一种低功耗物联网模块及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种低功耗物联网模块及其控制方法，尤其涉及一种采用本发明的MFSK890模块，尤其适合应用于单火线供电、电池供电等超低功耗需求的物联网模块。
【背景技术】
[0002]无线网络具有免连接线、安装位置不受空间限制等优点，但无线网络的可靠性依赖于供电方式、抗干扰能力等因素，特别是野外无线传感网络、电池供电的近场无线系统、智能家居中采用单火线取电技术作为电子系统供电方式的设备等，如单火线开关、智能家居中采用电池供电的门磁、门铃、RF遥控器、RFID卡、无线智能系统的主控模块等。系统功耗大其电池续航能力差导致无线网络寿命缩短；在单火线工作的电子系统中，由于电子系统和负载串联，功耗大则流经负载的电流大，容易引起负载的误动作，如单火线开关中功耗大引起负载LED灯的爆闪、荧光灯微亮等现象。因此大多数物联网系统必须采用超低功耗设计。
[0003]作为无线物联网的核心模块，其超低功耗电路和控制软件的设计是整个系统的关键技术。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种物联网模块，可在单火线供电、电池供电的无线物联网场景如遥控器、门磁、RFID读写器等应用中作为核心控制模块，满足其超低功耗的要求。
[0005]一种低功耗物联网模块，具有内置RF前端的CPU主芯片，包括天线、匹配网络、高通滤波器HPF、低通滤波器LPF、平衡网络C13、Ll、C3、接收端口 RFI和发送端口 RF0 ;
[0006]其中，接收端口，通过平衡网络C13、Ll、C3耦合到低通滤波器LPF ;
[0007]发射端口，通过耦合电容C14连接到低通滤波器LPF ;
[0008]低通滤波器LPF、高通滤波器HPF、匹配网络和天线顺序串联连接；
[0009]接收数据通过天线、匹配网络接收，并依次通过高通滤波器HPF，低通滤波器LPF，平衡网络C13、L1、C3，发送到接收端口 ；
[0010]发射数据通过发射端口、耦合电容C14耦合，并依次通过低通滤波器LPF，高通滤波器HPF，匹配网络，发送到天线进行发射。
[0011]所述物联网模块可采用一种低功耗控制方法，物联网模块的CPU设置为睡眠状态，并设置为RF前端触发唤醒的工作方式；设置RF前端按10?15: 1方式执行休眠与工作，即RF前端用不到10%的时间用于扫描RF前端是否接收到数据，如果没有接收到有效数据则进入睡眠模式，减少工作电流；当收到有效数据时，自动唤醒CPU处理，待处理完后自动进入睡眠模式。
[0012]优选的，物联网模块提高通信速率以缩短通信时间；每帧使用时间不到5mS。
[0013]优选的，当所述物联网模块仅使用单向发射模式时，CPU和RF前端均进入深度睡目民，由10 口电平触发唤醒，期间耗电量< 2 μ A。
[0014]一种低功耗控制模块，包括:
[0015]第一设置单元，用于设置CPU为睡眠状态，并设置为RF前端触发唤醒的工作方式；
[0016]第二设置单元，用于设置RF前端按10?15: 1方式执行休眠与工作，即RF前端用不到10%的时间用于扫描RF前端是否接收到数据；
[0017]判断单元，用于判断是否接收到有效数据；
[0018]模式切换单元，如果没有接收到有效数据则进入睡眠模式，减少工作电流；当收到有效数据时，自动唤醒CPU处理，待处理完后自动进入睡眠模式。
[0019]通过本发明中的物联网模块，可作为单火线开关、智能家居中采用电池供电的门磁、门铃、RF遥控器、RFID卡、无线智能系统的主控模块，满足了单火线供电、电池供电的工作场景中所需的超低功耗要求。同时，通过本发明中的控制方法，CPU设置成W0R(wake onrad1)模式，CPU 一直处于休眠状态，只有RF前端接收到有效数据才唤醒，降低了 CPU的功耗，并且RF前端设置成休眠工作状态，其中休眠工作时间比为10?15: 1，同时也降低了RF前端的功耗，解决了系统功耗大，电池续航能力差，导致无线网络寿命缩短的技术问题。
【附图说明】
[0020]图1为物联网模块功能引脚设计图；
[0021]图2为物联网模块的RF前端外围电路图；
[0022]图3为物联网模块超低功耗控制流程图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本发明做详细说明。
[0024]本发明的物联网模块采用MFSK890芯片进行电路设计。如图1所示为物联网模块功能引脚。
[0025]如图2所示为物联网模块的RF前端外围电路图，包括天线ANT、匹配网络、高通滤波器HPF、低通滤波器LPF、平衡网络C13、Ll、C3、接收端口 RFI和发送端口 RF0 ;接收端口和发射端口耦合至MFSK890模块的输入和输出引脚。
[0026]并且，接收端口 RFI，通过平衡网络C13、Ll、C3连接低通滤波器LPF ;
[0027]发射端口 RF0，通过耦合电容C14连接低通滤波器LPF ;
[0028]低通滤波器LPF、高通滤波器HPF、匹配网络和天线顺序串联连接；
[0029]接收数据通过天线、匹配网络接收，并依次通过高通滤波器HPF，低通滤波器LPF，平衡网络C13、L1、C3，发送到接收端口 ；
[0030]发射数据通过发射端口、耦合电容C14接收，并依次通过低通滤波器LPF，高通滤波器HPF，匹配网络，发送到天线进行发射。
[0031]该物联网模块的工作参数为:
[0032]频段:433.3mHZ、433.5mHZ
[0033]输出功率:+17dBM(可调)
[0034]接收灵敏度:-120dbm(2k速率)
[0035]使用速率:100kbps
[0036]空旷距离:> 300m
[0037]工作温度:-20 Γ?+85 Γ
[0038]电源电压:DC+2.0V ?+3.6V (典型值 +3.3V)
[0039]待机电流:A:接收端< 1mA (若使用于开关类产品)
[0040]B:深度睡眠< 2 μ A(若使用于