adicionales no se utilizan. Este conector 60-pines es compatible con la plataforma de referencia de Newport.

Los módulos RF

El medidor de RF (MTR) módulos utilizados en este kit de demostración de tomar una de tres formas: o bien son un diseño de la Fase I o Fase III, y para la Fase I de los diseños, que son las versiones SPI SPI-o no ( Figura 3 ) .

Figura 3.  (A) Fase I con SPI (módulo), (b) Fase I, sin SPI (metros), (c) Fase III.
Figura 3. (A) Fase I con SPI (módulo), (b) Fase I, sin SPI (metros), (c) Fase III.

Cada uno de estos módulos contienen componentes comunes, como el transceptor MAX7032, el microcontrolador MAXQ610 (MCU), varios circuitos de apoyo, un interruptor de color ámbar "señal" de LED, y un conector de MCU de programación de última generación. La Fase I del módulo con el SPI tiene un conector de 10 pines en la parte inferior Hirose para comunicarse con la Fase I del IHH. Este consejo en particular también tiene un conector de borde del lanzamiento MMCX para la antena. La Fase I del módulo sin la conexión de SPI tiene dos LED adicionales: uno rojo y otro verde, que se utilizan para proporcionar información visual para un simple eco o la función "ping". El módulo también proporciona una huella simple para una conexión de cable de antena, y cuenta con una conexión de cabecera de 2 pines para la interfaz de metro física. La Fase III del foro ha combinado el 60-pin conector SPI y los indicadores LED adicionales en una tabla, además de incluir la conexión de antena MMCX.

Los tres módulos están programados con el mismo firmware, pero con cambios sutiles en los ajustes en el código. Por ejemplo, cada módulo está programado con una dirección de comunicación diferente o ID. En el Kit de Demostración del medidor de agua, el módulo que de interfaz con el IHH se ha programado con la dirección 03 00 00 01 y se ha marcado para la interfaz SPI. Los otros módulos de "metro" se dirige a 03 00 00 02 03 00 00 03 y 03 00 00 04, y que han sido codificadas para funcionar como un módulo de MTR, que no utiliza el SPI.

E / S y Conmutadores

Potencia a las juntas de MTR se suministra típicamente por un 3.6V de litio de la batería, pero puede ser alimentado a través de la interfaz JTAG o el conector de alta densidad, así. La junta IHH es típicamente accionado por un par de pilas AA y también tiene la disposición de alimentación de JTAG.


IHH Tabla Cambiar la función
Cambiar Posición Función Conexión
SW-RST Momentáneo "Reset" Pin 11, P1.2 del μC
SW-U Momentáneo "^" O "Up" Pines 12 y 23 de MAX7359
SW-L Momentáneo "<" O "izquierda" Pines 13 y 24 de MAX7359
SW-ENT Momentáneo "Enter" Pines 12 y 24 de MAX7359
R-SW Momentáneo ">" O "Derecha" Pines 11 y 24 de MAX7359
SW-D Momentáneo "V" o "Abajo" Los pines 1 y 12 de MAX7359
SW-CES Momentáneo "Escape" Los pines 1 y 13 de la MAX7359
SW-TOP Momentáneo "Top" del menú o de transmisión Los pines 1 y 11 de MAX7359
MTR interruptor Tabla de Funciones
Cambiar Posición Función Conexión μC
SO o SW ' Momentáneo Usuario TX Pin 11, P1.2
IHH y el MTR de E / S Conectores de borde
Señal Descripción Conexión μC
JTAG-1 TCK - reloj Pin 24, P2.4
JTAG-2 GND - tierra  
JTAG-3 TDO - datos fuera Pin 27, P2.7
JTAG-4 VBAT - fuente de alimentación externa  
JTAG-5 TMS - maestro de selección Pin 26, P2.6
JTAG-6 NRST - restablecimiento Pin 28, Reset
JTAG-7 N / A  
JTAG-8 N / A  
JTAG-9 TDI - los datos de Terminal 25, P2.5
JTAG-10 GND - tierra  
MTR LED Tabla de Indicadores
LED Función Conexión μC
D-MRSI, D-RSSI, o "D-RSSI TX / recepción de la señal indicadora / latidos del corazón Pin 7, P0.6
D-RXR o D-RxR1   Pin 12, P1.3
D-RXG (Fase I) Pin 20, P1.6
D-RXG o D-RXG1 (Fase III) Pin 8, P0.7
IHH LED Tabla de Indicadores
LED Función Conexión μC
D-RSSI o DLED Com Indicador Pin 7, P0.6
LEDBL1 Luz de fondo rojo Pin 21, P1.7
LEDBL2 Luz de fondo verde Pin 20, P1.6
 

Estructura de datos Frame

La estructura básica de la trama de datos es ASK-modulada, Manchester-codificado, y 4.8kbps (0.2083ms/bit). También dispone de 144 bits por trama (18 bytes o nueve palabras de 2 bytes), los 30ms por cuadro, una pausa de 70 ms entre los marcos y tres transmisiones marco por ráfaga. Para obtener información sobre la codificación Manchester , consulte la nota de aplicación 3435, "La codificación Manchester de datos para las comunicaciones de radio . "

Esta estructura es directamente compatible con otros formatos de referencia de diseño de comunicación y empresas de servicios públicos se prestan en el sistema de HHI para trabajar directamente con los diseños de referencia de otros. Apéndice I describe, además, cada sección de la entrada remota sin llave (RKE) estructura de la trama.


Estructura de trama
Preámbulo Identificación Función Datos Sincronizar Bat Sig Chk Sum
FF FF FF FD 03 00 00 00 00 01 00 00 43 21 11 22 01 68
La estructura de este marco es arbitrario, pero es un ejemplo de la información que puede estar contenida en cualquier marco de relación con los muchos industriales, científicas y médicas (ICM) de RF.
Identificación Estructura
Identificación
03 00 00 01
Este diseño ha sido programado para utilizar un 0x03 00 00 01 código de identificación en el módulo de radio IHH, con el último byte que se ajustan entre los distintos sistemas de MTR (normalmente 0x02, 0x03, y 0x04). Esto permite que el IHH para comunicarse con cada uno de los tableros de MTR separado por tratarlas una a la vez.
Función de la estructura
Función
FF 00
Este diseño de referencia utiliza el campo de la función de comunicar "grupo" e "individuo" funciones a los exámenes de mitad de distintas dentro de la recepción del sistema de HHI. De nuevo, esta estructura puede ser modificado para adaptarse a los propósitos del usuario. En esta aplicación, el primer byte del campo de función se utiliza para comandos de alto nivel, tales como ATTN y CERRAR. El segundo byte del campo de la función se utiliza para diversas operaciones de estrechar la mano-o de mando. La Tabla 1 describe las diversas funciones y sus valores hexadecimales como se ve en la pantalla y en el firmware:
Tabla 1. Funciones y valores hexadecimales en el firmware LFRD003
Función Marco valor h Fuente
Func [0] Func [1]
ATN FF XX IHH módulo de
REQ 00 8P IHH módulo de
DAT 00 1P MTR
SET 00 1P IHH módulo de
CLR 00 2P IHH módulo de
ACK 00 4P IHH módulo de
CERRAR AA XX IHH módulo de
ECHO 00 00 Nodo
Rojo (A) 00 01 RKE TX
Green (B) 00 02 RKE TX
Azul (C) 00 04 RKE TX
Amber (D) 00 08 RKE TX
P = Dirigido número de puerto, X = No me importa
Estos valores son una definición arbitraria de la estructura del campo Func, que siempre pueden ser modificados por el usuario.
Estructura de datos
Datos
00 00
La sección de datos de este marco se proporciona para la transmisión de información tales como una temperatura , presión, o la medición de volumen. En este diseño, el campo de datos concuerda salidas de pulsos de un contador de agua. Una vez más, el uso de este valor de datos es arbitraria y puede ser modificado por el usuario.

Protocolo de comunicación

La estructura básica define la interacción del sistema IHH y un módulo RF conectado a un sistema de agua metros física.

