介紹一款高性比的Zigbee無(wú)線模塊

1.概述

1.1簡(jiǎn)介

SUN-JN5169系列ZigBee無(wú)線模塊是我司基于NXP JN5169芯片開(kāi)發(fā)的低功耗、高性能的ZigBee 模塊，它提供一個(gè)完整的基于 IEEE802.15.4 標(biāo)準(zhǔn) ISM 2.4 2.5GHz頻段的應(yīng)用集成方案。支FastZigBeeZNETJenNetIPZigBeePRORF4CE等協(xié)議，可快速應(yīng)用于工業(yè)控制、工業(yè)數(shù)據(jù)采集、農(nóng)業(yè)控制、礦區(qū)人員定位、智能家居，智能遙控器等場(chǎng)合。

UN-JN5169系列ZigBee模塊，將完整的射頻收發(fā)電路集成在一個(gè)模塊上，將無(wú)線通訊產(chǎn)品復(fù)雜的通訊協(xié)議內(nèi)嵌在內(nèi)置的32biRISC高性能MCU中，化繁為簡(jiǎn)，大幅簡(jiǎn)化開(kāi)?發(fā)過(guò)程，使得用戶產(chǎn)品更快的投入市場(chǎng)，增加用戶產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，更好的把握住先機(jī)。

1.2產(chǎn)品外形

SUN-JN5169-PA-V1.0模塊外形規(guī)格參數(shù)，如下示：尺寸（長(zhǎng)×寬×高）:29.4mmX15.9mm×2mm

SUN-JN5169-PA-V1.0正面圖：

SUN-JN5169-PA-V1.0背面圖：

1.3產(chǎn)品特性

SUN-JN5169-PA-V1模塊產(chǎn)品特性參數(shù)，如下所示：

• 低功耗：由于節(jié)點(diǎn)經(jīng)常休眠，ZIGBEE比較省電。
• 低成本：每個(gè)節(jié)點(diǎn)價(jià)格不貴，巧妙地使用了免專利費(fèi)的技術(shù)。
• 可靠：通過(guò)數(shù)據(jù)重傳，CSMA-CA，校驗(yàn)以及自動(dòng)的路由修復(fù)保證了ZIGBEE的無(wú)線通信是相對(duì)可靠的。
• 安全：可加密。
• 網(wǎng)絡(luò)容量大：實(shí)際CC2530組建的網(wǎng)絡(luò)基本能達(dá)到100個(gè)節(jié)點(diǎn)。
• 短時(shí)延：設(shè)備激活快，點(diǎn)播中的消息確認(rèn)是微秒級(jí)別。
• 近距離：?jiǎn)蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)通訊范圍一般是100米以內(nèi)。
• 自組織和自愈性：協(xié)調(diào)器自動(dòng)建立網(wǎng)絡(luò)，有節(jié)點(diǎn)故障時(shí)網(wǎng)絡(luò)可以自我修復(fù)。

產(chǎn)品特性參數(shù)：

支持全球免許可ISM?2.4GHz?頻段：2405~2480MHz

最大發(fā)射功率:?10dBm（不帶PA），20dB（帶PA）最大室外無(wú)障礙通訊距離:?500m

最大室外無(wú)障礙組網(wǎng)距離:?100m

接收靈敏度:?-97dBm

工作溫度:?-40℃ ～?+?125℃

電源電壓:?+2.0V?～?+3.6V（推薦值+3.3/V）

待機(jī)電流:

無(wú)睡眠：10mA?(Route or Coordinator)

深度睡眠電流：0.12μA?(End?Device)

工作電流：

35mA(TX)

25mA(RX)

支持協(xié)議：ZigBee?HA/ZigBee?Light?Link

最大發(fā)射功率?10mW?，軟件多級(jí)可調(diào)

內(nèi)置?32?bit?高性能低功耗處理器

豐富的資源，?512?KB?FLASH?32KB?RAM

工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，支持?40?85?℃下?長(zhǎng)時(shí)間使用

雙天線可選（?PCB/IPX?），用戶可根據(jù)自身需求選擇使用

1.4天線接口

內(nèi)置PCB天線；同時(shí)預(yù)留有可選的外接天線接口。

1.5?應(yīng)用場(chǎng)景

• 智能家居以及工業(yè)傳感器等；
• 安防系統(tǒng)、定位系統(tǒng)；
• 無(wú)線遙控，無(wú)人機(jī)；
• 無(wú)線游戲遙控器；
• 醫(yī)療保健產(chǎn)品；
• 無(wú)線語(yǔ)音，無(wú)線耳機(jī)；
• 汽車行業(yè)應(yīng)用。

2.? 封裝尺寸

SUN-JN5169-PA-V1.0

尺寸（長(zhǎng)×寬×高）:29.4mmX15.9mm×2mm

3.基本操作

3.1?硬件設(shè)計(jì)

