DL-RTS1278M
LoRa 透传模块产品说明书
产品名称:无线透传模块
产品型号:DL-RTS1278M
文件版本:V1.1
ShenZhen Dreamlnk Technology Co., Ltd
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Tel: 0755-29369047
DL-RTS1278M
使用本模块产品前,注意以下重要事项:
仔细阅读本说明文档
本模块属于静电敏感产品,安装测试时请在防静电工作台上进行操作。
本模块默认使用外接天线,天线可选用导线天线或者标准的 UHF 天线,具体天 线的客户请根据
实际情况进行选择,如果所应用的终端产品是金属外壳,请务 必把天线安装于金属外壳之外,否则
会导致射频信号严重衰减,影响有效使用距离。
金属物体及导线等应尽量远离天线。
安装模块时,附近的物体应保证跟模块保持足够的安全距离,以防短路损坏。
绝不允许任何液体物质接触到本模块,本模块应在干爽的环境中使用。
使用独立的稳压电路给本模块供电,避免与其他电路共用,供电电压的误差不应大于 5%。
局限性说明:
本模块是为了嵌入到客户的终端产品应用,本身并不提供外壳,不建议客户未经允许的情况下
直接把本模块作为最终产品批量转售。
本系列模块各项指标符合常用的国际认证,客户应用本模块的产品如需通过某 些特殊认证,我
司会根据客户的需求对某些指标进行调整。
本模块不可应用于生命救助,生命保障系统,以及一切由于设备故障会导致人 身伤害或生命危
险的场合,任何组织或个人开展上述应用需自行承担一切风险, 骏晔科技不承担任何连带相关的责
任。
骏晔科技不承担任何应用了本模块的产品所引起的直接或间接造 成的破坏,伤害,利益损失。
文件版本更新管理
日期
软件版本
说明
2017-10-10
MT 版本 V1.0
2018-9-30
串口标准版本 V1.1
客制化版本
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2
标准化串口数传模块,基本功能版
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DL-RTS1278M
模块介绍
1.1 特点简介
DL-RTS1278M 是骏晔科技针对无线抄表、工业远程控制行业研发的一款高性能无线串口模
块,其嵌入高速低功耗单片机和高性能扩频射频芯片 SX1278,LoRa 扩频技术,同时采用高效的
循环交织纠检错编码,抗干扰和灵敏度均处于行业最先进水平。DL-RTS1278M 提供了多个频道
选择,可在线修改串口速率,收发频率,发射功率,射频速率等各种参数,出厂默认频率
434.125MHz。DL-RTS1278M 工作电压为 2.1-3.6V,在接收状态下仅消耗 13mA。DL-RTS1278M 有
四种工作模式,各模式之间可任意切换,在 1SEC 周期轮询唤醒省电模式(Polling mode)下,接
收仅仅消耗几十微安,一节 3.6V/3.6AH 时的锂亚电池可工作数年,非常适合电池供电的系统。
典型应用:
模块特点:
● 无线自动抄表
● 3000 米传输距离(0.81Kbps)
● 极远距离数据通讯
● 工作频率 433MHz,470MHz,868MHz,915MHz 可选
● 无线传感器网络
● -132dBm@810bps 超高灵敏度
● 工业自动化数据采集
● 最大 100mW 发射功率
● 野外数据遥控、遥测
● LoRa 扩频调制方式
● 各种变送器,流量计智能仪表
● 零等待唤醒,具有空中唤醒功能
● 楼宇自动化与安防
● 高效的循环交织纠错编码
● 矿山石油设备监测测控制
● 四种工作模式,待机电流 2.5uA
● 环境、节能、温度监测
● 内置看门狗,保证长期可靠运行
● 智能交通、智能电力
● 消费电子
● 智能机器人
● 路灯控制
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DL-RTS1278M
DL-RTS1278M 是新一代的多通道嵌入式无线数传模块,可设置多个频道,步进为 1KHz,发
射功率最大 100mW,体积 32.1mm x 18.3mm x 6.0mm,很方便客户嵌入系统之内,DL-RTS1278M
具有较低的功耗,非常适合于电池供电系统。