Para ahorrar energía, los sistemas de MTR están configurados para funcionar con una predefinida OFF / ON o dormir / escuchar (S / L) del ciclo de trabajo. En este sistema de demostración, después de que se aplica a la placa del MTR, reconoce de inicio con cuatro destellos de los LED, entonces entra en un ciclo de sleep/0.5s 3.0S escuchar. Durante el ciclo de encendido, la radio se configura para el modo de RX y el sistema estará atento a cualquier otra en frecuencia ASK emisiones. Si un marco ATN válida es recibida, el sistema MTR suspenderá su S / L por ciclo y entrar en un estado completo de raíz.

Toda la comunicación se inicia con una transmisión desde el sistema de HHI. Puesto que los exámenes de mitad son presumiblemente en un 3.0s/0.5s S / L por ciclo, el IHH se inicia con una transmisión de 5 años de la atención (ATN) marcos para despertar todos los exámenes de mitad de su alcance. El marco de ATN se define como No Care valores para todos los campos, a excepción de la suma de comprobación y el primer byte de la estructura de funciones, que se establece en 0xff00.

Después de emitir la señal ATN, el módulo IHH se comunicará con todos los exámenes se enumeran en el sistema. En este caso sólo uno de MTR está predefinido en el sistema, con un puerto configurado para la lectura (dirección 0x03 MTR 00 00 03). El puerto 0 en el MTR está configurado para actuar como el puerto de pulso de conteo. La comunicación se produce como un proceso por lotes (sólo uno de los exámenes de mitad de lista se pone en contacto).

Figura 4.  Una secuencia de comunicación de MTR.
Figura 4. Una secuencia de comunicación de MTR.

Una secuencia de comunicación completo ( Figura 4 ) toma la forma del módulo de radio IHH el envío de una petición (REQ) el marco estallido seguido de una breve pausa, y luego cambiar al modo de RX. El MTR con el ID correspondiente a decodificar el marco REQ, preparar los datos, y cambiar al modo TX. El MTR transmite datos (DAT) marco para el IHH, luego vuelve al modo de RX. El módulo de radio IHH recibe la trama DAT, y luego cambia al modo de TX y envía un reconocimiento (ACK) el marco de la revisión intermedia. En este punto, el sistema de HHI puede transmitir otra trama REQ (a partir de otra secuencia de comunicación, posiblemente frente a un puerto diferente en el MTR) o se puede cerrar la sesión de comunicación con el MTR. Después de que todos los puertos de medición de interés han sido leídos desde ese MTR, la sesión con ese identificador termina con el envío de un cierre (CLOSE) el marco de la revisión intermedia.Después de una revisión intermedia ha recibido el marco de cerca, se volverá al ciclo de S / L hasta que se recibe una trama nueva ATN.

Manejo de tramas perdidas y errores

Después de que el módulo de radio IHH recibe la información solicitada de la orientada MTR, devuelve una trama ACK. Dado que este cambio se compone de tres comandos funcionales, ambos extremos de la comunicación puede ser confirmada. El IHH se reconocen si la trama REQ no se ha recibido correctamente cuando el IHH no recibe una respuesta de marco de DAT, si el IHH no ha recibido el marco DAT, la revisión intermedia no se ve una respuesta trama ACK. Este proceso permite la retransmisión de la trama REQ por el IHH (si no se recibe marco DAT) y del mismo modo, el marco DAT puede ser retransmitido por el MTR (si no hay trama ACK se recibe).

  • Cabe suponer que el módulo de radio IHH tiene el potencial para una fuerte señal TX que el MTR.
  • Si un MTR recibe una señal de ATN, pero no otro tipo de comunicación (a menos de 30 años), que vuelve a su sueño / escuchar ciclo.
  • Si el IHH no recibe el marco DAT (después de 1s), se repetirá un marco REQ (dos veces más). Si el marco de DAT todavía no se ha recibido, el MTR se debe omitir. En este caso, el MTR se marcará como NO-COMM.
  • Si un MTR envía una trama de DAT, pero no recibe una trama ACK (a menos de 1s), se repetirá el marco DAT (dos veces más). En este caso, supongamos que la sesión se cerró y volver a su sueño / escuchar ciclo.

Este proceso se asegurará un número mínimo de reintentos de comunicación. Si el marco de tres de rotura no es suficiente y los múltiples intentos no también, ambas unidades volverán a su estado predeterminado (dormir / escuchar el MTR, y NO COMM para el IHH). Este proceso marco de perdida no se está aplicando actualmente.

ECHO función

Con cada uno de los módulos de MTR, el microcontrolador está programado para enviar un marco eco cuando el interruptor de a bordo está cerrado. Este proceso producirá una respuesta desde el módulo de radio correspondiente en el otro extremo de la "coincidencia" se define por el identificador de destino almacenada en cada módulo. Por ejemplo, la identificación de la fuente interna para el módulo de medidor de agua (WMM) es 03 00 00 03 y su ID de destino es 03 00 00 01 (el módulo de HHI). Así que cuando el interruptor está en el WMM, el sistema iniciará una transmisión de la trama de ECHO para el módulo de HHI. El módulo de IHH, a su vez responder con un acuse de recibo (ACK) del marco.

Figura 5.  El funcionamiento de la ECHO MAXBee protocolo de la primitiva del protocolo AMR no realizar la detección del portador.
Figura 5. El funcionamiento de la ECHO MAXBee protocolo de la primitiva del protocolo AMR no realizar la detección del portador.

Cuando el WMM recibe la trama ACK, se indicará una trama válida por la iluminación del LED verde para unos 2 seg. Si el WMM no recibe una trama válida ACK dentro de aproximadamente 0,5 segundos de transmitir el marco de ECHO, el módulo se enciende el LED rojo en su lugar. Cada uno de los tres "meter" los módulos tienen 03 00 00 01 almacena como su ID de destino, por lo que cada uno de estos módulos actuará como una fuente de ECHO, con el IHH como destino.

Debido a esta estructura de ECHO, esta rutina puede ser utilizado como una prueba de rango simplificado. A partir de las dos radios encontrados cerca uno del otro, un usuario poco a poco se pueden separar, al pulsar el botón de las radios se separan. Como el módulo de metro se mueve, cada pulsación del botón confirma el enlace de radio de dos vías. Así, el rango de operación básica se puede determinar mediante la separación de las radios hasta que el LED verde ya no se enciende.

Interfaz de mano sistema de menús

El IHH opera con una estructura de interfaz de usuario básica con un sencillo sistema de menús y unos pocos botones de navegación. Para navegar a través del sistema de menús, hay siete claves: cuatro flechas direccionales para desplazarse hacia arriba (^) y hacia abajo (v), a la derecha (>) e izquierda (<), la tecla ENTER, la tecla ESC, y una clave TOP. La interfaz de menú indica la línea seleccionable con un carácter> (cursor) se encuentra en la columna más a la izquierda de la pantalla.

Menú Principal

Menú PrincipalDesde el menú principal, el usuario puede navegar a las cuatro funciones principales de la unidad de HHI: las funciones de AMR, las funciones de depuración (antes el menú RKE en el diseño LFRD002), las funciones de modulación, y las funciones de utilidad.

AMR Menú

AMR MenúEl menú principal de interés para el medidor de agua LFRD003 diseño de AMR de referencia es el menú de la RAM. A partir de aquí, una lectura del medidor de agua de base puede ser iniciado y la vuelve a leer los valores en la pantalla.

Depurar Menú

Depurar MenúEste menú ofrece una serie de funciones orientadas al usuario y es directamente compatible con los diseños de referencia de otros. El modo se puede utilizar para cambiar el módulo de HHI entre transmisión (TX) y recepción (RX) los modos de transceptor MAX7032. Este modo se reconoce ninguna entrada "primitivas AMR" marcos de otros sistemas. Si una trama entrante se reconoce, este menú aparecerá automáticamente (incluso desde un estado de sueño) y se mostrará el ID de destino que figura en el propio marco (TX ID), y el valor de la función se encuentra en el marco de ASK. Este menú puede ser útil en la depuración de los transmisores utilizados en los LFRD002 LFRD003 y diseños de referencia.

