TIDA-00816

电网物联网参考设计：使用低于 1GHz 射频连接故障指示灯、数据收集器和微型 RTU

TIDA-00816

设计文件

概述

根据 TIDA-00816 参考设计，在多个传感器节点（本例中为故障通道指示灯）和使用 TI 15.4 堆栈的收集器之间的星形网络中，使用低于 1GHz 的无线信号进行通信。此设计使用高架故障通道指示灯 (FPI) 和配电自动化中的数据收集器作为应用场景，针对近距离（小于 50m）低功耗进行了优化。TI 的 Simplelink 系列的 CC1310 器件是一款高度集成的单芯片解决方案，结合了低于 1GHz 射频 (RF) 收发器和 ArmTM CortexTM M3 MCU。TI 15.4 堆栈用于配置美国、ETSI 和中国频段的信标模式通信。通过优化发射功率电平（0 至 +10dBm）和信标间隔（0.3–5s），电流消耗数据可用于 1–300 字节 50kbps 数据速率的单个数据包数据传输。

特性

适用于 FPI、数据收集器、变电站和配电自动化终端设备的低功耗短距离通信（小于等于 50 米）：
- 接收低于 6mA 的电流，发送低于 16mA（在 +10dBm 条件下）的电流
- 星型网络中信标间隔（接收模式下的传感器节点）为五秒时平均电流消耗低于 20µA
- 为美国 (915MHz)、ETSI (868MHz) 和中国 (433MHz) 频段提供电流消耗数据
在电网自动化中集成低功耗射频，提供了以下方面的详细信息：
- 网络设置
- 信标传输和接收
- 数据交换
- 故障识别和数据通信
使用 CC1310 的优势：

低有源射频和微控制器 (MCU) 电流消耗，待机电流为 0.7µA（RTC 运行，RAM 和 CPU 保持）
TI 15.4 堆栈用于配置收集器和传感器（故障指示灯）节点之间的信标型通信
TI SimpleLinkTM 平台支持实现与 MCU 组合的无缝集成

工业

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设计文件和产品

设计文件

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Design guide — TIDA-00816

ZHCU541.PDF (2367 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

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Schematic — TIDA-00816

TIDRWY5.PDF (14 K)

设计布局和元件的详细原理图

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Bill of materials (BOM) — TIDA-00816

TIDRWY6.PDF (43 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

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Assembly drawing — TIDA-00816

TIDRWY7.PDF (72 K)

元件放置方式设计布局的详细原理图

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CAD/CAE symbol — TIDA-00816

TIDRWY9.ZIP (2472 K)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

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Gerber file — TIDA-00816

SWRC319B.ZIP (5640 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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Gerber file — TIDA-00816

TIDCEU5.ZIP (275 K)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

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PCB layout — TIDA-00816

TIDRWY8.PDF (947 K)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

Arm Cortex-M4 MCU

TM4C1294NCPDT — 具有 120MHZ 频率、1MB 闪存、256KB RAM、USB 和 ENET MAC+PHY、基于 Arm Cortex-M4F 的 32 位 MCU

数据表: PDF

ESD 保护二极管

TPD6E004 — 适用于高速接口的 6 通道、1.6pF、5.5V、8kV ESD 保护二极管

数据表: PDF | HTML

Sub-1GHz 无线 MCU

CC1310 — 具有 128kB 闪存的 SimpleLink™ 32 位 Arm Cortex-M3 低于 1GHz 无线 MCU

数据表: PDF | HTML

并联电压基准

LM4040 — 固定和电压、45µA、精密微功耗并联电压基准

数据表: PDF | HTML

方向控制型电压转换器

SN74AVC4T245 — 具有可配置电压电平转换的四位双电源总线收发器

数据表: PDF | HTML

线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS796 — 具有使能功能的 1A、低压降稳压器

数据表: PDF | HTML

开始开发

硬件

评估板

LAUNCHXL-CC1310 — SimpleLink™ 低于 1GHz 无线微控制器 (MCU) LaunchPad™ 开发套件

开始使用此 LaunchPad 来进行开发：
第 1 步：购买 cc1310 LaunchPad
第 2 步：下载 cc13x0 SDK
第 3 步：接受 CC13x0 SimpleLink Academy 培训

SimpleLink™ 低于 1GHz CC1310 无线微控制器 (MCU) LaunchPad™ 开发套件是具有低于 1GHz 无线电的首个 LaunchPad 套件，其与单芯片上的 32 位 ARM® Cortex®-M3 处理器组合，提供远距离连接。

CC1310 器件是一款面向低功耗、远距离无线应用的无线 MCU。CC1310 无线 MCU 包含一个作为主处理器以 (...)

用户指南: PDF

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设计指南	电网物联网参考设计：连接故障指示灯、数据收集器和微型 RTU		英语版		2018年 8月 28日

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概述

特性

工业

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产品

TM4C1294NCPDT — 具有 120MHZ 频率、1MB 闪存、256KB RAM、USB 和 ENET MAC+PHY、基于 Arm Cortex-M4F 的 32 位 MCU

TPD6E004 — 适用于高速接口的 6 通道、1.6pF、5.5V、8kV ESD 保护二极管

CC1310 — 具有 128kB 闪存的 SimpleLink™ 32 位 Arm Cortex-M3 低于 1GHz 无线 MCU

LM4040 — 固定和电压、45µA、精密微功耗并联电压基准

SN74AVC4T245 — 具有可配置电压电平转换的四位双电源总线收发器

TPS796 — 具有使能功能的 1A、低压降稳压器

开始开发

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