Intelligente Zähler für Europa
Energiesparendes 169-MHz-wMBus-System für Flow-Meter
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
wMBus-N-mode-Subsystem
Im Folgenden wird ein 169-MHz-wMBus-System beschrieben, das auf dem Funktransceiver CC1120 und dem Ultra-Low-Power-Mikrokontroller MSP430G2x55 von TI basiert. Der MSP430 führt den N-mode-Protokoll-Stack aus und steuert den CC1120 sowie den Power Amplifier (PA), der die Sendeleistung auf bis zu +30 dBm (= 1 W) am Fußpunkt der Antenne anhebt. Über eine serielle Schnittstelle (UART oder SPI) zwischen MSP430 und dem Applikationsprozessor des intelligenten Zählers erfolgt die Konfiguration und der Datenaustausch mit dem wMBus-Subsystem.
Die Empfänger der wMBus-Systeme in der höchsten Kategorie Hr sollen die Werte nach ETSI300220-v2.3.1 Category 2 erfüllen. Mittlerweile richten sich die aktuellen Funkentwicklungen nach der anspruchsvollsten ETSI-Category-1 für Empfänger, auch weil manche Blocking-Anforderungen für Gaszähler bei 169 MHz in Frankreich ähnlich sind. CC1120 erfüllt alle ETSI-Category-1-Anforderungen nach EN300220-v2.3.1 und zwar ohne Hilfe eines teueren zusätzlichen SAW-Filters, den vergleichbare Funksysteme für 169 MHz benötigen.
Dennoch kann es sinnvoll sein, den CC1120 mit einem SAW-Filter einzusetzen, denn in Europa gibt es extrem starke Störer auf benachbarten Frequenzen, wie UKW Radiosender bei 108 MHz oder Digitalfernsehen ab 177 MHz aufwärts. Diese starken Funksignale kann man im CC1120-wM-Bus-System mittels externen, kostengünstigeren LC-Filtern oder aber mit einem SAW-Filter wirksam unterdrücken.
Der CC1120 verfügt über WaveMatch – eine innovative Methode für die Bitsynchronisierung beim Datenempfang. Somit unterstützt der CC1120 auch Funkprotokolle mit extrem kurzen Preambel von nur 4 Bits. Die wMBus-N-Modi verwenden als Preambel eine 16 Bit lange Folge von 01...01. Mit Hilfe von WaveMatch und mittels integriertem Korrelationsfilter für die zuverlässige Synchronwort-Identifizierung kann der CC1120 gültige einerseits wMBus-Datenpakete eindeutig erkennen. Andererseits hilft WaveMatch, die Fehlerkennung von Rauschen als Synchronworte gänzlich zu vermeiden, was statistisch gesehen bei jedem Empfänger ohne WaveMatch während des Dekodiervorgangs des Eingangssignals (Rauschen) mehr oder weniger oft auftritt.
Wenn ein korrektes Synchronwort erkannt wird obwohl keine Datenübertragung stattfindet, wird der Mikrokontroller erst später merken, dass die dekodierten Daten ungültig sind und diese verwerfen. Dieser Vorgang hat aber schon unnötig Energie gekostet - deswegen ist die zuverlässige Vermeidung von falschen Synchronworten beim CC1120 ein wichtiges Alleinstellungsmerkmal und hilft beim Strom sparen.
Neu im CC1120 ist auch das integrierte Digitalfilter, das die Spiegelfrequenzen in der Mischerstufe wirksam unterdrückt – dadurch werden immer dieselben Blocking-Eigenschaften erzielt, unabhängig von Änderungen bei der Umgebungstemperatur oder der Versorgungsspannung. Dies vereinfacht die Firmware-Implementierung und spart Tests in der Produktion sowie periodische Filterkalibriervorgänge zur Laufzeit.
- Energiesparendes 169-MHz-wMBus-System für Flow-Meter
- wMBus-N-mode-Subsystem
- Paketverluste minimieren bedeutet Batterielaufzeit verlängern
- RX-Sniff-Modus reduziert Stromverbrauch
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
