G510 — GSM-модуль для компактных приложений

№ 4’2013
PDF версия
Статья рассказывает о новинке лета 2013 года — GSM-модуле G510 от компании Fibocom Wireless Inc. Ультракомпактный размер, корпус SMT, функционал TCP/IP, OpenCPU, встроенная пользовательская память Flash, eCall, потребление до 1 мА в режиме Sleep Mode (DRX9) позволяют использовать его в различных областях: навигации, системах безопасности, передаче данных в промышленности, ЖКХ.

Компания Fibocom Wireless, Inc. — ведущий производитель М2М- и LBS-решений, таких как GSM/GPRS, 3G, GPS. Все GSM модули построены на платформе INTEL и RDA Microelectronics. Хочется отметить новинку лета 2013 года — GSM модуль G510 (рис. 1 и 2). Его ультракомпактный размер 22,5×20,5 мм в корпусе SMT и функционал TCP/IP, OpenCPU, встроенная пользовательская память Flash, eCall, при потреблении до 1 мА в режиме Sleep Mode (DRX9) позволяют использовать в различных приложениях, например в навигации, системах безопасности, передаче данных в промышленности, ЖКХ и других сферах деятельности.

Малогабаритный GSM-модуль G510 (вид сверху)

Рис. 1. Малогабаритный GSM-модуль G510 (вид сверху)

Малогабаритный GSM-модуль G510 (вид сверху с распиновкой)

Рис. 2. Малогабаритный GSM-модуль G510 (вид сверху с распиновкой)

 

Основные функции

Новый модуль G510, как и предыдущие модули G610 и G620, выполнен в корпусе SMT, что значительно упрощает его монтаж на плату в автоматическом и ручном режимах. В таблице 1 приведены сравнительные характеристики G510 с G610 и G620. В частности, размер модуля и ток потребления в спящем режиме значительно уменьшился. Напряжение питания осталось стандартным 3,3–4,5 В, что позволяет не менять схемы питания. Благодаря наличию на борту трех интерфейсов UART можно подключить к модулю несколько сторонних устройств. G510 поддерживает функции LBS (позиционирование по базовым станциям) и систему eCall. Такие «фишки», как OpenCPU и удаленное обновление пользовательского ПО, Fibocom сохранила и на новом модуле, хотя G510 значительно дешевле своих предшественников.

Таблица 1. Сравнительная таблица G510, G610 и G620

Параметр

GSM-модуль

G510

G610

G620

 

GSM-модуль G510

GSM-модуль G610

GSM-модуль G620

Частотный диапазон, МГц

GSM 850/900/1800/1900

GSM 900/1800

GSM 900/1800

Встроенные процессоры

Напряжение питания, В

3,3~4,5

3,3~4,5

3,3~4,5

Потребление, мА

до 1

1,6

1,6

Размеры, мм

22,5×20,5×2,6

31,4×20,2×3

24×24,5×2,6

Диапазон рабочих температур, °С

–40…+85

Голос

+

+

 

Передача данных

GPRS

класс 10

MMS

+

+

+

SMS

+

+

+

DTMF

+

+

+

DTMF decode

+

 

 

CSD

 

+

+

Fax

 

+

+

TCP/IP стек

+

+

+

SSL

+

 

 

Протоколы на базе TCP, особенности

FTP

+

+

+

HTTP

+

 

 

eCall

+

 

 

Интерфейсы

Подключение антенны

Через пин

 

 

Способ монтажа

SMT (42 pin)

SMT (55 pin)

SMT (26 pin)

Аудиоинтерфейс

2

2

UART

3

1

1

I2C

SPI

1

ADC/DAC

–/–

2/–

2/–

GPIO

8–12

Специальные возможности

Поддержка пользовательского ПО

+

+

+

Удаленное обновление пользовательского ПО

+

+

+

Flash-память, Мбит

32

64

32

RLS-монитор (детектор глушения GSM-сигнала)

 

+

+

Расширенные возможности управления температурой

 

+

+

LSB-service

+

+

+

RIL-драйвер

 

 

 

Профиль доступа SIM

+

+

+

Примечания: LSB-service — позиционирование по базовым станциям; RIL-драйвер — драйвер для Windows Mobile

 

Области применения

Благодаря своим оптимально скомбинированным функциям и характеристикам модуль G510 значительно упрощает и удешевляет разработку и производство изделий для абсолютно всех сфер применения сетей GSM. Это относится к таким сферам, как:

  • GPS/ГЛОНАСС-трекеры (персональные, автомобильные, скрытые и др.);
  • системы безопасности и пожаротушения;
  • «умные» счетчики для ЖКХ;
  • передача данных в промышленности и др.

