物联网Zigbee射频模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种物联网Zigbee射频模块，其包括ZigBee主控芯片、信号功率放大器、第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、外置Flash单元和射频天线，ZigBee主控芯片与第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、信号功率放大器均双向连接，信号功率放大器和射频天线双向连接，外置Flash单元通过SPI接口和ZigBee主控芯片双向连接；所述ZigBee主控芯片采用型号为CC2530的芯片实现，信号功率放大器采用型号为CC2591的芯片实现。
【专利说明】
物联网Z i gbee射频模块
技术领域
[0001]本实用新型涉及无线传输装置，具体涉及一种基于物联网的Zigbee射频模块。
【背景技术】
[0002] Zigbee是部署无线传感器网络的新技术。它是一种短距离、低速率无线网络技术， 是一种介于无线标记技术和BlueTooth之间的技术提案。ZigBee协议是由ZigBee联盟制定 的无线通信标准，该联盟成立于2001年8月。2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱电 气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞利浦半导体公司共同宣布加入ZigBee联盟，研发名 为"ZigBee"的下一代无线通信标准，这一事件成为该技术发展过程中的里程碑。ZigBee联 盟现有的理事公司包括BM Group，Ember公司，飞思卡尔半导体，Honeywell，三菱电机，摩托 罗拉，飞利浦，三星电子，西门子，及德州仪器。ZigBee联盟的目的是为了在全球统一标准上 实现简单可靠、价格低廉、功耗低、无线连接的监测和控制产品进行合作，并于2004年12月 发布了第一个正式标准。
[0003] 随着智能家居物联网行业的快速发展，鉴于ZigBee的低成本、低复杂度、低功耗、 自组网等特点，ZigBee技术被广泛的用于该领域。目前市面上ZigBee模块形态各异:封装大 小各不相同；传输距离远近各异;天线形式也或用陶瓷天线，或用PCB天线，或用IPEX天线， 或用棒状天线；各自使用各自的协议;无法通用，也无法实现相互联动。另外，现有的ZigBee 模块因具有各类接□电路，包括RS485、USB、外部电源、DEBUG接□，时序控制电路等，结构 比较复杂、且zigbee电路体积占用比大，导致整个产品的体积变大且功耗更高。 【实用新型内容】
[0004] 因此，针对上述的问题，本实用新型提出结构小巧且低功耗的物联网Zigbee射频 模块，对现有的Zigbee射频电路进行改进，解决现有技术之不足。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，物联网Zigbee射频模 块，包括ZigBee主控芯片、信号功率放大器、第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、外置 FI ash单元和射频天线，Z i gBee主控芯片与第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、信号功 率放大器均双向连接，信号功率放大器和射频天线双向连接，外置Flash单元通过SPI接口 和ZigBee主控芯片双向连接;所述ZigBee主控芯片采用型号为CC2530的芯片实现，信号功 率放大器采用型号为CC2591的芯片实现。
[0006] 进一步的，所述射频天线包括板载PCB天线和IPEX天线。
[0007] 进一步的，所述第一晶振电路是32MHz晶振电路，所述第二晶振电路是32.768KHZ 晶振电路，分别为系统正常工作模式和休眠模式时候提供时钟信号。
[0008] 进一步的，该物联网Zigbee射频模块采用邮票孔封装，封装后大小为33.5mm X 21mm，具有32个管脚。
[0009] 进一步的，该物联网Zigbee射频模块包括多个10口、1路UART接口、1路JTAG接口、7 路ADC接口和1路PWM接口。
[0010] 本实用新型的物联网Zigbee射频模块为采用TI方案设计的一款ZigBee模块，满足 IEEE 802.15.4协议。与现有技术相比，具有如下优点：
[0011] 1、采用小型化QFN邮票孔封装，结构小巧，方便植入各种设备；
[0012] 2、兼容板载PCB天线和外置IPEX天线，便于用户根据实际需求选用；
[0013] 3、ZigBee主控芯片提供工作模式和休眠模式，且采用两个晶振电路别为系统正常 工作模式和休眠模式时候提供时钟信号，大大降低了系统功耗；
[0014] 4、具有丰富的接口（多个10 口、1路UART接口、1路JTAG接口、7路ADC接口和1路PWM 接口）;且外置SPI接口 Flash单元，支持远程无线升级，不怕中途断电。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的物联网Zigbee射频模块的原理框图；
