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广和通G510模组接入方案
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概述

G510是广和通推出的一款基于GPRS的通讯模组,本篇通过讲述如何通过G510模组把MCU接入到机智云云端,并实现通讯的方案。全篇文章的内容包括G510模组的管脚介绍、SIM卡连接、供电要求、串口定义以及固件烧写方法等,合作厂商在进行设备接入时请参照以下资料进行,以免造成不可控的错误。

模组接入准备

G510模组管脚图

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SIM卡连接方法

模块包含了一个 SIM 卡接口,这个接口符合 GSM 11.11 和 GSM 11.12 标准(基于 ISO/IEC 7816) 。

这些标准定义了 GSM SIM 卡的电气特性、 信令和协议规范。

模块不包含 SIM 卡槽。SIM 卡槽必须放在模块外部的用户开发板上。模块的 SIM 卡接口包括了所有必须的信号,这些信号被接到接口连接器,直接并全部连接到外部的 SIM 卡。模块支持 1.8V 或者 2.85V 电平自动识别。当模块在开机后,首先 SIM_VCC 向外部 SIM 卡输出 1.8V电压来建立通信。如果通信不成功,SIM_VCC 会再次输出 2.85V 电压,并和 SIM 卡建立通信。

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下图显示了一个典型的 SIM 卡接口,连接到模块。在模块开发板上,使用 MOLEX (PN 912283001 &912360001)SIM 卡槽,来实现这种连接方式。

无论 SIM_CD 是否使用,都必须上拉,保证 SIM 卡的检测稳定。模块内部已经将 SIM_DATA 信号上拉到 SIM_VCC,外围无需再上拉。

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SIM 卡接口和信号的设计特别重要。为了满足设计标准和规定,以下几点是必须要遵循的设计准则:

  • SIM 卡的位置以及 SIM 信号的走线,必须远离任何可能的电磁干扰源,像射频天线和数字开关信号等。

  • 在模块接口连接器和 SIM 卡槽之间,SIM 卡走线长度不应超过 100mm,这样满足 EMC 法则,同时提供信号的完整性。

  • 为了避免 SIM 卡时钟和数据信号 (SIM_CLK 和 SIM_DATA) 之间的串扰,建议在开发板上将它们隔开,最好是由大地隔开。

  • SIM 卡信号应使用低容性的保护性元器件进行 ESD 保护。建议使用 AVR M1005C270MAAB(TDK) ,并且 ESD 器件应该布局在 SIM 卡的附近

电源接入管理

模块必须由外部3.3V 到4.5V的直流电源单独供电, 而且电源必须在此电压下允许有 2.0A 的电流通过,此电流只是在 GSM 的时隙发送时的瞬态电流。 模块提供 2 个管脚由外部来供电,如下表

管脚号 管脚名 描述
9 VBAT 直流电源 VBAT = 3.3 V to 4.5 V
10 VBAT 推荐电源电压:4.0V

GSM 是时分多址,在发送时隙时会导致瞬时电流波动,由此会出现电压纹波现象。此时如果不处理妥当,这些频繁的电压纹波将会降低模块的性能。建议将此纹波控制在 300mV 以内。在任何情况下,模块的供电都不应该低于它的最小电压。为了降低纹波等对电源的影响,我们建议:

  • 在模块的电源输入端使用一颗1000uF或者更大的, 低ESR的电容。 这颗电容, 越靠近模块的VBAT管脚越好。
  • 使用低阻的电源,电源线和 LAYOUT 走线。
  • 电源走线越短越好。
  • 使用滤波电容给模块的供电滤波,如下表:
推荐的容值 功能 描述
1000 uF 电流纹波 降低发送时隙时对电源的影响,尽可能使用大容量电容
10 nF, 100 nF 数字开关噪声 滤除由时钟,数字信号引起的噪声
8.2 pF, 10 p DCS1800/PCS1900 MHz GSM 频段 滤除由 GSM 高频段传输中带来的杂波
33 pF, 39 pF GSM850/GSM900 MHz GSM 频段 滤除由 GSM 低频段传输中带来的杂波

串口的定义和使用

G510 有 3 个 UART 串口。

  • UART1 是一个完全独立的 8 线串行通信接口 (UART1). 这是主串口。默认端口配置为115200bps、 8 个数据位、1 个停止位和无奇偶校验。主要用于固件下载、log打印等。
管脚号 管脚名 描述 性能
19 UART1_TXD 模块发送数据 模块发送数据
18 UART1_RXD 推模块接收数据 模块接收数据
21 UART1_CTS 清空发送 模块切换接收
20 UART1_RTS 请求发送 模块提醒 DTE 接收
  • UART2 是一个 2 线串口,只支持部分 AT 命令,用于和MCU通信。UART 2 默认端口配置为 115200bps、8 个数据位、1 个停止位和无奇偶校验。
管脚号 管脚名 描述 性能
40 UART1_TXD 模块发送数据 G510发送数据
39 UART1_RXD 推模块接收数据 G510接收数据
  • HOST UART 是个 Debug UART,主要用来下载,校准,Trace 等,不支持 AT 命令。此口只在生产调试时使用,用户只需接测试点。

参考资料

如需获取更多的G510模组参考资料,请登陆广和通官方网站http://www.fibocom.com.cn/support/1-3-3.html 进行获取。
如需获取接入机智云平台参考资料,请登陆机智云官方网站文档中心http://docs.gizwits.com/zh-cn/overview/overview.html 进行获取。

搭建环境

焊接对应管脚

G510模组电路焊接:参照下方电路图,使用杜邦线连接以下管脚

管脚 参数
1 GND
10 VBAT
19 UART1_TXD
18 UART1_RXD
14 POWER_ON

连接模组

电脑插入USB转TTL串口模块,查看模块所在COM口

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使用杜邦线将USB转TTL串口模块与焊接好的G510模组连接。

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下载固件与烧写工具

下载G510的相对应的GAgent固件,打开烧写工具Fibocom_upgrade V1.3。

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烧写过程

步骤1.切断电源

先断开模组的供电(可拨掉VCC的杜邦线)。

步骤2.配置烧写软件

按照下图配置Fibocom_upgrade V1.3

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步骤3.进入烧写

重新接上模组的VCC供电,把power_on打到低电平(接GND),烧写工具会自动运行。

如果烧写失败,可能是模组还没开机,检查G510 开关机状态,VDD管脚电平为 0V 时,G510 处于关机状态,电平大于 2.85V 时,G510 处于开机状态。

当 POWER_ON 管脚信号为低电平并且持续超过 800ms 时,模块将开机。

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效果验证

1.使用杜邦线将USB转TTL串口模块与G510模组的UART2(注意:和烧录固件的不是同一串口)连接。

G510模组管脚 连接USB转TTL管脚
1:GND GND
10:VBAT VCC
39:UART2_RXD TRX
40:UART2_TXD TXD

2.使用机智云XPG助手模拟MUC功能。

按照下图配置,更多使用方法请点击这里

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3.另外,可以再增加一个USB转TTL模块,通过接G510的UART1串口来输出LOG日志,可以看见G510连接GAgent的过程。

G510模组管脚 连接USB转TTL管脚
1:GND GND
18:UART1_RXD TRX
19:UART1_TXD TXD

注:波特率为:115200
注意:由于没有连接SIM卡,所以模组无法真正的连上网络,会一直报错。

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