Módulo de Menú

Módulo de MenúEsta interfaz permite no comunicación de radiofrecuencia entre el microcontrolador en el IHH y el módulo de RF conectado MCU a través de la conexión de SPI. Esta es la ventana de depuración primaria utilizada para probar los comandos de SPI. Los botones de desplazamiento (teclas de arriba y abajo) permiten al usuario seleccionar un comando de unos limitados y ejecutarlos. Actualmente, la lista muestra los comandos, con los que está en paréntesis no realicen cualquier función: LED, ECHO, STAT, IDENT, REV. Véase el Apéndice V para obtener información adicional sobre la interfaz SPI.

Utilidad de Menú

Utilidad de MenúEl menú de utilidades disponibles en el sistema IHH permite el ajuste de base y la interacción del usuario con los valores del microcontrolador internos. Este menú muestra el color de fondo por defecto (0 = ninguno, 1 = rojo, 2 = verde [default], y 3 = ámbar), el ajuste del tiempo de sueño (ajustable en incrementos de 30 años de edad con 120s como el valor por defecto), y la revisión de firmware la unidad IHH sí.

Estructura del firmware

MTR y módulos RF HHI

La operación funcional del MTR y módulos de radio de HHI son casi idénticos. El MAXQ610 proporciona un número de entradas a la MAX7032, como SCLK , DIO, y CS de la interfaz SPI y de datos, habilite, TR, y el RSSI de los diversos controles de RF otros. El propósito de la unidad de MTR es doble: primero es para el microcontrolador para actuar como un administrador y recoger datos desde el sistema de metro; segundo es el control de la radio y comunicar los datos a petición. Una entrada de usuario está disponible para forzar la unidad MTR para transmitir una trama básica de ECHO. El MAXQ610 y MAX7032 la están configurados para estar en un "modo de parada", a menos uno de los tres interrupciones ocurren: un comando de activación del temporizador, una prensa interruptor del usuario, o un borde de entrada del puerto metros. Los dos últimos puntos se producirá una interrupción externa, que se activará, mientras que el temporizador de activación genera una interrupción interna.

La interrupción es atendida por el microcontrolador, el cual decodifica la fuente de la interrupción y luego toma la acción apropiada. Un evento de prensa función hará que el microcontrolador para ir directamente al modo de transmisión y envío de un marco de ECHO. Un flanco positivo en el puerto metros se acumula en un contador y se almacena en la memoria hasta que la información sea solicitada. Un comando de activación es el más complejo de los tres procesos e involucra a contadores de tiempo, las decisiones de ramificación, y posiblemente los dos modos (RX y TX) para el MAX7032. Véase el Apéndice II para el código del firmware MTR.

Figura 6.  RF módulo funcional operación.
Figura 6. RF módulo funcional operación.

Figura 7.  Módulo de RF subrutinas.
Figura 7.  Módulo de RF subrutinas.
Figura 7. Módulo de RF subrutinas.

Figura 8.  Módulo de RF Tx subrutina.
Figura 8. Módulo de RF Tx subrutina.

IHH Unidad

El IHH sirve como una interfaz entre el usuario y un módulo de RF que se conecta en la parte posterior de la unidad. Esta interfaz utiliza SPI que le permitirá transmitir las instrucciones, direcciones y datos entre el IHH y que el módulo de radio. Además de los aspectos operativos de la comunicación por cable con el módulo de radio adjunto, el microcontrolador MAXQ610 tiene una gran cantidad de funcionalidad de la interfaz de usuario. La unidad de IHH actúa como maestro en el proceso de comunicación SPI, iniciando el comando y las sesiones de solicitud sobre la base de datos del usuario o una interrupción del módulo de radio.

Interfaz humana se proporciona a través de la Asamblea electrónico DOGS102-6 píxeles de pantalla, junto con la iluminación de fondo, un LED de RSI, y las teclas de menú. La pantalla funciona con una interfaz SPI y por lo tanto comparte la SCLK y líneas DIO con el módulo RF adjunto, así como el MAX7359. El controlador funciona con una clave de I ² C interfaz y las acciones de la del reloj y las líneas de datos de los dispositivos SPI. También proporciona una señal de interrupción al microcontrolador.

Las interrupciones son atendidas por primera determinación de la fuente de la interrupción, a continuación, operando con esa fuente apropiada. Un evento de pulsación de una tecla hará que el microcontrolador a "estallar" la pila MAX7359, y se presiona el pulsador va a esperar por alrededor de 4 años y restablecer el sistema de HHI. Una transmisión entrante serán decodificados por el módulo de RF adjunta necesaria y puede aplicarse de inmediato (como devolver una trama ACK), entonces una interrupción se enviará a la acción IHH solicitante. Si el módulo de radio está configurado en modo de RX, ya sea para una sesión de AMR o el uso de depuración RKE, el IHH se mostrarán los datos de imagen de entrada para la interpretación por parte del usuario. Véaseel Apéndice III para el código del firmware IHH.

Microcontrolador Programación SW

El firmware de este diseño de referencia se desarrolló en el IAR Embedded Workbench ®. Una versión completa de este software (4k KickStart Edition) se puede obtener en www.iar.com/ . El IAR EW trabaja en conjunto con la interfaz JTAG MAXQUSB-y el adaptador de programación, para flashear el MAXQ610 tanto en el TX y RX juntas.

Instalación

Por favor, consulte la documentación de EW IAR para la instalación y la orientación. El firmware de este proyectado fue desarrollado con el plug-in MaxQ IAR EWMAXQ2.20I.

Operación

Asegúrese de tener el puerto USB configurado correctamente en el IAR EW: Proyecto Opciones ... Opciones generales - Depurador - JTAG . El puerto COM se debe establecer para que coincida con el "USB Serial Port (COM XX)", como se indica en el Administrador de dispositivos de Windows ®.

Para un mejor rendimiento durante la programación y depuración de la MAXQ610, se sugiere ajustar la configuración avanzada para el puerto COM ( Administrador de dispositivos USB Serial Port (COM XX) Propiedades de Configuración de puerto avanzada ... ). Los valores recomendados para recibir y transmitir tamaños de buffer de 512 bytes y un temporizador de latencia recomendada de 4 ms debe proporcionar un funcionamiento óptimo.

El traductor USBJTAG (MAXQJTAG-USB) utiliza una placa FTDI UART y un MAXQ2000 para convertir el puerto serie del PC a un puerto JTAG. El firmware de este Foro se debe comprobar la versión más reciente. Para determinar la revisión de firmware, conecte la tarjeta USBJTAG a un puerto USB, abra el Kit de herramientas de microcontrolador (MTK2) software, seleccione la terminal no inteligente en la ventana Seleccionar dispositivo durante el arranque ( haga clic en Aceptar ), seleccione Opciones de Configuración de puerto serie y seleccione el COM adecuado puerto y elegir la velocidad de 115.200 (haga clic en Aceptar ), elegir destino COMXX Abrir ... ; pulse la tecla Enter unas cuantas veces, q tipo y pulse Enter. El terminal debe leer de nuevo la revisión de firmware como "83".

Un adaptador de interfaz JTAG (AIJ) debe ser utilizado para programar estos sistemas debido a los diferentes niveles de suministro. El puerto USB proporciona una fuente de alimentación de 5V que debe ser regulada hasta el nivel necesario de 3,3 V en los LFRD003 tableros. Una de estas placas AIJ está incluido en el kit LFRD003.

El conector de borde debe ser orientado con JTAG el pin 1 en la parte superior de las placas de la revisión intermedia. El sistema puede ser programado con las pilas en su lugar o sin las baterías instaladas (3,3 regulada de alimentación USB se utiliza). Dentro del código en C, hay algunas líneas que pueden ser comentarios, para ayudar con la depuración de los cambios de firmware.