• 推薦使用直流穩(wěn)壓電源對(duì)該模塊進(jìn)行供電，電源紋波系數(shù)盡量小，模塊需可靠接地；
• 請(qǐng)注意電源正負(fù)極的正確連接，如反接可能會(huì)導(dǎo)致模塊永久性損壞；
• 請(qǐng)檢查供電電源，確保在推薦供電電壓之間，如超過(guò)最大值會(huì)造成模塊永久性損壞；
• 請(qǐng)檢查電源穩(wěn)定性，電壓不能大幅頻 繁波動(dòng)；
• 在針對(duì)模塊設(shè)計(jì)供電電路時(shí)，往往推薦保留 30% 以上余量，有整機(jī)利于長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作；
• 模塊應(yīng)盡量遠(yuǎn)離電源、變壓器、高頻走線等電磁干擾較大的部分；
• 高頻數(shù)字走線、高頻模擬走線、電源走線必須避開(kāi)模塊下方，若實(shí)在需要經(jīng)過(guò)模塊下方，假設(shè)模塊焊接在 Top Layer，在模塊接觸部分的 Top Layer 鋪地銅（全部鋪銅并良好接地），必須靠近模塊數(shù)字部分并走線在 Bottom Layer
• 假設(shè)模塊焊接或放置在 Top Layer ，在 Bottom Layer 或者其他層隨意走線也是錯(cuò)誤的，會(huì)在不同程度影響模塊的雜散以及接 收靈敏度
• 假設(shè)模塊周圍有存在較大電磁干擾的器件也會(huì)極大影響模塊的性能，跟據(jù)干擾的強(qiáng)度建議適 當(dāng)遠(yuǎn)離模塊，若情況允許可以做適當(dāng)?shù)母綦x與屏蔽
• 假設(shè)模塊周圍有存在較大電磁干擾的走線（高頻數(shù)字、高頻模擬、電源走線）也會(huì)極大影響模塊的性能，跟據(jù)干擾的強(qiáng)度建議適當(dāng)遠(yuǎn)離模塊，若情況允許可以做適當(dāng)?shù)母綦x與屏蔽
• 通信線若使用 5V 電平，必須串聯(lián) 1k 5.1k 電阻（不推薦，仍有損壞風(fēng)險(xiǎn)）
• 盡量遠(yuǎn)離部分物理層亦為 2.4GHz 的 TTL 協(xié)議，例如：USB3.0
• 天線安裝結(jié)構(gòu)對(duì)模塊性能有較大影響，務(wù)必保證天線外露，最好垂直向上。 當(dāng)模塊安裝于機(jī)殼內(nèi)部時(shí)，可使用優(yōu)質(zhì)的天線延長(zhǎng)線，將天線延伸至機(jī)殼外 部
• 天線切不可安裝于金屬 殼內(nèi)部，將導(dǎo)致傳輸距離極大削弱。
• 在Zigbee 模組上使用PCB 板載天線時(shí)，為確保ZIgbee 性能的最優(yōu)化，建議模組天線部分和其他金屬件距離至少在15mm 以上。用戶PCB 板在天線區(qū)域勿走線甚至覆銅，以免影響天線性能。

參考資料：

NXP?ZigBee?JN516x?硬件參考設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介-谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

基于JN5169?Zigbee轉(zhuǎn)接板開(kāi)發(fā)板介紹-谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

下載應(yīng)用原理圖、PCB、?庫(kù)文件

SUN-JN5169-PA-V1.0?Zigbee模塊?原理圖?PCB?庫(kù)文件下載-谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

3.2?軟件設(shè)計(jì)

開(kāi)發(fā)說(shuō)明請(qǐng)參閱：

NXP?Zigbee?JN516X?JN517x?JN518X?用vsCode?studio?環(huán)境開(kāi)發(fā)編譯-谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

【ZigBee?系列】NXP?JN516x?低功耗睡眠喚醒流程-谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

【ZigBee?系列】|NXP-JN5169?ZigBee?3.0?開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建及編譯-谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

更多開(kāi)發(fā)說(shuō)明參看合輯：

zigbee?-?合輯?-?谷動(dòng)谷力?(sunsili.com)

4.? 常見(jiàn)問(wèn)題

4.1??傳輸距離不理想

• 當(dāng)存在直線通信障礙時(shí)，通信距離會(huì)相應(yīng)的衰減
• 溫度、濕度，同頻干擾，會(huì)導(dǎo)致通信丟包率提高
• 地面吸收、反射無(wú)線電波，靠近地面測(cè)試效果較差
• 海水具有極強(qiáng)的吸收無(wú)線電波能力，故海邊測(cè)試效果差
• 天線附近有金屬物體，或放置于金屬殼內(nèi)，信號(hào)衰減會(huì)非常嚴(yán)重
• 功率寄存器設(shè)置錯(cuò)誤、空中速率設(shè)置過(guò)高（空中速率越高，距離越近）
• 室溫下電源低壓低于推薦值，電壓越低發(fā)功率越小
• 使用天線與模塊匹配程度較差或天線本身品質(zhì)問(wèn)題。

4.2?模塊易損壞

• 請(qǐng)檢查供電電源，確保在推薦供電電壓之間，如超過(guò)最大值會(huì)造成模塊永久性損壞
• 請(qǐng)檢查電源穩(wěn)定性，電壓不能大幅頻繁波動(dòng)
• 請(qǐng) 確保 安裝使用過(guò)程防靜電操作，高頻器件靜電敏感性
• 請(qǐng)確保 安裝使用過(guò)程濕度不宜過(guò)高，部分元件為濕度敏感器件
• 如果沒(méi)有特殊需求不建議在過(guò)高、過(guò)低溫度下使用。

4.3?誤碼率太高

• 附近有同頻信號(hào)干擾， 遠(yuǎn)離干擾源或者修改頻率、信道避開(kāi) 干擾；
• 電源不理想也可能造成亂碼，務(wù)必保證電源的可靠性；
• 延長(zhǎng)線、饋線品質(zhì)差或太長(zhǎng)，也會(huì)造成誤碼率偏高 。