【zigbee 3.0模块】高性能32位内核 自组网快速便
E180-ZG120A是成都亿佰特基于Silicon Labs EFR32MG1B系列无线SOC设计生产的一款小体积、低功耗、高可靠性、工作在2.4GHz 频段的ZIGBEE模块，芯片自带高性能 32-bit ARM Cortex -M4 内核，内部集成功率放大器，发射功率最高可达到20dBm。
EFR32是非常有潜力成为未来智能家具、物联网改造、工业自动化首选的无线微控制器，其网络特性符合ZIGBEE 3.0技术标准，并提供一个完整的基于IEEE 802.15.4标准ISM频段的应用集成方案。产品经过系列权威射频仪器的检验和认证，并结合多年的市场经验和该行业用户的实际需求，将无线产品极复杂的通讯协议集成到内置的 SoC 中，支持串口透明传输模式，并集成快捷易用的自组网功能，提供多路可配置的AD、IO、PWM接口，化繁为简，大幅简化无线产品复杂的开发过程，使您的产品以更低的成本快速投入市场。
1.2功能特点
● 集中式网络管理:ZIGBEE 3.0安全标准集中式入网机制，数据安全、可靠；
● Green Power: ZIGBEE 3.0 电源管理机制，整个网络功耗更低，节点功耗uA级；
● 互通性：符合zigbee 3.0标准网络机制，可支持ZHA、ZLL等网络协议；
● 大容量：256K容量的flash，32K容量的RAM，网络节点可以扩展到100以上；
● 角色切换：用户可通过串口指令让设备在协调器，路由器，终端和休眠终端的四种类型中任意切换；
● TOUCHLINK:模块支持ZLL协议中的TOUCHLINK网络协议,主要应用于灯控领域，简化了ZigBee的网络形式，不需要协调器也可以建立简单稳定的ZigBee网络；
● 支持多种网络拓扑：点对点，星型网，MESH网；
● 网络自愈：网络中间节点丢失，其他网络自动加入或保持原网络；
● 自动路由：模块支持网络路由功能；
● 地址收索：用户可根据已加入网络节点的 MAC 地址（唯一的，固定的）查找出相应的● 短地址，同时也可以根据节点的短地址查找网络中每个节点相应的长地址；
● 数据安全：集成ZIGBEE 3.0 安全通讯标准，网络含有多级安全密匙；
● 串口配置：模块内置串口指令，用户可通过出串口指令配置（查看）模块的参数及功能；
● 网络 PAN_ID 更改： 网络 PAN_ID 的任意切换，用户可自定义 PAN_ID 加入相应网络或者将自动选择 PAN_ID 加入网络；
● 网络开放时间可配置，可配置持续一段时间打开网络，此期间符合ZigBee3.0标准的设备可以加入网络，过了这段时间后网络将关闭，任何设备无法加入。也可以配置永久打开，任何ZigBee3.0标准设备可以加入；
● GPIO 控制： 本地/远程的 GPIO 电平控制，4个IO可选择；
● PWM 控制： 本地/远程的 PWM 控制， 5路PWM 通道供用户选择；
● ADC 控制： 本地/远程的 ADC 读取，5路 ADC 通道供用户选择；
● 一键恢复波特率：如果用户忘记或不知波特率的情况下，可使用该功能，恢复默认波特率为 115200；
● 串口接收唤醒：支持串口接收唤醒功能，当模块处于休眠状态下当接收到一帧大于等于25个字节的数据时将被唤醒，此数据为唤醒帧用于唤醒模块将不会被当做数据处理；
● 模块复位：用户可通过串口命令对模块进行复位操作；
● 恢复出厂设置：用户可通过串口命令对模块进行出厂设置的恢复；
● 空中配置：用户可使用空中配置指令远程配置网络中的其他设备。
在ZigBee网络中存在三种逻辑设备类型：Coordinator(协调器)，Router(路由器)，End-Device(非休眠终端)和Sleep- End-Device(休眠终端)。ZigBee 网络由一个 Coordinator 以及多个 Router 和多个 End_Device 组成（其终端节点可分为休眠终端和非休眠终端）。
当需要接收数据时，是通过周期性的唤醒来接收数据，唤醒周期设置的越长接收就越延迟，唤醒周期设置必须小于30秒。若只需上传数据则可以把唤醒周期设置大于30秒或更长来降低功耗（默认为5分钟）比如电池供电的传感器。
● 智能家居以及工业传感器等；
● 安防系统、定位系统；
● 无线遥控，无人机；
● 无线游戏遥控器；
● 医疗保健产品；
● 无线语音，无线耳机；
● 高级抄表架构(AMI)；
● 汽车行业应用；
● 楼宇自动化解决方案；
● 农业大棚自动化应用。
主要参数 | 性能 | 备注 | |
最小值 | 最大值 | ||
电源电压（V） | 0 | 3.8 | 超过3.8V 永久烧毁模块 |
阻塞功率（dBm） | - | 10 | 近距离使用烧毁概率较小 |
工作温度（℃） | -40 | +85 | 工业级 |
主要参数 | 性能 | 备注 | ||||||
最小值 | 典型值 | 最大值 | ||||||
工作电压（V） | 1.95 | 3.3 | 3.7 | ≥3.3V 可保证输出功率 | ||||
通信电平（V） | 3.3 | 使用5V TTL 有风险烧毁 | ||||||
工作温度（℃） | -40 | - | +85 | 工业级设计 | ||||
工作频段（MHz） | 2400 | - | 2480 | 支持ISM 频段 | ||||
功耗 | 发射电流（mA） | 135 | 瞬时功耗 | |||||
接收电流（mA） | 11.6 |
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休眠电流（μA） | 2.5 | 软件关断 | ||||||
最大发射功率（dBm） | 19.6 | 20.0 | 20.5 | |||||
空中速率（bps） |
| 250kbps |
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主要参数 | 描述 | 备注 | ||||||
参考距离 | 1000m | 两点之间（zigbee网络支持路由多跳功能，可通过增加路由器达到延长传输距离的目的）。 | ||||||
晶振频率 | 38.4MHz |
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支持协议 | Zigbee 3.0 |