 

Схемы включения

Блок-схема G510

На рис. 3 представлена обобщенная блок-схема модуля G510.

Блок-схема G510

Рис. 3. Блок-схема G510

В цифровой блок входят:

  • встроенная 32-Мбит Flash-память на чипе;
  • встроенная 32-Mбит PSRAM-память на чипе;
  • последовательные интерфейсы;
  • порт SIM-карты;
  • часы реального времени (RTC) с генератором 32,768 кГц.

В аналоговый блок входят:

  • управление питанием;
  • внутренние регуляторы.

В блок GSM-приемопередатчика входят:

  • цифровой приемник;
  • цифровой передатчик;
  • частотный синтезатор;
  • встроенный VCO, контурные фильтры и т. д.;
  • цифровой AFC;
  • DigRF-интерфейс между цифровыми полосами частот и приемопередатчиком;
  • RF FEM-контроль.

Питание модуля G510

Модуль G510 должен питаться от внешнего источника с постоянным напряжением 3,3–4,5 В, при этом рекомендованное питание составляет 4 В. Блок питания должен быть в состоянии поддерживать этот уровень напряжения во время GSM-передачи, пиковое потребление при которой может достигать 1,8 A.

При проектировании G510 особое внимание нужно обратить на его питание. Один внешний источник обеспечивает питанием все цифровые, аналоговые интерфейсы и радиочастотный усилитель мощности (УМ). Таким образом, любое ухудшение производительности источника питания (в связи с потерями и шумами) будет непосредственно влиять на производительность G510. Рекомендуется, чтобы падение напряжения во время передачи пакета данных не превышало 300 мВ, а питание не должно быть ниже минимального уровня 3,3 В. В случае если напряжение питания упадет ниже 3,3 В, модуль отключится автоматически.

Для того чтобы свести к минимуму потери и переходные процессы в линиях электропитания, необходимо использовать:

  • емкость 1000 мкФ или больше с низким ESR для сведения к минимуму снижения питания во время передачи пакетов. Конденсатор должен быть расположен как можно ближе к выводам G510;
  • источник питания с низким импедансом;
  • максимально короткую разводку печатной платы от источника питания до модуля;
  • конденсаторы, как указано в таблице 2.
Таблица 2. Рекомендованные конденсаторы

Рекомендованная емкость

Назначение

Описание

1000 мкФ

Импульсное потребление тока при передаче

Уменьшает пульсации напряжения во время передачи пакетов. Используйте емкость с максимально возможным значением

10; 100 нФ

Цифровой шум

Фильтрует цифровые шумы от часов и источников данных

8,2; 10 пФ

1800/1900 МГц GSM-частоты

Фильтры EMI

33; 39 пФ

850/900 МГц GSM-частоты

Фильтры EMI

Желательно, чтобы ширина шины питания была не менее 1,5 мм. Для контроля напряжения VBAT существует АТ-команда AT+CBC.

Включение/выключение модуля G510

Для запуска модуля G510 недостаточно только включить питание, необходимо подтянуть вывод POWER_ON к «земле» как минимум на 800 мс (рис. 4). Если же POWER_ON подтянуть менее чем на 800 мс (рис. 5), то включения модуля может не произойти.

Включение модуля G510. Power_ON = 800 мс

Рис. 4. Включение модуля G510. Power_ON = 800 мс

Для отключения питания существует два способа. Первый — подтянуть POWER_ON на 3 секунды к «земле». Второй — с помощью AT-команд:

  • AT + MRST — команда инициирует отключение питания напрямую без дерегистрации в сети.
  • AT + CFUN = 0 — команда инициирует корректную дерегистрацию в сети, а затем выключение модуля.
Включение модуля G510. Power_ON = 600 мс

Рис. 5. Включение модуля G510. Power_ON = 600 мс

Спящий режим

Модуль обладает дополнительным режимом низкого потребления, названным «спящий режим» (Sleep mode), в котором он работает c ограниченной функциональностью. Во время Sleep mode связь с GSM-сетью не теряется. Модуль периодически пробуждается и контролирует сеть GSM для приема входящих вызовов или данных. Во время Sleep mode все интерфейсы модуля G510 неактивны и сохранены в их предыдущем состоянии.

G510 не войдет в спящий режим в случае, когда есть передача данных на последовательном интерфейсе, или данные поступают от сети GSM, или работает какая-нибудь внутренняя системная задача. Только после окончательной обработки любой внешней или внутренней задачи G510 введет Sleep mode согласно параметрам настройки команды ATS24. В спящем режиме энергопотребление может быть уменьшено до 1,0 мА.