DL-RTS1278M 采用了扩频调制和高效的纠错编码,其编码增益较传统的调制方式(如 FSK,
GFSK 以及 PSK)高出近 10dBm,抗干扰和灵敏度都处于行业最先进水平。同时编码也包含可靠检
错能力,能够自动滤除错误及虚假信息,真正实现了透明的连接,在同等的发射功率下是传统
的模块近一倍的距离。所以 DL-RTS1278M 适合于极其恶劣的环境和对距离有苛刻要求的场合。
DL-RTS1278M 内设双 256Bytes 大容量缓冲区,在缓冲区为空的状态下,用户可以 1 次传输
256Bytes 的数据,当设置空中波特率大于串口波特率时,可 1 次传输无限长度的数据,同时
DL-RTS1278M 提供标准的 UART/TTL 接口,七种速率和三种接口校验方式。DL-RTS1278M 外部接
口采用透明数据传输方式,能适应标准或非标准的用户协议,所收的数据就是所发的数据。
设置模块采用串口设置模块参数,具有丰富便捷的软件编程设置选项,包括频点,空中速率,
以及串口速率,校验方式,等都可设置,设置方式有二种方式,一是通过本公司提供的设置软
件 RF-Magic 利用 PC 串口即可,二是动态在线设置,用串口发命令动态修改,具体方法参见
DL-RTS1278M 的参数设置章节。
1.2
序号
模块技术参数
参数名称
参数值明细
1
模块尺寸
18.3 * 32.3mm(不含天线)
2
器件来源
全进口元器件,产地:日本、美国、德国
3
生产工艺
SMT 无铅工艺,AOI 全自动检测,符合环保认证标准
4
接口方式
1*7*2.54mm,可使用万能板和杜邦线
5
工作频段
默认 434.125MHz,其他频率可定制 470-510MHz,855-885MHz,900-930MHz
6
频率步进
1KHz 设置步进
7
调制方式
LoRa 扩频调制
8
发射功率
100mW@3.3V(0-7, 8 级可调,每级递增 3dBm,最大 100mW
9
接收灵敏度
-132dBm@0.81Kbps, -118.5dBm@18.23K bps
空中传输速率
0.81K/(BW125K) , 1.46K/(BW125K) , 2.6K/(BW125K) ,
(占用带宽)
4.56K/(BW125K),9.11K/(BW250K),18.23K/(BW500K)
11
接口速率
1200 – 115200bps
12
接口校验方式
8N1/8E1/8O1
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13
接口缓冲空间
双 256Bytes
14
电源
2.1~3.6V
15
发射电流(典型值)
100mA@100mW
16
持续接收电流
13mA@4.56Kbps ,15mA@18.23Kbps
17
休眠电流
2.5uA@3.3V(典型值),最大 4.0uA
18
传输距离
3000 米@0.81Kbps,2000 米@9.11K bps(开阔地可视距离)
19
天线口阻抗
50 欧姆
20
工作温度
-40 ~ +85℃
21
工作湿度
10% ~ 90%相对湿度,无冷凝
@接收速率(典型值)
表一 DL-RTS1278M 技术指标
2. 功能简述
2.1 引脚定义
DL-RTS1278M 模块共有 9 个接脚,具体定义如下表:
引脚序号
引脚名称
引脚方向
引脚用途
1
GND
-
地 0V
2
VCC
-
2.1~3.6V
3
SET_A
输入(有弱上拉)
参数设置 A,上拉电阻约 47K
4
RXD
输入(有弱上拉)
UART 输入口,TTL 电平,上拉电阻约 47K
5
TXD
输出
输出 UART 输出口,TTL 电平
6
AUX
输出
数据输入输出指示
7
SET_B
8
NC
-
接地或悬空
9
NC
-
接地或悬空
输入(极弱上拉)
参数设置 B,上拉电阻约 10M
表二 DL-RTS1278M 引脚定义表
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2.2. 模块尺寸
说明:出厂默认沉金半孔邮票边贴装应用(SMT)
工业控制类应用,需增加机械强度并通过标准 2.54mm 黑胶排针与应用主板空间隔离,采用 7PIN、3PIN 排针焊接,
天线输出口采用①IPEX 转接座与 IPEX 转 SMA 转接线配合使用;② 用 SMA 母头接标准胶棒天线或吸盘天线;
