Uživatelská příručka modulu SJIT SFM20R4 Quad Mode

Režimy: Sigfox, BLE, WiFi, GPS
Hlavní informace o čipsetu:
- SigFox: ON Semiconductor AX-SFUS-1-01
- BLE: Nordic Semiconductor nRF52832
- WiFi: ESPRESIF ESP8285
- GPS (GLONASS): UBLOX UBX-G8020

Návod k použití produktu

Nadview
Modul SFM20R4 je všestranný modul se čtyřmi režimy podporující technologie Sigfox, BLE, WiFi a GPS. Lze jej použít pro různé aplikace včetně nízkoenergetického sledování s určením polohy pomocí WiFi nebo GPS.
Hardwarová architektura
Viz blokové schéma pro interní a externí komponenty modulu SFM20R4.

Provozní popis
- SIGFOX
  Modul využívá síť Sigfox pro přenos a příjem zpráv v RCZ4 (Austrálie, Nový Zéland).
- BLE
  Funkce Bluetooth Low Energy založená na Nordic Semiconductor nRF52832.
- WIFI
  Využívá frekvenci 2.4 GHz pro vysokorychlostní přenos a příjem dat.
- GPS (GLONASS)
  Technologie GPS/GLONASS se používá pro určení polohy a přenos informací o poloze přes Sigfox.
Vlastnosti
- SIGFOX:
  - Funkce Sigfox up-link a down-link řízená AT příkazy
  - Snímač teploty
  - Ultra nízká spotřeba energie
  - Vysoce výkonný úzkopásmový Sigfox
- BLE:
  - Založeno na Nordic Semiconductor nRF52832 Bluetooth Smart Soc
- WIFI:
  - 2.4 GHz přijímač a vysílač
  - Vysokorychlostní hodinové generátory a krystalový oscilátor
  - Hodiny reálného času
  - Předpojatost a regulátory
  - Správa napájení
- GPS (GLONASS):
  - UBLOX 8 polohový engine s více než 2 miliony efektivních korelátorů
  - Rychlá doba pořízení

Často kladené otázky

Otázka: Jaký je frekvenční rozsah pro přenos Sigfox?
A: Frekvenční rozsah pro přenos Sigfox v RCZ4 (Austrálie, Nový Zéland) je specifikován jako Uplink(TX) a Downlink(RX).
Otázka: Jak je u každé technologie udržována časová základna rádiové frekvence?
A: – SIGFOX: TCXO (48MHz) pro RF frekvenci – BLE: Externí 32.768 kHz krystal pro RTC – WIFI: Krystalová frekvence je 26 MHz – GPS(GLONASS): TCXO (26MHz) pro RF frekvenci

Zavedení

Modul SFM20R4 je modul se čtyřmi režimy podporující Sigfox, BLE, WiFi a GPS.
Tento modul může odesílat a přijímat zprávy pomocí sítě SIGFOX.
Typické aplikace mohou být použity jako nízkoenergetické sledovací zařízení.
Aplikace používá k určení polohy WIFI nebo GPS. Poté odešle informace o poloze přes SIGFOX. Bude také přenášet další informace, jako je teplota, akcelerometr a tak dále.

Hardwarová architektura

Informace o hlavní čipové sadě

Položka	Prodejce	Číslo dílu
SigFox	ON polovodič	AX-SFUS-1-01
BLE	NORDIC polovodič	nRF52832
WIFI	ESPRESIF	ESP8285
GPS (GLONASS)	UBLOX	UBX-G8020

Blokové schéma obvodu
Hlavní interní a externí blokové schéma SFM20R4 je znázorněno na obrázku 1-1.