El programa de instalación y uso operacional

AMR Funcionalidad
Lectura del medidor de agua

Lectura del medidor de aguaActualmente, la unidad de HHI y la adjunta módulo RF son codificadas para interactuar con sólo uno de los módulos remotos MTR (ID de destino: 03 00 00 03). Para comunicarse con el módulo de medidor de agua, seleccione MENÚ AMR de la "RD003 - MENÚ PRINCIPAL" lista. El IHH se muestran ahora "RD003 - AMR MENÚ" en su estado predeterminado. Dado que sólo hay una selección en este menú (START COMM), al pulsar ENTER se inicia la comunicación con el WMM. El IHH se enviará el REQ (0x22) de comando al módulo RF conectado a través de la SPI por cable, que a su vez envía el marco REQ inalámbrica para el medidor de destino. Cuando el WMM recibe este comando REQ, responderá con una transmisión de la trama DAT, que se dirige a la fuente de origen (en este caso 03 00 00 01). Incluida en el marco de la DAT es "recuento" de la entrada de WMM, aparece en el menú de AMR como el VAL MTR, en formato hexadecimal.

Sugerencias rutinas de demostración

Para hacer el uso más eficiente de este medidor de agua de diseño AMR referencia, tratar de seguir un formato similar a éste en escena de rutina.

Preparación:

  1. Montar el módulo de medidor de agua como se indica en el Anexo IV .
  2. Mantenga una lata de aire comprimido con el conjunto de medidores de agua física.
  3. Conecte una batería cargada en la unidad de IHH en el recinto.
  4. Permitir que el HHI para "arrancar". A continuación, vaya al menú de AMR y presione la tecla Enter dos veces (la primera edición, no se traducirá en una TX).
  5. Ensamble los dos módulos adicionales metros mediante la conexión de la batería a cada uno de ellos.
  6. Pulse la tecla en cada uno de dichos módulos medidor mientras están en estrecha proximidad a la IHH. Cada uno de ellos debe parpadear el indicador LED que indica la transmisión, y de nuevo cuando se recibe un marco de ECHO ACK desde el IHH. Finalmente temporal debe encender el LED verde para indicar un cambio de RF válida marco.
  7. Si cualquiera de los módulos de contadores muestran el LED rojo, a continuación, comprobar el alcance, las conexiones de antena, etc indicios de daño o interferencia.

1-Vía de Comunicación Demostración Rango:

  1. Configuración del IHH en una ubicación estática de forma que la antena está razonablemente expuesta al medio ambiente, preferentemente orientada de tal manera que la antena está apuntando "hacia arriba".
  2. Con el transmisor de llavero LFRD001, instalar la batería CR2032 (lado + de la caja de la batería en contacto con el soporte de la batería).
  3. Mientras sostiene el transmisor de llavero, caminar unos cuantos pasos del IHH y pulse cualquiera de los cuatro botones.
  4. El IHH se indica un marco de RKE fue recibido por mostrar la página de menú Depurar. En esta página, el ID de Texas se muestra junto con la función (0000, 0001, 0002 o 0004, que corresponde a uno de los cuatro botones presionados).
  5. La luz de fondo IHH debe cambiar para corresponder a la tecla pulsada en el llavero (ninguno, rojo, verde o ámbar).
  6. Repetir el paso 3 como se desee.

2-Way Comunicación Demostración Rango:

  1. Configuración del IHH en una ubicación estática de forma que la antena está razonablemente expuesta al medio ambiente, preferentemente orientado de modo que la antena está apuntando "hacia arriba".
  2. Mantenga uno de los módulos adicionales metros de tal manera que es fácil de pulsar el botón, así como ver los indicadores LED rojo / verde.
  3. Mientras sostiene el módulo de medición adicional, caminar unos cuantos pasos del IHH y pulse el botón. El módulo será un marco de intercambio de ECHO con el IHH y el LED verde se iluminará durante unos dos segundos.
  4. Seguir a pie de la IHH, mientras que periódicamente presionando el botón en el módulo de metro adicional hasta que el LED rojo se ilumina. Se debe indicar un rango aproximado de / orientación / condición ambiental que está en el límite de la distancia de comunicación de dos vías.
  5. Mientras que las unidades están en el rango de la otra, el IHH indicará un marco de ECHO fue recibido por mostrar la página de menú MOD, el CMD RX se mostrará como 50 (ECHO) y válida debe decir 02.
  6. Repetir el paso 3 como se desee.

Lectura de contadores de agua de demostración:

  1. Utilizando el índice HHI, vaya a la página Menú AMR.
  2. Mientras está de pie en una distancia razonable del WMM, pulse la tecla ENTER. El ámbar "señal" se iluminará en el IHH (así como el TX LED de color ámbar en el módulo de RF). A continuación, la página de menús AMR mostrará el ID de destino del WMM y la lectura del último balance del metro.
  3. Usando el aire comprimido puede soplar aire a través del medidor de agua (en cualquier dirección). El módulo de RF conectado a la WMM parpadea el LED ámbar cada vez que el imán actúa sobre el relé .
  4. Repita el paso 2 y observe que el VAL MTR se ha incrementado (será aproximadamente el doble de la cantidad de destellos observados mientras se sopla aire a través del metro Esto se muestra como un código hexadecimal:. De 0000 a FFFF).
  5. Pulse ENTER de nuevo (como en el paso 2) sin que se accione el medidor de agua para demostrar que el valor no cambia basado únicamente en el proceso de lectura de radiofrecuencia.
  6. Repita las combinaciones de los pasos 2 y 3 para demostrar los valores cambiantes de la medición del medidor de agua.
  7. Para restablecer el valor del medidor, retirar y sustituir la conexión de la batería en el WMM (esto también se puede utilizar para confirmar la comunicación entre las unidades).

Después de un período de tiempo predeterminado, el IHH voy a entrar en modo de espera (la pantalla queda en blanco y ninguna luz de fondo está desactivada). El IHH se puede despertar de este modo, ya sea por una transmisión entrante (de un solo sentido o los marcos de dos vías) o pulsando cualquier tecla en el IHH.

Serie

El rango previsto en un piso de área al aire libre sin obstrucciones se basa en los siguientes supuestos:

f 0 = 433.92
P PA = +10 dBm
G T =-18dBi (antena de cuadro típico pequeño-18dBi)
h TX = 1m
h RX = 1 m
G R = 4.14dBi (ideal 1/4λ antena = 5.14dBi)
L ConR1 = - 0.57dB
Pérdida en el trayecto varía como R -4 debido a la interferencia de rebote baja
sensibilidad RX-fijado en 114dBm

La estimación calculada de "campo abierto" rango es de aproximadamente 370 millones (ver nota de aplicación 5142, " presupuesto de Radio Enlace-Los cálculos de ISM-Productos RF "para más información).

Pruebas de alcance en interiores dio lugar a una distancia constante utilizable de 30 metros con una altura reducida Linx antena conectada a la IHH 35m se logró con una antena de 1/4λ sobre la revisión intermedia de la unidad MTR colocado ~ 2 m por encima del suelo (cubo de pared); 30m También se alcanzó en un entorno de laboratorio con la revisión intermedia situada 1 m por encima del suelo (parte superior del banco).

Análisis de uso de la batería
Microcontroladores

[1.8V núcleo nominal de tensión , 1.0V de RAM (mínimo) de retención de datos / Power-on-reset tensión]
El microcontrolador MAXQ610 quema una 12μA máximo (con el poder-no apagado) durante el modo "STOP".
El microcontrolador MAXQ610 (con 12MHz SYSCLK ) se quema un máximo de 5.1mA durante el funcionamiento normal.

TRX

[2.1V a 3.6V operación]
El transceptor MAX7032 se quema un máximo 8.8μA (3V, 85 ° C) durante el modo de sueño.
El transceptor MAX7032 durante la operación TX quema una 12.4mA típico a 434MHz (max 20.4mA) con "always on" ;. cuando se ejecuta en el ciclo de trabajo del 50% a 434 MHz, se quema una 8.4mA típico (ASK) y un máximo de 13.6mA
El transceptor MAX7032 normalmente se quema 6.4mA a 434MHz, ASK (3V, 85 ° C) con un máximo de 8,3 mA durante la operación de RX.

Controlador Principal

[1.62V a 3.6V operación]
El controlador MAX7359 llave de quema una 5μA máxima durante el modo de reposo.
El controlador MAX7359 llave de quema 25μA típicos, 60μA máximo, con una tecla pulsada al controlador quema una 45μA típica durante el funcionamiento normal.