请向我司技术支持申请模块封装:SMT 贴片封装,DIP 直插封装文件(参考示意图)
封装文件格式说明:*.ASC 格式用 Protel99se 导入;
*.DXF 格式用 CAD 导入; *.PCB 格式用 PADS 软件打开;
模块封装:DIP 插装
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3.工作模式
典型的无线收发机编码如下图
PREAMBLE
SYNCWORD
DATA + CRC with FEC
(前导码)
(同步码)
(数据+ CRC 检错具有前向纠错)
前导码的作用是使目的接收机时钟与发射机同步,正常模式下前导码长度一般为 8 符号位即可,如
工作在省电模式时序下,前导码还有唤醒接收机的功能,此时发射机必须发送较长的前导码将省电
模式下的接收机唤醒进入正常的工作 DL-RTS1278M 状态。如设置接收机 1 秒钟唤醒一次,那么接收
机每间隔 1 秒钟唤醒一次搜索前导码(tw),持续长度一般为不到 2 个符号位。而发射机首先发射 1
秒以上的前导码再发射后面得同步码等,这意味着接收机在唤醒的周期,只要信道中发现前导码,
在正常情况下都能够可成功检测到并唤醒接收,示意图见图三。
DL-RTS1278M 有四种工作模式,分别为:1)正常模式,2)唤醒模式,3)省电模式,4)休眠模式,
这四种工作模式是由 SET_A 和 SET_B 的电平决定的。
一)正常模式(模式 1):SET_A = 0 ,SET_B = 0 。
A)发送:当模块 RXD 脚输入第一个字节后,模块置低 AUX,并且开始判断 SET_B 的电平,RXD 脚接
收完最后一个字节后,等待 2-3Bytes 时间,如没有数据输入,则模块置高 AUX 脚并切换到发射状态,
然后发送前导码,同步码和数据,发送结束后,并根据 SET_A 和 SET_B 的电平转入相应的状态状态。
处于该模式下模块发送数据时并没有发送较长的前导码,所以要求接收方必须处于模式 1 或模式 2,
即持续接收状态。
B)接收:串口打开,模块处于持续接收状态,如模块从当前信道中接收到数据后,经过解交织纠错
检错确认数据无误时,置低 AUX 并立刻从串口输出数据,串口发送结束后重新置高 AUX。正常模式
收发时序,请参见图一。
图一:正常模式收发时序图
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有些情况,用户需要连续多包无线发射,空中尽量少得间隔,这时可以利用 AUX 脚,当 RXD 脚接收
到数据后 AUX 脚会变低,在开始发射时 AUX 重新变高,此时用户可以再次通过 RXD 脚发送第二包数
据,模块会在无线发送第一包数据之后,不会等待 2-3Bytes 时间,而是立刻将缓冲区的数据发走,
时序见图二。
图二:正常模式持续多包发射时序图
二)唤醒模式(模式 2):SET_A = 0 ,SET_B = 1 。
A)发送:当模块 RXD 脚输入第一个字节后,模块置低 AUX,并且开始判断 SET_B 的电平,RXD 脚接
收完最后一个字节后,等待 2-3Bytes 时间,如没有数据输入,则模块置高 AUX 脚并切换到发射状态,
然后发送前导码长度为一个唤醒周期(如 1 秒)加上同步码等,发送结束后根据 SET_A 和 SET_B 的电
平转入相应的状态,发射示意图见图三。
处于该模式下模块发送数据时发送了较长的前导码,所以接收方处于模式 1,模式 2 或模式 3 均能
够接收到数据。
B)接收:串口打开,模块处于持续接收状态,如模块从当前信道中接收到数据后,经过解交织纠错
检错确认数据无误时,置低 AUX 并立刻从串口输出数据,发送结束后重新置高 AUX。与模式 1 不同
的是模块在模式 2 状态下接收时,每当接收到一包数据都会在数据的最后补上一个字节接收场强
(RSSI),详细说明见应用方式章节。
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三)省电模式(模式 3):SET_A = 1 ,SET_B = 0 。
串口处于关闭状态,接收机在一个唤醒周期(如 1 秒)后打开并搜索信道中是否有前导码,如没有则
立刻休眠状态等待下一个唤醒周期再被唤醒,如有前导码则继续接收,同时监控前导码并等待同步