[0016]图2为本实用新型的物联网Zigbee射频模块的封装示意图；
[0017]图3为本实用新型的物联网Zigbee射频模块的电路原理图。
【具体实施方式】
[0018] 现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0019] 参见图1，本实用新型的物联网Zigbee射频模块，包括ZigBee主控芯片、信号功率 放大器、第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、外置Flash单元和射频天线，ZigBee主控芯 片与第一晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、信号功率放大器均双向连接，信号功率放大器 和射频天线双向连接，外置Flash单元通过SPI接口和ZigBee主控芯片双向连接。射频天线 包括板载PCB天线和IPEX天线。进一步的，第一晶振电路是32MHz晶振电路，第二晶振电路是 32.768KHZ晶振电路，分别为系统正常工作模式和休眠模式时候提供时钟信号。
[0020] 参见图2,该物联网Zigbee射频模块采用邮票孔封装，封装后大小为33.5mm X 21mm，具有32个管脚。
[0021]作为一个具体的实例，参见图3,该物联网Zigbee射频模块为采用TI方案设计的一 款218866模块，满足比￡￡ 802.15.4协议。218866主控芯片：采用型号为〇：2530 ?2561^八的 芯片实现，拥有256KB片上的Flash和8KB的RAM;VQFN40封装，可将模块的非常小；支持2~ 3.6V宽范围供电，最低休眠功耗仅0.4uA，用于一些小型便携式设备中，可以用纽扣电池供 电，且拥有超长待机时间。
[0022] 信号功率放大器采用型号为CC2591的芯片实现，最大可编程输出功率22dBm。片内 集成T/R转换器、网络匹配、巴伦、功率放大器、低噪声放大器。可用极少的外围电路。
[0023]晶振电路设有两个，分别提供32MHz和32.768KHz的晶振信号，32MHz用于主控芯片 正常工作模式，32.768KHz则在休眠模式为系统提供时钟。
[0024]外置Flash单元:采用SPI接口，用于模块在线升级，升级过程先将升级固件下载到 Flash中，下载完成后再写入ZigBee主控芯片片上Flash，确保升级过程中不会因为不小心 断电导致设备无法使用。
[0025]射频天线包含了板载PCB天线和IPEX天线，在对传输距离要求较近时，可以使用板 载PCB天线；需要较远距离传输时，可以找专业天线制造厂匹配外置IPEX天线。
[0026]另外，该物联网Zigbee射频模块拥有丰富的接口，便于用户使用，具体包括多个10 口、1路UARTQJniversal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步接收发送）接口、 1 路JTAG(Joint Test Action Group，联合测试工作组）接口、7路ADC(Analog-to_Digital Converter，模数转换)接口和1路PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)接口，列表 如下：
[0028]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应 该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节 上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 物联网Zigbee射频模块，其特征在于：包括ZigBee主控芯片、信号功率放大器、第一 晶振电路、第二晶振电路、SPI接口、外置Flash单元和射频天线，ZigBee主控芯片与第一晶 振电路、第二晶振电路、SPI接口、信号功率放大器均双向连接，信号功率放大器和射频天线 双向连接，外置Flash单元通过SPI接口和ZigBee主控芯片双向连接;所述ZigBee主控芯片 采用型号为CC2530的芯片实现，信号功率放大器采用型号为CC2591的芯片实现。2. 根据权利要求1所述的物联网Zigbee射频模块，其特征在于:所述射频天线包括板载 PCB天线和IPEX天线。3. 根据权利要求1所述的物联网Zigbee射频模块，其特征在于：所述第一晶振电路是 32MHz晶振电路，所述第二晶振电路是32.768KHz晶振电路。4. 根据权利要求1所述的物联网Zigbee射频模块，其特征在于:该物联网Zigbee射频模 块包括多个I 〇 口、1路UART接口、1路JTAG接口、7路ADC接口和1路PWM接口。5. 根据权利要求1或2或3或4所述的物联网Zigbee射频模块，其特征在于：该物联网 Zigbee射频模块采用邮票孔封装，封装后大小为33.5mmX 21mm，具有32个管脚。
【文档编号】H04B1/40GK205453681SQ201620168767
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】何叶龙, 胡志敏, 马延文, 阮赐朋, 顾蒙
【申请人】浙江风向标科技有限公司