MTR módulos

LED: configurado con 75 Ohm resistencias limitadoras, de color amarillo (V F = 2.2), 10.7mA nominales de corriente.

El sistema de MTR promedio actual del sueño se midió a ser 233μA. Si se deja en modo de reposo siempre, con una batería de 750mAh, CR2, la unidad MTR duraría alrededor de 134 días. Para el sueño / escuchar ciclo de trabajo de 14,3% (3.0S sleep/0.5s escuchar), con el microcontrolador y el ciclismo MAX7032, la corriente medida promedio de un máximo de 11.6mA. Uso de la pila CR2, la típica vida de MTR (sin ningún tipo de comunicación TX) sería de aproximadamente 403hrs [11.6mA × 0,143 × 0,857 + 0.233mA = 1.859mA] o alrededor de 16.8 días.

El promedio máximo de corriente durante las comunicaciones (TX / RX con la unidad de IHH) fue de aproximadamente 15.62mA. Si una sesión de comunicación 10s se llevó a cabo una vez al día, la vida total de la batería CR2 se reduciría en un importe de 0.73mA/day-a insignificante de tiempo.

Este sistema no ha sido optimizado para baja corriente de "parada" de modo.

IHH Unidad

Además de la configuración de radio igual al anterior, la unidad también cuenta con un HHI MAXQ610, el MAX7359 utilizarse para las entradas principales, y los perros interfaz serial pantalla con iluminación de fondo. A modo de espera está implantado, pero el consumo de corriente de la unidad de IHH no se ha medido bajo condiciones variables.

Este sistema aún no ha sido optimizado para mediados de baja corriente de "standby" o de baja intensidad "STOP".

Detalles de hardware

Especificaciones del transceptor

Toma de corriente (I DD ) en f RF = 433MHz, TX 50% del ciclo
8.4mA (típico)

De sueño profundo de suministro de corriente (I DD ) a 3V
8.8μA (máx)

Potencia de salida (P OUT ) en 50Ω
10.0 dBm (típico)

Sensibilidad (nivel de potencia media)
--113 DBm (típico)

Lista de componentes

La siguiente tabla proporciona una lista de componentes que se utilizan para rellenar las juntas ambas MTR (Fase III) y la unidad de IHH (Fase III). Maxim recomienda de alta calidad, bobinados inductores de los componentes utilizados en las juntas de RF.


Módulo RF Junta
Designación Cantidad Descripción
C48-49 2 PAC, 0.01μF, 10%
C21-22 2 PAC, 0.047μF, 10%
C5-6, C50 3 PAC, 0.1μF, 10%
C4 1 PAC, 1.0μF, 10%
C2 1 PAC, 1.8pF, el 5%
C1, C7-10 5 PAC, 100pF, el 5%
C29 1 PAC, 10pF, el 5%
C20 1 PAC, 1500PF, el 5%
C3, C26, C31, C33-34, C45 6 PAC, 220pF, 10%
C27 1 PAC, 470pF, 10%
C28, C30 1 PAC, 68PF, el 5%
C51 1 PAC, 680PF, 10%
Y1 1 CERAMIC-SMD, 12.000MHZ
F1 1 FLT \ MURATA \ SFTLA10M7FA00-B0, 10.7MHz
L4 1 IND-MOLDEADO, 10NH, el 5%
L2 1 IND-MOLDEADO, 20nH, el 5%
L9-11 3 IND-MOLDEADO, 22nH, el 5%
L1 1 IND-MOLDEADO, 68nH, el 5%
D-RSSI ' 1 LED-1, Amber
D-RXG 1 LED-1, Verde
D-RXR 1 LED-1, Rojo
U4 1 MAX7032
U2 1 MAXQ610A-0000 +
R1, RBAT2 2 RES, 0Ω
R14-15, R22-26 7 RES, 100Ω
R9, R13 2 RES, 100kΩ
R15 1 RES, 10k
R7 1 RES, 1MΩ
R-RXG, R-RXR, RRSSI ' 3 RES, 75Ω
J-RF-IN ' 1 Emerson MMCX Jack
SW ' 1 SW-SPST-NO-B, SPST NO
Y3 1 XTAL-SMD, 17.63416Mhz
IHH Junta
Designación Cantidad Descripción
  1 CAJA, Serie 55 caja
C24-25, C53-56 6 PAC, 0.01μF, 10%
C23 1 PAC, 1.0μF, 10%
Y4 1 CERAMIC-SMD, 12.000MHZ
U6 1 DISPLAY/DOGS102-6
DLED 1 LED-1
U5 1 MAX7359ETG +
U3 1 MAXQ610A-0000 +
R5, RBAT2 2 RES, 0Ω
R1, R17-20 5 RES, 100Ω
R2 1 RES, 4.7kΩ
RLED 1 RES, 75Ω
CON1 1 SAMTEC-LSEM-130-04.0-L-DV-ANK-TR
SW-D, SW-ENT, SW-CES, SW-L, R-SW, SW-RST, SW-TOP, SW-U 8 SW-SPST-NO-B, SPST NO

Esquemas

(B1 Revisión: detallada de 11 "x 17" copia disponible aquí )

Bloques del módulo de RF

(Revisión A1: detallada de 11 "x 17" copia disponible aquí )

Bloques del módulo de RF
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Bloques del módulo de RF
La imagen más detallada
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Bloques del módulo de RF
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HHI Bloques

HHI Bloques
La imagen más detallada
(PDF, 440KB)

HHI Bloques
La imagen más detallada
(PDF, 408KB)

HHI Bloques
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(PDF, 272KB)

Disposición

Módulo RF

Módulo RF

HHI

HHI

HHI

Referencias
  1. MaxQ IAR ensamblador Guía de referencia, EWMAXQ_AssemblerReference.pdf
  2. MaxQ IAR compilador de C de Guía de referencia, EWMAXQ_CompilerReference.pdf
Notas relacionadas con la aplicación

Nota de aplicación 2815, " Cálculo de la sensibilidad de un ASK Receiver "
Nota de aplicación 3401 "
Coincidencia de 300MHz a 450MHz Maxim Transmisores de Antenas pequeño lazo "
Nota de aplicación 3435 "
codificación Manchester de datos para comunicaciones de radio "
Nota de aplicación 3671 "
Receptores fragmentación de datos Técnicas de UHF ASK "
Nota de aplicación 4302 "
pequeñas antenas de 300MHz a 450MHz transmisores "
Nota de aplicación 4314, "
Introducción a la Evaluación MAXQ610 Kit (Kit de EV) y el IAR Embedded Workbench "
Nota de aplicación 4465, "
Uso del puerto serie en el Microcontrolador MAXQ610 "
Aplicación nota 4636 "
Evitar el PC-Diseño "trampas" en el ISM-Productos RF "
Nota de aplicación 5142, "
presupuesto de Radio Enlace-Los cálculos de ISM-Productos RF "
Nota de aplicación 5391, "
LFRD002 inalámbrico de lectura automática del medidor de diseño de referencia "

Anexo I: Estructura RKE Marco

La estructura básica de la trama de datos es modulada ASK, Manchester codificados, 4.8kbps (0.2083ms/bit), y tiene 144 bits por trama (18 bytes o 9, las palabras de 2 bytes), los 30ms por cuadro, una pausa de 70 ms entre marcos, y 3 transmisiones marco por ráfaga. Para obtener información sobre la codificación Manchester, se refieren a la nota de solicitud de 3435, " La codificación Manchester de datos para las comunicaciones de radio . "

Estructura de trama

Preámbulo
Identificación
Función
Datos
Sincronizar
Bat
Sig
Chk Sum

FF
FF
FF
FD
03
00
00
01
00
01
00
00
43
21
11
22
01
68

La estructura de este marco es arbitraria, pero se ha establecido para proporcionar un ejemplo de la información que puede estar contenida en cualquier fotograma en relación con los muchos ISM-RF aplicaciones.