Provozní popis

SIGFOX
- SIGFOX je schopen přenášet a přijímat zprávy pomocí sítě SIGFOX.
- Tento modul je určen pro RCZ4 (Austrálie, Nový Zéland).
BLE
- Bluetooth 4.2 optimalizovaný pro aplikace s nízkou spotřebou.
- RADIO obsahuje 2.4 GHz rádiový přijímač a 2.4 GHz rádiový vysílač, který je kompatibilní s
- Proprietární režimy rádia 1 Mbps a 2 Mbps společnosti Nordic navíc k nízkoenergetickému režimu Bluetooth® 1 Mbps.
WIFI
ESP8285 implementuje TCP/IP, plný WLAN MAC protokol 802.11 b/g/n/e/i a specifikaci Wi-Fi Direct. Podporuje nejen operace základní sady služeb (BSS) pod funkcí distribuovaného řízení (DCF), ale také skupinový provoz P2P v souladu s nejnovějším protokolem Wi-Fi P2P. Nízkoúrovňové protokolové funkce jsou zpracovány automaticky pomocí ESP8285.
- RTS/CTS
- potvrzení
- fragmentace a defragmentace
- agregace
- zapouzdření rámu (802.11h/RFC 1042)
- automatické monitorování/skenování majáku a
- P2P Wi-Fi Direct
  Pasivní nebo aktivní skenování, stejně jako procedura zjišťování P2P, se provádí autonomně, jakmile je iniciován příslušným příkazem. Správa napájení je řešena s minimální interakcí s hostitelem, aby se minimalizovala doba aktivního provozu.
GPS (GLONASS)
Aplikace používá k určení polohy GPS (GLONASS). Poté odešle informace o poloze přes SIGFOX. Bude také přenášet další informace, jako je teplota, akcelerometr a tak dále.

Vlastnosti

SIGFOX
- Funkce Sigfox up-link a down-link řízená AT příkazy
- Snímač teploty
- Ultra nízká spotřeba energie
- Vysoce výkonný úzkopásmový Sigfox
BLE

Založeno na Nordic Semiconductor nRF52832 Bluetooth Smart Soc (ARM Cortex –M4F, 512 KB flash a 64 KB RAM vestavěné)
Podpora více protokolů s extrémně nízkou spotřebou
Bezdrátová aplikace BLE

Vyhovuje specifikaci Bluetooth verze 4.2 (LE single mode).
Externí rozhraní: 32 GPIO pinů pro NFC (tag), SPI, TWI, UART, Crystal (32.768 kHz) a ADC
WIFI
- 2.4 GHz přijímač
- 2.4 GHz vysílač
- Vysokorychlostní hodinové generátory a krystalový oscilátor
- Hodiny reálného času
- Předpojatost a regulátory
- Správa napájení

GPS (GLONASS)
Blox 8 position engine s: více než 2 miliony efektivních korelátorů
- až 1 s pořizovací čas
- rychlost aktualizace navigace až 18 Hz v režimu jednoho GNSS
- Podporuje GPS a GLONASS, stejně jako SBAS a QZSS
- Podporuje u-blox AssistNow Online / AssistNow Offline A-GNSS služby a je kompatibilní s OMA SUPL 1.0
- Podporuje u-blox's AssistNow Autonomous (nevyžaduje připojení)
- Podporuje krystalový oscilátor a TCXO
- Podporuje vestavěný DC/DC měnič a inteligentní, uživatelsky konfigurovatelnou správu napájení
- Podporuje protokolování dat, počítadlo kilometrů, geo-fencing, detekci spoofingu a ochranu integrity zpráv.

Časová základna RF frekvence

SIGFOX
Pro frekvenci Sigfox RF je TCXO (48 MHz) referenční hodinou.
BLE
- Použití externího 32.768 kHz krystalu pro RTC.
- Krystalový oscilátor 64 MHz (HFXO) je řízen externím krystalem 32 MHz.
WIFI
- Vysokofrekvenční hodiny na ESP8285 se používají k pohonu vysílacích i přijímacích směšovačů.
- Tyto hodiny jsou generovány vnitřním krystalovým oscilátorem a externím krystalem. Frekvence krystalu je 26 MHz.
GPS (GLONASS)
- RTC je řízen interně oscilátorem 32.768 Hz, který využívá externí krystal RTC.
- Pro frekvenci GPS (GLONASS) RF je TCXO (26 MHz) referenční hodinou.