ATS24 = 2 — включить режим сна. Число 2 означает, что модуль переходит в спящий режим автоматически, если он не получает никаких команд или данных в течение 2 секунд. Диапазон этого значения от 0 до 255.

Команда ATS24 = 0 отключает спящий режим.

WAKE_UP и UART1_DTR-выводы, с помощью которых можно пробудить модуль, находящийся в спящем режиме. WAKE_UP-контакт рекомендуется зарезервировать для пробуждения (рис. 6).

Спящий режим, вывод WAKE_UP

Рис. 6. Спящий режим, вывод WAKE_UP

Этот вывод переключаются по фронту. В команде ATS24 = [значение], число этого [значение] указывает не только то время, когда модуль будет установлен в режим ожидания, но и время, в течение которого он временно проснулся. Например, если отправить команду ATS24 = 2, модуль будет установлен в режим сна после 2 секунд. Предположим, что от контакта WAKE_UP модуль временно проснулся, но если он не получает никаких команд или данных в течение 2 секунд, то опять перейдет в Sleep mode.

Часы реального времени, RTC

Основная функция часов реального времени (RTC) — сохранять время. Подсистема RTC встроена в PMU и функционирует во всех рабочих режимах модуля, пока питание подано выше минимального уровня. Если основное питание недоступно, аккумулятор или конденсатор могут быть подключены к контакту VBCKUP модуля G510. Методы установки времени и даты модуля:

  • Автоматически извлекаются из сети GSM. В случае если модуль работает в сети GSM и поддерживает автоматическое обновление часового пояса, она обновит RTC в соответствии с местным временем и датой при подключении к сети.
  • Использование команды AT+CCLK — установка времени и даты вручную — отменяет автоматическое обновление сети. Как только время и дата обновились вручную, таймер RTC будет держать это время и дату.
  • VBACKUP — диапазон входного напряжения 2–3,3 В. Если VBACKUP напряжения ниже 2 В, текущее время и дата будут утеряны.

Последовательные порты UART

Модуль имеет три порта UART:

  • UART1 — полностью независимый 8-проводной последовательный интерфейс. Это основной UART.
  • UART2 — 2-проводной последовательный интерфейс, поддерживает только несколько AT-команд.
  • HOST UART — отладочный UART, предназначенный для загрузки, калибровки и т. д. модуля.

Порт UART1 является основным портом UART. Это стандартный 8-проводной последовательный интерфейс шины. Этот UART используется для всех связей с модулем: AT-команды, GPRS-данные, программирование и обновление программного обеспечения. Модуль определяется как DCE-устройство (рис. 7).

UART 1

Рис. 7. UART 1

UART2 поддерживает не все АТ-команды, подробности можно узнать в AT Command User Manual (рис. 8).

UART 2

Рис. 8. UART 2

HOST UART является отладочный UART, который используется для загрузки, калибровки других задач; он не поддерживает ни одну команду AT (рис. 9).

HOST UART

Рис. 9. HOST UART

Интерфейс SIM-карты

SIM-интерфейс G510 поддерживает стандарты GSM 11,11 и GSM 11,12, основанные на стандарте ISO/IEC 7816. Эти стандарты определяют электрические, сигнальные и протокольные спецификации SIM-карты GSM. Модуль поддерживает SIM-карты с питанием 1,8 и 2,85 В. При включении модуля сначала подается напряжение 1,8 В на вывод SIM_VCC; если не удается активировать SIM-карту, на вывод SIM_VCC подается 2,85 В. Схема подключения SIM-карты представлена на рис. 10.

Схема подключения SIM-карты

Рис. 10. Схема подключения SIM-карты

Аудиоканалы

Модуль G510 имеет на борту 2 аудиоканала (рис. 11).

Аудиоканалы

Рис. 11. Аудиоканалы

  • 1-й аудиоканал: микрофон.

Является активным аудиоканалом. Вход для микрофона имеет все необходимые цепи для поддержки прямого подключения к внешнему микрофону. Включает внутреннее напряжение смещения, которое может быть изменено AT-командой. Входной импеданс не ниже 5 MОм.

  • 1-й аудиоканал: приемник.

Активный выход для голосовых вызовов и DTMF-тонов. Выполнен в виде дифференциального выхода с 16-Ом импедансом.

  • 2-й аудиоканал: микрофон.

Канал может быть выбран с помощью AT-команд. Вход для микрофона содержит все необходимые цепи для поддержки прямого подключения к внешнему микрофону. Включает внутреннее напряжение смещения, которое может быть изменено AT-командой. Входной импеданс не ниже 5 MОм.