Preámbulo

Preámbulo

FF
FF
FF
FD

La exposición de motivos por defecto de este diseño de referencia es de 4 bytes de datos de alta con un par de bits de parada al final. Dado que este se transmite con la codificación Manchester, la forma de onda aparece como una onda cuadrada con una duración de 4.8kHz 6.67ms. Tener un preámbulo más o menos de 1 ms debe proporcionar tiempo suficiente para que el sistema de Rx de despertar, habida cuenta de una fuerte fuerza de la señal recibida. El MAX1473 tiene un típico sonar a la hora de 250μs para comenzar a recibir datos válidos. El tiempo extra puede ser rellenado en esta primera hora de levantarse para permitir que el sistema de Rx para resolver adecuadamente la banda circuito de corte, que a su vez proporciona una sensibilidad óptima.Proporcionar un preámbulo de más de 6 ms ofrece una amplia oportunidad para una señal relativamente débil para despertar el receptor.

Suponiendo que el microcontrolador MAXQ610 utilizado en la Rx está sentado en un modo de parada, el sistema va a consumir un determinado número de bits recibidos para poner en marcha el microcontrolador antes de que pueda comenzar la decodificación de la secuencia de datos. El oscilador en anillo en el NanoPower MAXQ610 normalmente se ejecuta a 8 kHz (el intervalo del temporizador despertador puede ser de 1 / f NANO a 65535 / f NANO ). Si el sistema Rx está configurado para utilizar el RXSIG o la línea de RXDATA como un generador de interrupción, el μC tendría un tiempo de calentamiento de 8192 × t HFXIN . Con t HFXIN 83.3ns = (f XCLK reloj = 12 MHz), el tiempo de calentamiento funciona a aproximadamente 0.6827μs. Esto es así en el tiempo disponible en la transmisión de un preámbulo, y en una tasa de baudios de 4.8kbps, el μC debe estar en un estado caliente, hasta dentro de 3.28 bits. El patrón FD al final del preámbulo se utiliza para indicar el comienzo de la siguiente trama de datos y es la clave para sincronizar la corriente de bits recibida.

Identificación Estructura

Identificación

01
23
45
67

La sección de identificación está configurado con 4 bytes de identificación. Esto permite que 2 32 identificadores únicos o los códigos de más de 4290 millones. Si un byte se utiliza para la clase de identificación (256 diferentes modelos de automóviles, por ejemplo), 2 24 identificadores únicos o códigos más de 16 millones permanecen. La estructura puede ser modificado para adaptarse al propósito del usuario. Este RD ha sido programado para utilizar un código de identificación como se señaló anteriormente, con el último byte que se ajustan entre los sistemas de desarrollo rural. Esto permite la operación simultánea de múltiples sistemas, RKE independientes.

Función de la estructura

Función

00
01

Este diseño simple referencia sólo tiene cuatro interruptores de entrada en el transmisor, por lo que 2 bytes de "función" es una exageración. De nuevo, esta estructura puede ser modificado para adaptarse a los propósitos del usuario. En esta aplicación, cuando se pulsa el botón A, el valor de la función sería 00 01. Cuando se pulsa el botón B, el valor de la función sería 00 02, y así sucesivamente. El valor de la función se utiliza para transmitir la información (con botones individuales que tienen su propio pedacito), así que es posible que pulsar varios botones simultáneamente. En ese caso, si los botones B y D fueron presionados juntos, el valor de la función se representa como 00 0A (esta operación multibotón no se ha aplicado en el diseño). Esta es una definición arbitraria de la estructura del valor de la función, y siempre puede ser modificado por el usuario.

Estructura de datos

Datos

00
00

La sección de datos de este marco se proporcionan para transmitir información, tal como una temperatura o la medición de presión, un indicador de velocidad, etc En este diseño, la sección de datos podría funcionar en concierto con la sección de función de transmitir información cuando un botón en el transmisor ha sido presionado. Una vez más, el uso de este valor de datos es arbitraria y puede ser modificado por el usuario. Esta operación no se está aplicando actualmente en el diseño.

Sincronización de Estructura

Sincronizar

43
21

El bloque de sincronización está configurado para permitir la codificación de cifrado. Los usuarios pueden trabajar con esta sección para proporcionar sincronización móvil de código, una clave pública, etc Esta operación no se está aplicando actualmente en el diseño.

Indicador Indicador de batería

Bat

11

Este byte único permite que el transmisor envía una indicación de la fuerza de la batería al receptor. En esta sección del cuadro podría tener un valor al indicar la necesidad de cambiar la batería Tx. Esta operación no se está aplicando actualmente en el diseño.

Indicador de cobertura

Sig

22

Un uso posible para una configuración de transceptor, la intensidad de la señal recibida del canal de retorno puede ser compartida entre los nodos. Esta operación no se está aplicando actualmente en el diseño.

Suma de comprobación

Chk Sum

01
67

En este diseño de referencia, la suma de comprobación se utiliza como un go / no-go la puerta de datos válidos. Los valores de marco (excepto el preámbulo) se resumió durante la transmisión, un byte a la vez, y la suma total se insertan en el extremo del bastidor como la suma de comprobación. Este valor se compara con un flujo de datos recibidos, y la decisión de utilizar o descartar el cuadro se hace. El formato de esta operación de verificación es arbitraria, pero mientras el Tx / Rx y los métodos de codificación / decodificación son equivalentes, el proceso de control funcionará como se pretende.

Anexo II: MTR firmware

main.h (14 sep 11, Ap 0,8): 

/ ************************************************* ***************************
* Copyright (C) 1999-2012 Maxim Integrated Products, Todos los derechos reservados.
*
* Ver main.c para obtener información adicional.
*
************************************************** **************************** /
/ * Constantes globales * /

/ * ------------------------------------------------ ------------------------- * /

/ * Las subrutinas principales * /
MasterInt vacío ();

/ * M1 Subrutinas * /
void ExeCmd (ReadVal unsigned int largo);
SlvRqst vacío ();

/ * RX Subrutinas * /
void DecodeRX ();

/ * MAXBee Subrutinas * /
void TXEcho ();
Echo vacío ();
EchoCheck caracteres ();

/ * Subrutinas Meter * /
MeterIn vacío (sin firmar MTRPort char);

/ * Subrutinas TX * /
BuildPacket vacío ();
anular BuildMBusFrame ();

/ * Las subrutinas comunes * /
void Lights8 (WaitOn long int, long int WaitOff);
void pausa (Conde int largo);
void WriteFlash (Dirección unsigned int, unsigned int datos);
unsigned int ReadFlash (Dirección unsigned int);
void EraseFlash (Dirección unsigned int);
void GoToSleep ();

/ * Las rutinas de servicio de interrupción * /
anular ExtISR ();
anular SleepISR ();
anular WakeUpISR ();

/ * Las subrutinas comunes * /
GenCRC vacío (unsigned const char msg [], ByteCnt unsigned char);
CheckCRC caracteres (sin signo const char msg [], ByteCnt unsigned char);

/ * AMR Subrutinas * /
AMRData vacío (sin firmar MTRPort char);

Vea lo último LFRD003-MTR *. zip de archivos para todo el código del firmware.

main.c
isr.c
global.h
global.c
radioCTRL.h
radioCTRL.c
radioSPI.h
radioSPI.c
slaveSPI.h
slaveSPI.c
TRX.h
TRX.c

debug_maxq61x.s66
iomacro.h
iomaxq.h
iomaxq61x.h
iomaxq610.h

LFRD003.dep
LFRD003P3.dep
LFRD003P3.ewd
LFRD003P3.ewp
LFRD003P3.eww


Anexo III: HHI firmware


main.h (06 sep 11, Ap 0,3):

/ ************************************************* ***************************
* Copyright (C) 1999-2012 Maxim Integrated Products, Todos los derechos reservados.
*
* Ver main.c para obtener información adicional
*
************************************************** **************************** /

/ * Las subrutinas principales * /
MasterInt vacío ();
void InitRD003M1 ();
void InitRD003M1PIII ();

/ * MAXBee Protocolo subrutinas * /
RFModIntr vacío ();
void RFModSend ();