Přenos

SIGFOX
Cesta Tx vytváří signál modulovaný DBPSK. modulovat RF signál generovaný syntezátorem. Modulovaný RF signál je přiváděn do integrovaného RX/TX přepínače a anténního rozhraní a poté ven z AX-SFUS-1-01.
BLE
- RADIO obsahuje 2.4 GHz rádiový přijímač a 2.4 GHz rádiový vysílač, který je kompatibilní s
- Proprietární režimy rádia 1 Mbps a 2 Mbps společnosti Nordic navíc k nízkoenergetickému režimu Bluetooth® 1 Mbps.
WIFI
Vysílač 2.4 GHz převádí kvadraturní signály základního pásma na 2.4 GHz a pohání anténu vysoce výkonným výkonem CMOS amplifikátor. Funkce digitální kalibrace dále zlepšuje linearitu výkonu amplifier, který umožňuje nejmodernější výkon při poskytování průměrného výkonu +19.5 dBm pro přenos 802.11b a +16 dBm pro přenos 802.11n.
Další kalibrace jsou integrovány pro vyrovnání jakýchkoli nedokonalostí rádia, jako jsou:
- Únik nosiče
- I/Q fázové přizpůsobení
- Nelinearity základního pásma
  Tyto vestavěné kalibrační funkce zkracují dobu testování produktu a činí testovací zařízení zbytečným.
Přijímač
- SIGFOX
  Cesta Rx může přijímat signál 922.3 MHz a šum amplifier je zabudován do vnitřku čipu, it ampzesiluje přijímaný signál nízkým šumem amplifier podle intenzity příjmu, a amplifikovaný signál je převeden na digitální signál prostřednictvím ADC, pakety budou interpretovány.
BLE
RADIO obsahuje 2.4 GHz rádiový přijímač a 2.4 GHz rádiový vysílač, který je kompatibilní s proprietárními 1 Mb/s a 2 Mb/s rádiovými režimy Nordic, navíc k 1 Mb/s Bluetooth® režimu s nízkou spotřebou energie.
WIFI
Přijímač 2.4 GHz down-konvertuje RF signály na signály kvadraturního základního pásma a převede je do digitální domény pomocí 2 vysokorychlostních ADC s vysokým rozlišením. Pro přizpůsobení se měnícím se podmínkám signálového kanálu jsou v ESP8285 integrovány RF filtry, automatické řízení zisku (AGC), obvody pro zrušení DC offsetu a filtry v základním pásmu.

GPS (GLONASS)
Čipy GNSS u-blox 8 jsou samostatné přijímače GNSS, které mohou přijímat a sledovat signály GPS nebo GLONASS. Ve výchozím nastavení jsou přijímače u-blox 8 nakonfigurovány pro GPS, včetně příjmu SBAS a QZSS. Pokud je spotřeba energie klíčovým faktorem, pak by měly být QZSS a SBAS deaktivovány.

Podrobnosti o produktu

SIGFOX
Modulace dat
- TX: DBPSK
- RX: 2GFSK
Frekvence:

Zóna Sigfox Uplink (TX) Downlink (RX)

RCZ4
(Austrálie, Nový Zéland)
920.8 MHz 922.3 MHz
BLE
- Modulace dat: GFSK
- Frekvence: 2402-2480 MHz
WIFI
- Modulace dat:
- DSSS:CCK,BPSK,QPSK pro 802.11b
- OFDM:BPSK,QPSK,16QAM,64QAM pro 802.11g,n (HT20)
- Frekvenční rozsah: 2412-2484MHz
- GPS (GLONASS)
- Modulace dat: BPSK
- Frekvence:
GPS: 1575.42 MHz
GLONASS: Kolem 1602 MHz

Tolerance výstupního výkonu

SIGFOX Výstupní výkon: +/- 1.5dB
BLE Výstupní výkon: +/- 4.0dB

WIFI Výstupní výkon: +/- 2.5dB

SFM20R4 Kategorie signálu

Simultánní přenos

Výstražná prohlášení

Výstražná prohlášení

Prohlášení FCC část 15.19:
Toto zařízení vyhovuje části 15 pravidel FCC. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám: (1) toto zařízení nesmí způsobovat škodlivé rušení a (2) toto zařízení musí akceptovat jakékoli přijaté rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz.

Prohlášení FCC část 15.21
Jakékoli změny nebo úpravy, které nejsou výslovně schváleny stranou odpovědnou za shodu, mohou zrušit oprávnění uživatele provozovat toto zařízení

Modulární prohlášení o schválení
Regulační oznámení pro hostitelského výrobce podle KDB 996369 D03 OEM Manual

Tomuto modulu bylo uděleno modulární schválení podle níže uvedených částí pravidel FCC.
Části pravidel FCC 15C (15.247)

Shrňte konkrétní podmínky provozního použití
OEM integrátor by měl používat ekvivalentní antény, které jsou stejného typu a mají stejný nebo menší zisk než anténa uvedená níže v tomto návodu.