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封装方式 | 贴片式 | |||||||
接口方式 | 1.27mm | 邮票孔 | ||||||
IC全称 | EFR32MG1B232F256GM48 |
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FLASH | 256KB |
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RAM | 32KB |
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内核 | Cortex-M4 |
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外形尺寸 | 17.5*28.7mm |
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天线接口 | PCB/IPEX | 等效阻抗约50Ω | ||||||
当模块进入传输模式后，串口接收到的任何数据都将被无线发送出去，传输模式就是网络节点间进行无线通信，其通信的方式包括单播、广播、组播等。
当zigbee模块进入配置模式后，串口接收的数据都默认为配置指令，对设备进行功能配置和操作，在配置模式下，模块串口收到的数据均认为是HEX指令。
zigbee3.0模块上电初始化默认为传输模式。在传输模式下，当模块串口接收到“2A 2D 2E”字符后则进入配置模式，进入配置模式成功后返回“7A 7D 7E”字符。在配置模式下，当模块串口接收到“2F 2C 2B”字符时则模块退出配置模式，进入传输模式，进入传输模式成功后返回“7F 7C 7B”字符。
zigbee3.0模块工作模式切换引脚PB11,内部配置上拉电阻输入模式，上电默认高电平，在任何模式下当模式切换引脚PB11被拉低时间大于500ms时，则模块工作模式切换，具体如下图所示：
四、E180-ZG120A无线模块收发模式
数据发送的方式：模块的数据发送方式包括单播、广播、组播等3种方式。
4.1、广播模式
广播模式下，发送设备将串口接收到的数据发送给网络中的每一个节点（也包括自己），网络中所有的非休眠设备都将接收数据。
4.2、组播模式
组播模式下，首先对网络中的设备设定组号（进行分组），发送设备必须指定发送的目标组号（把数据发给哪一个组），然后发送设备将串口收到的数据发送到网络中，网络中具有相同组号的设备将接收到数据。
4.3、单播模式
点播模式下，网络中的设备通过网络地址进行点对点的通信，发送设备把接收到的串口数据发送给目标地址设备，并且目标地址设备收到数据后可以回一个ACK给发送设备表示已经收到数据。
接收数据的输出方式
接收数据输出方式：当模块接收到无线数据后，串口输出数据的方式；
4.1、 透明输出
若配置设备的输出模式为透明输出，则模块接收到无线数据后将原始数据通过串口输出；
4.2、数据+短地址
当设备的输出模式为数据+短地址时，模块接收到无线数据后，串口将输出原始数据+发送设备的短地址；
4.3、 数据+长地址
当设备的输出模式为数据+长地址时，模块接收到无线数据后，串口将输出原始数据+发送设备的长地址；
4.4、 数据+RSSI
当设备的输出模式为数据+RSSI，模块接收到无线数据后，串口将输出原始数据+接收到该数据包的RSSI值；
4.5、 数据+短地址+RSSI
当设备的输出模式为数据+短地址+RSSI，模块接收到无线数据后，串口将输出原始数据+发送设备的短地址+接收到该数据包的RSSI值；
4.6、 数据+长地址+RSSI
当设备的输出模式为数据+长地址+RSSI，模块接收到无线数据后，串口将输出原始数据+发送设备的长地址+接收到该数据包的RSSI值；注：发送方单包支持最大数据包长72字节
五、E180-ZG120A二次开发设计参考
5.1机械尺寸和引脚定
引脚序号 | 引脚名称 | 引脚方向 | 引脚用途 |
1 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
2 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
3 | VCC | 输入 | 模块电源正参考电，电压范围1.95～3.7V |
4 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
5 | PD10 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
6 | PD11 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
7 | PD12 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
8 | PD13 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
9 | PD14 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
10 | PD15 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
11 | PA0 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
12 | PA1 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
13 | PA2 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
14 | PA3 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
15 | PA4 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
16 | PA5 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