码到来后,将数据接收下来。经过解交织纠错检错确认数据无误时,置低 AUX 以唤醒下位机,等待
5ms 后打开串口并输出数据。串口输出结束后,关闭串口,置高 AUX,如模式设置没有改变则再次进
入立刻休眠状态等待下一个唤醒周期。该模式的接收示意图见图三。
图三:发射处于模式 2 状态,接收处于模式 3 状态示意图
四)休眠模式(模式 4):SET_A = 1 ,SET_B = 1 。
串口处于关闭状态,对外接口电平保持,模块处于休眠状态。此模式下,模块的射频电路,CPU 主
时钟与外设均被软件关闭,但 watchdog 和低频时钟仍在工作,并周期唤醒 CPU 极短的时间,以便清
除 watchdog 定时器和检查模块状态,这种模式下平均耗电仅仅约 2.5uA。
此外,模块的设置是休眠模式完成的,具体过程见参数设置的章节。
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4. 应用方式:
DL-RTS278M 的四种模式是通过 SET_A,SET_B 的高低电平转换的,四种模式可以任意转换,模块与
下位机的连接图见图五。DL-RTS278M 的 SET_A 和 SET_B 有弱上拉电阻,但在正常工作时不能悬空,
必须有明确的电平,否则可能造成模块工作不稳定。
用户的上位机可以直接与 DL-RTS1278M 相连,但是一定要注意接口电平必须与 DL-RTS1278M 相近,
一般不要误差超过±0.3V,否则会导致有较大的灌电流或拉电流。
比如 DL-RTS1278M 的供电是 3.3V,那么用户的 MCU 供电应该在 3.0-3.6V 范围内。
图四:模块与下位机的连接图
DL-RTS1278M 休眠模式是通过用软件方式实现的,休眠时模块的接口均保持相应的电平,并且能快
速切换各种状态,从休眠至唤醒仅仅需要 20uS,这意味模块在休眠状态时,置低 SET_A 脚后 20uS
就可以通过 UART 口输入数据至模块。
需注意的是模块在接收或发送过程中,即使设置模块至模式 3 或 4,模块也要将接收或发送过程执
行完毕再进入省电模式或休眠模式,利用这个特点,当模块处于模式 3 或模块 4 状态,用户在置低
SET_A 脚使模块唤醒并通过 RXD 输入数据,模块在接收到第一个字节后,立刻将 AUX 置低(见图一)
,
并且判断 SET_B 脚的电平,若高则在发射数据前发送较长的前导码用于唤醒对方的接收机,若低发
送正常的前导码。用户如需在发射后将模块休眠,可在 AUX 为低后,置高 SET_A 脚休眠,而不必等
到模块将数据无线发送完毕,模块在数据发送结束后会自动检测 SET_A 脚,如为高则立刻进入休眠
状态。
DL-RTS1278M 具有收发 2 个 256Bytes 缓冲区,在 UART 口接收到数后,两个条件将促使 DL-RTS1278M
开始无线发送数据:一)RXD 脚收到数据后,等待 2-3 个字节的时间都没有收到数据,例如用 9600bps
的串口波特率,2-3 个字节的时间大约为 2-3ms,二)RXD 脚收到的数据大与或等于 99 个字节(用
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户可定制字节长度)
,此时 DL-RTS1278M 会将接收缓冲器的 99 字节的数据立刻编码发送,此时 RXD
脚依然可以接收串口数据。99 字节的数据发送结束后,如接收缓冲器里有数据,DL-RTS1278M 不管
有多少数据,会将余下的数据一起发送。
如前文所述,在 DL-RTS1278M 发送数据时,SET_A 是为低电平的,SET_B 的电平决定了是否发送较长
的前导码用于唤醒对方的接收机。
在正常接收时,SET_A 是为低电平的,而 SET_B 的电平决定决定是否输出场强,如果 SET_B 为低,
模块正常接收,如 SET_B 为高,模块将在输出的每一包数据后增加一个字节的场强信息,场强的表
示为:
RSSI [dBm] = -137 + RSSI_value
需特别注意的是,DL-RTS1278M 对于较大的数据是切包发送的,如接收端输出场强,则会在每个小
包后加一个场强字节。
在电池供电的电路中,正常可将从模块(如水气表)设置在模式 3 上,当主模块(如采集器或收抄机)
在模式 2 下发送数据,从模块唤醒后接收数据,完成后利用 AUX 脚将下位机 MCU 唤醒,再将数据输