Omezený modul Postupy
Tento modul je certifikován jako omezené modulární schválení kvůli absenci obou podmínek typové konektorové antény, takže výrobce hostitele musí postupovat podle pokynů pro instalaci vysvětlených níže.

1. Návod k instalaci antény

Použitá anténa musí být použita se specifikovaným typem antény a maximálním ziskem antény, jak je uvedeno níže:
- Typ antény: Externí dipól
- Max. špičkový zisk antény: 2.01 dBi (Sigfox) / 4.44 dBi (BLE, Wi-Fi)
  Pokud je použit jiný typ antény nebo anténa s vyšším ziskem, je vyžadována další autorizace.

Výrobce OEM, odpovědný za instalaci tohoto modulu do hostitelského zařízení, musí zajistit, aby koncoví uživatelé neměli přístup k anténě a konektoru, v souladu s FCC oddílem 15.203.
anténní konektor nesmí být při instalaci do hostitelského zařízení přístupný pro koncového uživatele a hostitelské zařízení musí zajistit, aby byl modul a anténa nainstalovány podle pokynů pro instalaci.

Seznam antén
Anténa certifikovaná tímto modulem je uvedena níže.

Typ antény: Externí dipól
1) INNO-EWFSWS-151
Max. špičkový zisk antény: 4.44 dBi (BLE, Wi-Fi)
2) INNO-EL9SWS-149
Max. špičkový zisk antény: 2.01 dBi (Sigfox)

Výrobce hostitele nesmí používat jiné typy antén a anténu se ziskem, který přesahuje hodnoty
uvedené v tomto dokumentu.

Úvahy o vystavení RF

Modul byl certifikován pro integraci do produktů pouze OEM integrátory za následujících podmínek:
Anténa (antény) musí být instalována tak, aby byla mezi zářičem (anténou) a všemi osobami po celou dobu zachována minimální vzdálenost alespoň 20 cm.
Vysílací modul nesmí být umístěn nebo pracovat ve spojení s jinou anténou nebo vysílačem, s výjimkou postupů FCC pro více vysílačů.

Mobilní použití

Pokud jsou splněny tři výše uvedené podmínky, další testování vysílače nebude nutné.
OEM integrátoři by měli ve svých příručkách ke koncovým produktům poskytnout koncovým uživatelům minimální vzdálenost.

Označení konečného produktu
Modul je označen vlastním FCC ID. Pokud FCC ID není viditelné, když je modul nainstalován uvnitř jiného zařízení, musí být na vnější straně zařízení, do kterého je modul nainstalován, také zobrazen štítek odkazující na přiložený modul. V takovém případě musí být konečný produkt označen na viditelném místě následujícím způsobem:

Obsahuje FCC ID: 2BEK7SFM20R4
Obsahuje IC: 32019-SFM20R4

Informace o testovacích režimech a dalších testovacích požadavcích
OEM integrátor je stále zodpovědný za testování jejich koncového produktu z hlediska jakýchkoli dalších požadavků na shodu vyžadovaných s tímto nainstalovaným modulem (napřample, emise digitálních zařízení, požadavky na periferní zařízení PC, další vysílač v hostiteli atd.).

Dodatečné testování, Část 15 Hlava B vyloučení odpovědnosti
Konečný hostitelský produkt také vyžaduje testování shody podle části 15 podčásti B s nainstalovaným modulárním vysílačem, aby byl řádně autorizován pro provoz jako digitální zařízení podle části 15.

Informace v příručce pro koncového uživatele
OEM integrátor si musí být vědom, že neposkytne koncovému uživateli informace o tom, jak nainstalovat nebo odstranit tento RF modul nebo změnit parametry související s RF v uživatelské příručce koncového produktu.

Poznámka: Úvahy o EMI
Všimněte si, že výrobci hostitele se doporučuje použít D04 Module Integration Guide doporučující jako „nejlepší postup“ testování a vyhodnocení RF konstrukčního inženýrství v případě, že nelineární interakce generují další nevyhovující limity kvůli umístění modulu do hostitelských komponent nebo vlastností.
Pro samostatný režim viz pokyny v D04 Module Integration Guide a pro simultánní režim; vidět
D02 Modul Q&A Otázka 12, která umožňuje hostitelskému výrobci potvrdit shodu.