  • 2-й аудиоканал: динамик

Канал может быть выбран с помощью AT-команд. Выполнен в виде дифференциального выхода, и к нему можно подключать 8-Ом динамик.

Отладочный комплект, документы и программное обеспечение

Компания Fibocom предлагает отладочный комплект EVK-G510-Q50-EUR (рис. 12), достаточный для полноценного изучения всех функций модуля G510. В состав отладочного комплекта входят:

  • материнская плата с необходимыми разъемами и интерфейсами;
  • адаптер с модулем G510;
  • GSM-антенна;
  • кабель RS-232;
  • блок питания.
Отладочный комплект EVK-G510-Q50-EUR

Рис. 12. Отладочный комплект EVK-G510-Q50-EUR

Для полноценного и быстрого тестирования и разработки прибора с GSM-модулем G510 предоставляется полный комплект документов и драйверов на каждый из модулей Fibocom:

  • G510 Brochure (краткое описание модуля);
  • FIBOCOM Hardware User Manual (описание модуля);
  • FIBOCOM AT Command User Manual (описание AT-команд);
  • FIBOCOM AT Command User Manual ADD (описание дополнительных AT-команд);
  • G510 Hardware Design Application Note (рекомендации по подключению модуля);
  • G510 SMT Application Note (рекомендации по пайке модуля);
  • G5-Family Built-in IP Stack Application Note (пример использования встроенного TCP/IP-стека);
  • Audio Design Application Note (рекомендации по использованию аудио);
  • DTMF Decode Application Note (рекомендации по использованию встроенного DTMF-декодера);
  • GPRS Module Current Test Application Note (рекомендации по тестированию энергопотребления модуля при использовании GPRS);
  • MUX Application Note (рекомендации по применению MUX);
  • OpenCPU Software Remote Upgrade Application Note (руководство по удаленному обновлению пользовательского кода);
  • Record Application Note (руководство по использованию функции записи звука);
  • RF Antenna Design Application Note (рекомендации по разводке антенны);
  • SIM Design Application Note (рекомендации по подключению SIM-карты);
  • Software Application Note (рекомендации по использованию AT-команд);
  • UART Design Application Note (рекомендации по подключению UART);
  • G5-Family Software Upgrade Manual (руководство по обновлению прошивки и загрузки пользовательского кода);
  • G510 Hardware M2M User Manual (описание аппаратно-программных возможностей OpenCPU);
  • G5-Family M2M API User Manual (описание API-команд);
  • G5-Family M2M Program Application Note (описание примера пользовательского приложения).

Программное обеспечение:

  • G510 OpenCPU Demo (пример пользовательского приложения);
  • Fibocom upgradeV1.2 (утилита для обновления прошивки/приложения);
  • CSDTK 3,7 (среда разработки пользовательских приложений).

 

Заключение

Модуль G510 должен заинтересовать разработчиков в первую очередь своими малыми размерами, низким потреблением, богатой функциональностью и простотой внедрения в проекты. Инженеры «Премьер-электрик» прошли полную подготовку в техническом центре Fibocom для осуществления консультаций и помощи в разработке новых изделий с модулями Fibocom.

В ближайшее время ожидается выход на рынок модуля G530 уже со встроенными Wi-Fi и Bluetooth.

Литература
  1. premier-electric.ru/
  2. premier-kiosk.ru/
  3. fibocom.com/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

سكس عربي مصري مجاني sexauskunft.net سكسحر unblurred hentai nicehentai.com omega hentai chinki sex renklipornoo.net village naked dance hot x porn video hindipornsite.com heather jayne nude huge dick comics streamhentai.net hentai msngs
قصص وصور سكس wiwiuku.com مشاهدة أفلام سكس ラブホテル完全盗撮 浮気ドキュメント 禁断の関係 javshare.info とらぶるだいありー brawling go 132 hentaika.org all the way through futa www.indiansexmms pornhindivideo.com ftv hot live 福岡 風俗 図鑑 javwhores.mobi 日本で一番黒いgカップグラドルの絶倫性欲でハメ撮りsexしまくった日常を記録
x videos american fucktube24.com sex odia video 完全拘束イラマチオ 3 あべみかこ javpussy.net 300maan-316 xnxx miya khalifa indianpornsearch.com www.tamil sex videos どエロイ女のムチムチ肉感!ふにゃふにゃ星人 羽生ありさ freejavstreaming.net 生意気j○妹プリ尻挑発 telugu outdoor sex hindipornmovies.org mehreen kaur pirzada