/ * Las subrutinas comunes * /
void Lights7 ();
Pausa extern void (int cuenta larga);
void WriteFlash (Dirección unsigned int, unsigned int datos);
unsigned int ReadFlash (Dirección unsigned int);
void EraseFlash (Dirección unsigned int);
void GoToSleep ();
WakeUp vacío ();

/ * Las rutinas de servicio de interrupción * /
anular ExtISR ();
anular SleepISR ();
anular WakeUpISR ();

Vea lo último LFRD003-HHI *. zip de archivos para todo el código del firmware.

main.c
isr.c
global.h
global.c
dispmenu.h
dispmenu.c
keyctrlI2C.h
keyctrlI2C.c
masterSPI.h
masterSPI.c

debug_maxq61x.s66
iomacro.h
iomaxq.h
iomaxq61x.h
iomaxq610.h

LFRD003M1P3.dep
LFRD003M1P3.ewd
LFRD003M1P3.ewp
LFRD003M1P3.eww


Anexo IV: El medidor de agua física


El medidor de agua Metherm / Zenner es una unidad del impulsor sencillo impulsado que sigue el flujo de fluido en unidades m³ (1000 litros). Este medidor está equipado para aceptar un módulo indicador remoto, que consta de un relé simplista magnética y un cable de dos conductores que proporcionan un circuito cerrado momentánea para cada revolución del dial indicador 1-litro. Esta línea tiene un reloj interno que contiene un imán en uno de los engranajes horizontal en el tren de engranajes. Cuando un relé magnético se lleva a cabo en las proximidades de esta línea, el imán giratorio accionará el relé, resultando en un cierre del relé por cada rotación del indicador 1-litro.

Figura 9.  Zenner contador de agua con WMM.
Figura 9. Zenner contador de agua con WMM.


En este diseño, uno de los recintos del módulo ZENNER fue desmontado y un módulo de RF Maxim fue insertado en el sistema. Este módulo proporciona la capacidad de conteo de los cierres de relé utilizando el microcontrolador a bordo (MAXQ610). Ese resultado se almacena en la memoria volátil y puede ser presentado en una unidad de base, cuando una solicitud de RF se recibe.no volátil (NV), la memoria está disponible, pero aún no implementadas en el diseño de referencia.

El conjunto de radio consiste en la caja del módulo remoto, un relé magnético, el módulo de RF MAX7032, y una batería CR2 (750mAh, litio). El relé original suministrada con el módulo de control remoto fue dañada durante el desmontaje del módulo para un relé diferente fue utilizada. Este relé tiene un par de conductores que están conectados a un conjunto de pines 100mil, que a su vez puede estar conectado a la placa del módulo de radio. La batería se ha configurado con un par de cables de alambre, que también están conectados a una cabecera 100mil patillas de montaje.Una vez que ambos son "conectados" a la placa del módulo de RF, el sistema estará en funcionamiento. La placa del módulo de RF tiene una antena de soldadura que consiste en ~ 17cm de malla de cobre. La primitiva dirección de AMR para este módulo está codificada en el firmware MAXQ610 MCU 03 00 00 03.

Para mejorar el acoplamiento magnético entre el dial 1-litro y el relé, un imán suplementario se colocó en la parte superior del imán existente en el mecanismo de relojería medidor de agua. Cabe señalar que la orientación de la suplementario de tierras raras imán puede tener un efecto en este lado de acoplamiento una del imán cúbico fue marcado con un marcador permanente negro; esta cara debe estar orientado "hacia afuera" desde el eje de engranajes mejor para rendimiento.

Figura 10.  Zenner WMM, el imán suplementario instalado.
Figura 10. Zenner WMM, el imán suplementario instalado.


El medidor de agua ha sido envasados ​​sin el módulo de radio instalado y la batería ha sido enviado con cinta aislante en los conductores. Para montar el sistema para su funcionamiento, localizar el módulo de radio adecuado en el cuadro de demostración LFRD003 kit (marcado con una "IP 03" etiqueta). Tenga cuidado al manipular el módulo de RF para evitar fuerzas de cizallamiento en la conexión de la antena. Hay una clara plástico "tapa" pegado a la parte superior del recinto, y debe ser eliminado o se agitaban abierto. Retire la cinta aislante de los cables de la batería y conectar la cabecera de la batería a la cabecera de cable en el módulo de RF de tal manera que los cables rojo se cruzan (la batería tiene un cable de color azul oscuro que debe coincidir con el cable negro del módulo RF). Conectar el relé a la cabecera a bordo del módulo de RF (sin polaridad es necesario). Coloque con cuidado el módulo en la carcasa, teniendo cuidado de no perturbar el relevo y no insistir en la conexión de la antena en el tablero. Después de colocar el módulo en el recinto, envuelva la antena de malla de cobre alrededor del borde superior del medidor de agua de plástico ( Figura 11 ).

Figura 11.  Conexiones WMM.
Figura 11. Conexiones WMM.


El proceso de medición

Como el agua (o en el caso de demostración, aire comprimido) fluye a través del medidor, el impulsor se encenderá los engranajes de relojería del medidor. Como se señaló anteriormente, esta lentamente girar un imán pasado un relé, provocando que el relé para cerrar y abrir con cada litro de flujo de agua indicada. Los sentidos del módulo de RF este cierre y responde por medio del conteo del evento. En esencia, cada litro de agua que fluye a través del medidor de agua se pueden contar. El módulo de medidor de agua tiende a cuenta dos cargos para cada cierre (y por lo tanto todos los "litros de agua").


Anexo V: Aplicación Interfaz de programación de Newport


Hardware de la interfaz

En la primera fase de diseño, un Hirose DF12 Series, 10-pin conector de entrepiso se utilizó como una simple placa a placa de interfaz entre el módulo de RF y el HHI. Más tarde, la plataforma de referencia de Newport definido el Samtec LSEM Series, 60-pin conector hermafrodita para su uso con la red de área local (HAN) de la interfaz, así como la red de área vecinal (NAN) de la interfaz.Este conector se adoptó para el diseño de la Fase III módulo de RF. En ambos casos, el conector proporciona una interfaz entre la unidad principal (ya sea el IHH o Newport) y el módulo de RF a través de un cable de SPI.



  • 3-Wire SPI
    La interfaz estándar para el módulo de RF a través de un SPI de 3 hilos. El IHH actúa como el maestro de la interfaz SPI y el módulo de RF es el esclavo. El IHH impulsa la CSB y las líneas de SCLK durante el uso de la línea SDIO como una interfaz de datos bidireccional. CSB se ve como una línea de interrupción en el módulo de RF.


  • Interrupción de
    las solicitudes de módulos de RF de una interacción con el IHH si ha habido una emisión de autónomo (o de la comunicación de entrada de otro tipo) por la afirmación de la línea de interrupción. Una vez que el IHH está listo para el servicio de la interrupción, la comunicación con el módulo RF se produce en la misma manera que un comando estándar SPI.


  • Tiempo
    En la actualidad no probado. Los ajustes menores debe ser factible teniendo en cuenta las demoras incorporados en el firmware. Caracterización y ajustes no se están planificando actualmente.

Figura 12.  Escribir el tiempo.
Figura 12. Escribir el tiempo.


Figura 13.  Lea el momento.
Figura 13. Lea el momento.


Figura 14.  Interrumpir el tiempo.
Figura 14. Interrumpir el tiempo.


Interfaz de firmware

Tres bytes Formato: CMD / ADR / DAT

La estructura básica de un comando de salida (IHH a módulo RF) adopta la forma de una cadena de 3-byte. El primer byte o de los más significativos ( MSB ) es el comando (CMD), el segundo byte es una dirección (ADR), y el byte final (por lo menos significativo o LSB ) son los datos asociados (DAT).