Jak provést změny
Vzhledem k tomu, že pouze příjemci grantu mohou provádět povolené změny, pokud bude modul používán jinak, než bylo uděleno, kontaktujte výrobce modulu na níže uvedených kontaktních informacích.

Kontaktní údaje: wskim@seongji.co.kr/ +82-31-223-7048

Toto zařízení vyhovuje standardu RSS bez licence Industry Canada. Provoz podléhá následujícím dvěma podmínkám:

toto zařízení nesmí způsobovat rušení a
toto zařízení musí akceptovat jakékoli rušení, včetně rušení, které může způsobit nežádoucí provoz zařízení.

RSS-GEN, Sek. 6.8
Tento rádiový vysílač [32019-SFM20R4] byl schválen organizací Innovation, Science and Economic Development Canada pro provoz s níže uvedenými typy antén s uvedeným maximálním přípustným ziskem. Typy antén neuvedené v tomto seznamu, které mají zesílení větší než maximální zesílení uvedené pro kterýkoli z uvedených typů, je přísně zakázáno používat s tímto zařízením.

Typ antény: Externí dipól
INNO-EWFSWS-151
Max. špičkový zisk antény: 4.44 dBi (BLE, Wi-Fi)
INNO-EL9SWS-149
Max. špičkový zisk antény: 2.01 dBi (Sigfox)

Návrh trasování antény pro hostitelská zařízení

Rozvržení a rozměry trasy včetně specifických návrhů pro každý typ:

Rozvržení návrhu trasování, dílů, antény, konektorů a požadavků na izolaci;
- Všechny RF stopy musí mít 50 ohmové linky. Pro použití konektorů typu SMA jsou vyžadovány konektory. Anténa je vyžadována pro použití dipólové antény vyrobené společností Inno-Link. Co., Ltd.
  Při instalaci tohoto modulu do zařízení však nesmíte umožnit uživateli přístup ke konektoru antény, aby byla v souladu s FCC sekcí 15.203.
Pro každý typ antény musí být jasně popsány mezní hodnoty velikosti, tloušťky, délky, šířky, tvaru (tvarů), dielektrické konstanty a impedance;
- Anténa by měla být používána pouze anténa typu SMA vyrobená společností Inno-Link Co., Ltd. Jiné typy antén nejsou přijatelné.
Různé délky a tvary antén ovlivňují vyzařované vyzařování a každá konstrukce musí být považována za jiný typ; např. délka antény v násobcích frekvenční vlnové délky a tvaru antény (stopy ve fázi) může ovlivnit zisk antény a je třeba ji vzít v úvahu;
1. Jiné antény jsou nepřijatelné.

Vhodné díly podle výrobce a specifikace.
1. Pro anténu Sigfox, INNO-EL9SWS-149 nebo podobný díl vyrobený společností Inno-Link. Co., Ltd.
2. Pro anténu Wi-Fi 2.4 GHz, INNO-EL9SWS-151 nebo podobný díl vyrobený společností Inno-Link. Co., Ltd.
3. Pro anténu BT LE, INNO-EL9SWS-151 nebo podobný díl vyrobený společností Inno-Link. Co., Ltd.
Zkušební postupy pro ověření návrhu.
Výrobce by měl ověřit, že návrh trasování antény na desce plošných spojů odpovídá tomuto dokumentu Návrh trasování antény.

Anténní konektor zařízení připojíte ke vstupu měřicího přístroje. Nastavíte měřicí přístroj na správné možnosti pro každé frekvenční pásmo a provedete test, abyste získali výstupní výkon z anténního konektoru. Přípustný rozsah výstupního výkonu je uveden v níže uvedené tabulce, aby bylo možné ověřit, zda je návrh trasy antény vhodný pro tento dokument.

Kapela	Výstupní výkon	Tolerance
WIFI	19.5 dBm	+/- 2.5 dB
Sigfox	22.1385 dBm	+/- 1.5 dB
BT LE	3.48 dBm	+/- 4.0 dB

Postupy výrobních zkoušek pro zajištění shody.

Hostitelský produkt sám o sobě musí splňovat všechny ostatní platné předpisy a požadavky FCC pro autorizaci zařízení.
Hostitelské zařízení by tedy mělo být testováno na neúmyslné zářiče podle části 15 podčásti B pro nevysílací funkce na modulu vysílače, jak je to vhodné.

Výše uvedené údaje má poskytnout společnost Gerber file (nebo ekvivalentní) pro uspořádání PCB.