17 | PB11 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
18 | PB12 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
19 | PB13 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
20 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
21 | PB14 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
22 | PB15 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
23 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
24 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
25 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
26 | PC6 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
27 | PC7 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
28 | PC8 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
29 | PC9 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
30 | PC10 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
31 | PC11 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
32 | SWCLK | 输入/输出 | DBG_SWCLKTCK，可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
33 | SWDIO | 输入/输出 | DBG_SWDIOTMS，可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
34 | PF2 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
35 | PF3 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
36 | PF4 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
37 | PF5 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
38 | PF6 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
39 | PF7 | 输入/输出 | 可配置的通用IO口（详见EFR32MG1手册） |
40 | RESETN | 输入 | 复位引脚 |
41 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
42 | GND | 输入/输出 | 地线，连接到电源参考地 |
序号 | 关键字 | 注意事项 | ||||||||||
1 | 烧录程序 | zigbee3.0模块是SOC模块，自带GPIO口，程序下载使用J-LINK专用下载器 ；我司提供 demo 程序供用户参考，用户可以直接下载我们编译好的HEX文件，或在原代码基础上更改实现自己需要的功能。程序下载接口定义
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2 | 测试底板 | 我司暂时没有提供配套底板。 |
● 推荐使用直流稳压电源对该模块进行供电，电源纹波系数尽量小，模块需可靠接地
● 请注意电源正负极的正确连接，如反接可能会导致模块永久性损坏
● 请检查供电电源，确保在推荐供电电压之间，如超过最大值会造成模块永久性损坏
● 请检查电源稳定性，电压不能大幅频繁波动
● 在针对模块设计供电电路时，往往推荐保留30%以上余量，有整机利于长期稳定地工作
● 模块应尽量远离电源、变压器、高频走线等电磁干扰较大的部分
● 高频数字走线、高频模拟走线、电源走线必须避开模块下方，若实在不得已需要经过模块下方，假设模块焊接在Top Layer，在模块接触部分的Top Layer铺地铜（全部铺铜并良好接地），必须靠近模块数字部分并走线在Bottom Layer；
● 假设模块焊接或放置在Top Layer，在Bottom Layer或者其他层随意走线也是错误的，会在不同程度影响模块的杂散以及接收灵敏度；
● 假设模块周围有存在较大电磁干扰的器件也会极大影响模块的性能，跟据干扰的强度建议适当远离模块，若情况允许可以做适当的隔离与屏蔽；
● 假设模块周围有存在较大电磁干扰的走线（高频数字、高频模拟、电源走线）也会极大影响模块的性能，跟据干扰的强度建议适当远离模块，若情况允许可以做适当的隔离与屏蔽；
● 通信线若使用5V电平，必须串联1k-5.1k电阻（不推荐，仍有损坏风险）；
● 尽量远离部分物理层亦为2.4GHz的TTL协议，例如：USB3.0；
● 天线安装结构对模块性能有较大影响，务必保证天线外露，最好垂直向上。当模块安装于机壳内部时，可使用优质的天线延长线，将天线延伸至机壳外部；
● 天线切不可安装于金属壳内部，将导致传输距离极大削弱。
1. 此zigbee3.0模块模块核心为EFR32，其驱动方式完全等同于EFR32，用户可以完全按照EFR32芯片手册进行操作（详见EFR32手册）；
2.烧录程序：模块是SOC模块，自带GPIO口，程序下载使用J-LINK专用下载器。
3.程序下载接口定义：
引脚 | J-LINK接口 |
VCC | VCC |
PF0 | SWCLK |
PF1 | SWDIO |
GND | GND |