出,MCU 接收到数据后,可将从模块切换至模式 1,应答主模块。如主模块收到应答后也可被切换至
模式 1,这时主从模块均处于正常模式下,可以实现高速数据传输。如主模块收到应答后,后续无
数据交换可将从机再次切换至模式 3 处于省电模式下,等待下一次的唤醒,而主模块可以切换至模
式 4 休眠状态。
因为省电是通过周期性唤醒休眠再唤醒实现的,所以在省电模式下的功耗与唤醒周期和每次唤醒搜
索前导码的时间(tw),以及休眠的静态功耗有关。唤醒周期用户可以在线设置范围是 50ms 至 5s. 每
次搜索前导码时间与射频传输的速率有关,射频传输的速率也是可设的,在 4.56Kbps 速率的速率下
唤醒搜索前导码时间平均约为 2.1ms。
在省电模式下电池的使用寿命可以通过以下公式算出:
使用寿命 =
电池容量 mAH
(搜索前导码时间/(唤醒周期+搜索前导码时间))*接收电流+休眠电流
例如:电池是 3.6V/3.6AH ER18505 锂亚离子电池,DL-RTS1278M 接收电流为 13mA,休眠电流 2.5uA。
射频传输速率 4.56Kbps,唤醒周期为 1SEC,那么电池使用寿命是:
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3600mAH
(2.1ms/(1000ms+2.1ms))*13.0mA+ 0.0025mA
≈ 121037Hour ≈ 13.81Year
考虑到电池的自放电,不同电流下的容量差异,温度以及客户端 MCU 的休眠功耗和正常的使用,1
节 3.6V/3.6AH ER18505 锂亚离子电池正常情况下有超过几年的使用寿命。这里要注意,锂亚离子电
池虽然有自放电比较低,容量大等优点,但是一般的锂亚离子电池都有钝化现象,表现为在小电流
下 放 电 下 内 阻 会 逐 渐 增 大 , 所 以 必 要 时 需 并 联 低 泄 漏 电 流 的 超 级 电 容 (super capacitor) 如
0.47F/5V,以降低内阻,提高瞬间供电能力。
省电模式的工作方式非常适合水气热表抄表,数据采集系统等使用不是太频繁但要求用电池长期工
作的场合。
5. 参数设置
DL-RTS1278M 使用相当的灵活,可以根据用户的需求设置不同的选项。
图五: RF-Magic 设置软件
用户可以对串口参数,串口效验,收发频率,空中速率,输出功率进行设置,设置的方法有二种
方式。一是本公司开发设置收发模块的软件 RF-Magic 见图五,通过 PC 修改。用 RF-Magic 软件设
置是通过模块的 UART/TTL 口完成的(4,5PIN),所以必须接 UART to RS232 接口转换板在连接到
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PC 完成设置,或使用本公司提供的串口转换板和 USB 转换板,见图六。设置方法是,首先连接好
通讯线,打开 RF-Magic 打开软件,然后打开模块电源,最后插入模块到测试板,此时,软
件的状态栏应显示 Found Device(发现模块),这时就可以进行相应的读写操作。
图六:软件设置接线图
图七:配置工具及配件图
二是通过在线进行修改。在线软件设置也是通过模块的 UART 口完成的(4,5PIN)完成的。当模
块上电 500ms 后,模块即可正常工作。设置时,首先应将模块其他模式(如模式 1,2,3)切换
至模式 4,APC340 进入休眠模式,约 10ms 后,可以进行设置。当串口的输入口(RXD)输入设置
命令后能将模块重新唤醒,此时无论 UART 口是何状态,模块自动将 UART 口转变为 9600bps,
无效验模式。设置命令如正确则应答响应命令,此后模块自动复位重新初始化,500ms 后模块
即可在设置的参数上运行。如果输入设置命令有误,模块将不做任何应答,但仍能引起
一次复位和重新初始化,用户可以利用特点,在模块长期休眠后或需要重新启动时复位模块。
DL-RTS1278M 设置采用 HEX 码, 波特率为 9600,无效验模式,设置命令有二条,格式如下:
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1) 读设置命令:0xFF,0x56,0xAE,0x35,0xA9,0x55,0xF0。