Lista de comandos del módulo
















































































































































































































































SPI Comandos de HHI en el modulo de RF
ValorCMDDescripciónADRDAT
Comandos básicos de la interfaz μC
0x00NO OPEste comando se realiza ninguna operación (utilizado para fines de depuración)--
0x01ESCRIBIR El índice de registroDatos
0x02LEA El índice de registro-
0x03DORMIR   
0x04LEDFlash de la RSSI LED en el módulo de RF-N º de destellos
0x06S2Se utiliza para señalar el bidireccional modo S2 (el modo de instalación) [M-Bus comando]  
Comandos básicos de la interfaz de radio
0x10PASSTHRU   
0x11WR TRX   
0x12RD TRX   
0x13TRX SUEÑO   
0x14MODO DE RX   
0x15Modo TX   
0x16TX FUNC Func [0]Func [1]
MAXBee de intercambio de datos Comandos
0x20ATNTransmisión de mando para todos los nodos para cambiar su estado RX (comando de control de sesión)  
0x21ABIERTOReservado (comando de control de sesión)  
0x22REQComando para el nodo para enviar un sensor de lectura de su lugar de esperar a los datos de autónomos para ser enviados  
0x23DATOSVolver mensaje de REQ; contiene típicamente de medición / lectura de datos procedentes del sensor del nodo  
0x24SETSe utiliza para establecer los datos del sensor a un valor definido  
0x25CLRSe utiliza para borrar los datos del sensor a un estado de reset conocidos  
0x26ACKReconocer utilizado para la confirmación de la negociación, de recepción, u otras respuestas esperadas  
0x27CERRARTermine la sesión con un nodo en particular (comando de control de sesión)  
0x28AutónMensajes Autónomas procedentes de un nodo a la maestra, los cuales son por lo general los intercambios de datos orientado a eventos y se producen sin solicitud del maestro Func [1]
MAXBee Comandos expedicion Lista
0x30ADDComando para agregar una dirección a la lista de envío  
0x31QUITARComando para eliminar una dirección de la lista de envío  
0x32RENAMELos comandos en el nodo a tomar una nueva dirección  
0x33SWAPSe utiliza para intercambiar direcciones de la tabla de lista de envío (para la evaluación de la prioridad del enlace de comunicaciones)  
0x34MÁSCARAEstablecer una máscara de la lista de reenvío (máscara de subred)  
M-Bus Comandos
0x44SEND / sin respuestaTransmitir sólo S1 submodo  
0x46S1Se utiliza para indicar el modo unidireccional S1 (modo de instalación)  
MAXBee comandos de utilidades
0x50ECHOResponde directamente a este mensaje con el primer byte de datos que representa el RSSI de la trama recibida  
0x51NET en toda la red de difusión (hacia delante y actuar)   
0x52STATInformación de estado del nodo (nivel de batería, temperatura, etc)  
0x53IDENTComando para el nodo para marcar su identidad (la luz de un LED)  
0x54ALARMAUn evento especial y Autón el intercambio de datos  
0x55VERToma nota de la versión del protocolo MAXBee en uso por el nodo  
0x56EL TIEMPOTiempo de cupones / sincronización de las comparaciones entre los nodos y el maestro  

Módulo de Solicitud de la lista




















































































































SPI solicitudes del módulo de RF a HHI
ValorCMDDescripciónADRDAT
Comandos básicos de la interfaz μC
0x00NO OP   
0x01PRENSA   
0x02ERR   
     
0x06S2   
Comandos básicos de la interfaz de radio
0x10PASSTHRU   
MAXBee de intercambio de datos Comandos
0x23DATOSVolver mensaje de REQ, contiene típicamente de medición / lectura de datos procedentes del sensor del nodo  
0x28AutónMensajes Autónomas procedentes de un nodo a la maestra, los cuales son por lo general los intercambios de datos orientado a eventos y se producen sin solicitud del maestro  
M-Bus Comandos
0x44SEND / sin respuesta   
0x46S1   
MAXBee comandos de utilidades
0x50ECHOResponde directamente a este mensaje con el primer byte de datos que representa el RSSI de la trama recibida  
0x52STATInformación de estado del nodo (nivel de batería, temperatura, etc)  
0x53IDENTComando para el nodo para marcar su identidad (la luz de un LED)  
0x54ALARMAUn evento especial y Autón el intercambio de datos  
0x55VERToma nota de la versión del protocolo MAXBee en uso por el nodo  
0x56EL TIEMPOTiempo de cupones / sincronización de las comparaciones entre los nodos y los maestros

Anexo VI: Fase I / II / IHH interfaz de hardware


LFRD003 Fase II IHH tarjeta de conexión esquemática.
LFRD003 Fase II IHH tarjeta de conexión esquemática.


Nota: Los números de pin es incorrecta para el Hirose "cabecera" de la huella.

LFRD003 de la Fase II del módulo de esquemas de conexión.
LFRD003 de la Fase II del módulo de esquemas de conexión.


LFRD003 Fase III módulo de RF y los esquemas de conexión HHI.
LFRD003 Fase III módulo de RF y los esquemas de conexión HHI






























































IHH unidad de a bordo de Comunicación
Microcontrolador (MAXQ610) Pantalla LCD (DOGS102-6)Clave del controlador (MAX7359)Módulo de interfaz de RF
SCLKP0.0SCK (pin 25)SCL (pin 18)SCLK (pin 6)
DIOP0.1SDA (pin 24) DIO (pin 8)
RX_CSP0.2  RX_CS (pin 4)
SDAP0.7 SDA (pin 17) 
RX_DATAP1.0  DIO1 (pin 3)
BINTP1.3 ! INT (pin 19) 
DISPL_CDP1.4OD (pin 26)  
DISPL_CSP1.5CS0 (pin 28)  






























































































HHI a la Fase I del módulo de RF (PI Mod)
HHIPI Mod
Microcontrolador (MAXQ610)M1 ConectorPI Mod conectorMicrocontrolador (MAXQ610)Transceptor (MAX7032)
VBAT2 De alimentación (pin 1)V3P3 (pin 1)   
RX_DATAP1.0RX_DATA (pin 3)DIO1 (pin 3)DIO1P1.3RX_DATA '(pin 24)
RX_ENP0.4RX_EN (pin 5)DIØ2 (pin 5)DIØ2P0.7RX_EN (pin 23)
RX_TRP0.5RX_TR (pin 7)DIØ3 (pin 7)  RX_TR (pin 22)
RX_RSSIP1.1RX_RSSI (pin 9)DIO4 (pin 9)  RX_RSSI (pin 21)
  SPI-DO (pin 10)SPI-DO (pin 10)SPI-DOP1.4DIO "
DIOP0.1DIO (pin 8)SPI-DI (pin 8)SPI-DIP1.5DIO "(pin 29)
SCLKP0.0SCLK (pin 6)SPI-CK (pin 6)SPI-CKP1.6SCLK '(pin 30)
RX_CSP0.2RX_CS (pin 4)SPI-CSZ (pin 4)SPI-CSZP1.7RX_CS '(pin 28)
GND GND (pin 2)GND (pin 2)  










































































La fase I del módulo de RF a bordo de Comunicación
Microcontrolador (MAXQ610)Transceptor (MAX7032)PI Mod conector
SCLKP0.0SCLK (pin 30)SPI-CK (pin 6)
DIOP01DIO (pin 29)SPI-DI (pin 8)
RX_CSP0.2! CS (patilla 28)SPI-CSZ (pin 4)
RX_ENP0.4ACTIVAR (pin 23)DIØ2 (pin 5)
RX_TRP0.5T /! I (pin 22)DIØ3 (pin 7)
DIØ2P0.7RX_EN (pin 23)DIØ2 (pin 5)
RX_DATAP1.0RX_DATA (pin 24)DIO1 (pin 3)
RX_RSSIP1.1RSSI (pin 21)DIO4 (pin 9)
DIO1P1.3RX_DATA '(pin 24)DIO1 (pin 3)
SPI-DOP1.4DIO "SPI-DO (pin 10)
SPI-DIP1.5DIO "(pin 29)SPI-DI (8 patillas)
SPI-CKP1.6SCLK '(pin 30)SPI-CK (pin 6)
SPI-CSZP1.7RX_CS '(pin 28)SPI-CSZ (pin 4)



IAR Embedded Workbench es una marca registrada de IAR Systems AB. MaxQ es una marca registrada de Cypress Semiconductor, Inc. Windows es una marca registrada y marca de servicio registrada de Microsoft Corporation.
























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