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设计与开发
参考设计

TIDA-00816

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

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TIDA-00816

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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
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设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件，加快您的设计过程。

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ZHCU541.null (null KB)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

download Assembly drawing — TIDA-00816
TIDRWY7.PDF (73 KB)

元件放置方式设计布局的详细原理图

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00816
TIDRWY6.PDF (44 KB)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

download CAD/CAE symbol — TIDA-00816
TIDRWY9.ZIP (2472 KB)

IC 元件的 3D 模型和 2D 图纸使用的文件

download Gerber file — TIDA-00816
SWRC319B.ZIP (5641 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

download Gerber file — TIDA-00816
TIDCEU5.ZIP (276 KB)

包含设计 PCB 物理板层信息的设计文件

download PCB layout — TIDA-00816
TIDRWY8.PDF (947 KB)

用于生成 PCB 设计布局的 PCB 层图文件

download Schematic — TIDA-00816
TIDRWY5.PDF (15 KB)

设计布局和元件的详细原理图

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

General-purpose MCUs

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
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
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
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
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

开始开发

硬件开发

评估板

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

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 (...)
支持的产品和硬件

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硬件开发
参考设计
TIDA-00816 — 电网物联网参考设计：使用 Sub-1GHz 射频连接故障指示灯、数据收集器和微型 RTU TIDC-01002 — 适用于 TI-RTOS 系统的 SimpleLink™ Sub-1 GHz 传感器到云网关
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LAUNCHXL-CC1310 — SimpleLink™ 低于 1GHz 无线微控制器 (MCU) LaunchPad™ 开发套件

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TIDA-00816 — 电网物联网参考设计：使用 Sub-1GHz 射频连接故障指示灯、数据收集器和微型 RTU TIDC-01002 — 适用于 TI-RTOS 系统的 SimpleLink™ Sub-1 GHz 传感器到云网关
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类型 标题 下载最新的英语版本 日期
* 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 2018-8-28
白皮书 实现电网现代化以提高电网的互联度、可靠性和安全性 (Rev. B) PDF | HTML 英语版 (Rev.B) PDF | HTML 2023-4-19
技术文章 Benefits of using Sub-1 GHz connectivity for grid asset monitoring, protection and PDF | HTML 2020-5-28

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