应答:0x24,模块型号,版本号,频率,空中速率,发射功率,串口速率,串口效验,唤醒时
间。
2) 写设置命令:0xFF,0x56,0xAE,0x35,0xA9,0x55,0x90 频率,空中速率,发射功率,
串口速率,串口效验,唤醒时间
应答:0x24,模块型号,版本号,频率,空中速率,发射功率,串口速率,串口效验,唤醒时
间
其中参数表示用 HEX 表示,方法如表三:
参数表示方法
参数
字节数
模块型号
1
说明
DL-RTS1278M 型号代码为十进制的 14,模块型号固化在 FLASH
内不可设置
版本号
1
当前版本,范围 0-255,版本号固化在 FLASH 内不可设置
频率
3
单位 KHz,如 433.920MHz 用表示为 0x06,0x9F,0x00
空中速率
1
0.81K,1.46K,2.6K,4.56K,9.11K,18.23Kbps表示为0x00,
0x01,0x02,0x03,0x04,0x05
发射功率
1
0 至 7。表示为 0x00 至 0x07。设置每增加 1 发射功率增加
约 3dBm,最大设置为 7,发射功率约为 20dBm
串口速率
1
1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200bps
表示为 0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07
串口校验
1
0x00 为无效验, 0x01 为奇校验,0x02 为偶校验
唤醒时间
1
50ms,100ms,200ms,400ms,600ms,1s,1.5s,2s,2.5s,
3s,4s,5s 表示为 0x00 至 0x0b
表三 模块的参数设置表
如将模块设置为,频率 433.92MHz,空中速率 4.56K bps,发射功率 100mW,串口速率 9600bps,
无效验, 唤醒时间 1S。
写设置为:0xFF,0x56,0xAE,0x35,0xA9,0x55,0x90,0x06,0x9F,0x00,0x03,0x07,
0x03,0x00,0x05
应答:0x24,0x0a,0x01,0x06,0x9F,0x00,0x03,0x07,0x03,0x00,0x05
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6. 注意事项
DL-RTS278M 的通信信道是半双工的,可以完成一点对一点,一点对多点的通讯。这二种方式首先
需要设 1 个主站,其余为从站,所有站点都必须设置一个唯一的地址。通信的协调由主站控制,
主站采用带地址码的数据帧发送数据或命令,所有从站全部都接收,并将接收到的地址码与本机
地址码比较,地址不同则将数据丢掉,不做响应,若地址码相同,则将接收的数据传送出去。组
网必须保证在任何一个瞬间,同一个频点通信网中只有一个电台处于发送状态,以免相互干扰。
DL-RTS1278M 可以设置多个频道,所以可以在一个区域实现多个网络并存。
2)无线通信中数据的延迟
由于无线通信发射端是从终端设备接收到一定数量的数据后,或等待一定的时间没有新的数据才开
始发射,无线通信发射端到无线通信接收端存在着几十到几百毫秒延迟(具体延迟是由串口速率,
空中速率以及数据包的大小决定),另外从无线通信接收端到终端设备也需要一定的时间,但同样
的条件下延迟时间是固定的。
3)差错控制
DL-RTS1278M 具有较强的抗干扰能力,在编码已经包含了强大的纠检错能力。但在极端恶劣的条件
下或接收地的场强已处于 DL-RTS1278M 接收的临界状态,难免出现接收不到或丢包的状况。此时
客户可增加对系统的链路层协议的开发,如增加类似 TCP/IP 中滑动窗口及丢包重发等功能,可大
大提高无线网络的使用可靠性和灵活性。
4) 天线的选择
天线是通信系统的重要组成部分,其性能的好坏直接影响通信系统的指标,用户在选择天线时必
须首先注重其性能。一般有两个方面,第一选择天线类型;
第二选择天线的电气性能。选择天线类型的意义是:所选天线的方向图是否符合系统设计中电波
覆盖的要求;选择天线电气性能的要求是:选择天线的频率带宽、增益、额定功率等电气指标是
否符合系统设计要求。
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