GSB-D04 应用指导书

版本V1.0

版权©2019

关于本手册

         本手册介绍了GSB- D04模块 产品特性、产品展示、产品功能描述、硬件介绍、射频天线、尺寸的介绍，

包含以下章节。

一、 产品简介

​

   GSB-D04是深圳酷宅科技有限公司（简称：酷宅科技）开发的一款用于4通道开关控制器的模块，以其低功

耗、紧凑设计和高稳定性满足客户需求。

  GSB-D04模块是一个四频的GSM/GPRS模块，工作的频段为：GSM850MHz，EGSM900MHz，DCS1800MHz

和PCS1900MHz，支持GPRS multi-slot class 12和 GPRS 编码格式 CS- 1, CS- 2, CS- 3 and CS- 4。模块尺寸是

20mm x 20mm x 2.8 mm，可以满足用户应用中的对空间尺寸的要求，可以被集成到任何需要通过蜂窝网络进行

语音通话或者数据传输的系统或产品中去。模块的物理接口为58个贴片焊盘，具有常用的硬件接口，支持广泛的

功能应用。

​

二、产品特性

2.1、模块性能

                                                                     模块性能说明

2.2、编码格式及速率

2.3、模块的工作频段

2.4、绝对最大值

2.5、额定值

三、产品功能描述

3.1、GSM模块状态灯闪烁方式说明

                           GSM设备状态灯的闪烁方式表征设备当前的状态，具体状态包括以下六种：

                                                               设备状态与GSM状态灯闪烁方式关系示意图
               GSM状态灯的闪烁特征以2秒为一个周期，如图所示，高电平灯亮，低电平灯灭。各状态详解：

A. Normal : 设备正常工作，与云服务器连接正常。此时可以通过APP操控设备。在其它任何模式下，都无法通过

APP操控设备。

B. No GPRS：设备无法连接到网络供应商的网络。

C. No Server：设备已经连接上网络，但是未连上服务器。

D. Unregistered：表示设备已经连上服务器，但是还没有被绑定到任何账户下。一般的，设备需要与易微联账号

 绑定才可与云服务器通信。在易微联APP“添加设备”扫描设备附带的二维码可完成添加。

E. Upgrade：表示设备正在固件升级。

F. 设备尚未激活。GSM设备出厂时，为防止未知情况的流量消耗。需用户完成一次激活操作才可正常联网使用。

3.2、GSM模块的基本工作流程

3.2.1、 配置

1. 激活：GSM设备出厂时，为防止未知情况的流量消耗。需用户完成一次激活操作才可正常联网使用。长按设

   备端激活按键5S，至设备进入上节所述B状态。

2. 注册：设备需要与易微联账号绑定才可与云服务器通信。在易微联APP“添加设备”扫描设备附带的二维码完成

   设备与账户绑定。

3.2.2、上线

   设备模块从上电到连接服务器，需经历以下流程：

1. 搜索、连入网络服务商提供的网络。

2. 连接服务器。

   1. 注册设备信息。

   2. 获取设备应用参数，保持在线 。

      以上各个步骤，当连接/获取失败时，均有相应的退避策略和重连接机制。确保设备稳定、实时在线。

3.2.3、 升级

  模块设备连接升级服务器，下载最新版本固件，实现设备的在线升级。

3.3、功能特性

  出厂初始状态为关。支持本地开关和远程开关，支持扫二维码进行配置，支持定时和上电态配置。
3.3.1、扫二维码进行配置。
3.3.2、定时
  这个是最普通的定时设置，让用户可以设置这个设备的工作日程。比如那一天几点几分动或者关闭，或者每周

三几点几分启动或者关闭等。跟闹钟的设置类似，尤其是对重复在某些时刻要运行的设备，定时后使用起来非常方

便。

 3.3.3、上电状态配置
  上电状态分别有:上电保持、上电开、上电关。
  上电保持： 上电后保持上一次断电时开关的状态。
  上电开： 上电后开关默认是开启状态。
  上电关： 上电后开关默认是关闭状态。

四、硬件介绍

4.1、模块管脚说明

        模块管脚顺序图：  

      模块管脚功能说明：

4.2、模块供电

        本模块采用VBAT单电源供电，电压范围为3.4V～4.5V。在特定情况下，比如连接网络过程，有10ms峰值

电流会增加到2A左右，有可能导致电压瞬间跌落。因此，电源必须能提供至少2A的电流。建议靠近模块VBAT接口

处增加一个储能电容。该电容推荐值为100µF，需用低ESR电容。建议采用一个100µF钽电容（低ESR)和一个(1µF

～10µF) 的陶瓷电容并联。PCB布局时，电容应尽可能靠近模块的VBAT引脚。

        下图是模块供电的参考设计电路。因为设计的输出为3.8V，所以也可以采用线性稳压器来实现。模块也可

以直接用3.7V的锂离子单电池供电。（特别注意：镍镉或者镍锰电池的最大电压会超过模块的绝对最大电压并且

损坏模块，所以在使用这类电池时要特别小心。）

    ![图片描述](https://raw.githubusercontent.com/june0854/june0854.github.io/%E5%9B%BE%E7%89%87/MP2307%20%E5%BA%94%E7%94%A8%E7%94%B5%E8%B7%AF%E5%9B%BE.bmp)

​ 模块供电参考电路

4.3、模块开关机

4.3.1、模块开机
   模块的开机由PWRKEY引脚控制，在PWRKEY引脚加低脉冲触发开机，用户可以通过把PWRKEY信号拉低然后
   拉高来开机。此引脚已在模块内部上拉。
   建议PWRKEY拉低的时间要大于1.5s。如果PWRKEY拉低的时间小于1s，模块无法正常开机。

4.3.2、模块关机

   本模块支持以下三种关机方法：
  1、正常关机进程：使用PWRKEY引脚关机。
        用户通过把PWRKEY 信号拉低3s时间然后放开来关机。
  2、低压关机：一旦检测到VBAT电压低于阈值触发关机。
        模块会持续的监测 VBAT 上的电压，如果VBAT上的电压≤3.5V，模块进入掉电模式，只有RTC处于激活状  
        态。
  3、高温或者低温自动掉电：一旦检测到高温或者低温触发关机。

4.4、主要电源

        模块除VBAT之外，还有两路电源接口：VRTC，VPAD。
  4.4.1、VRTC 电源
        模块RTC(Real Time Clock)的供电，可以使用一个大电容或电池（可充电的和不可充电的）来完成。用户可
        以使用一颗纽扣电池或大电容直接接VRTC引脚。（如果未使用了RTC功能，VRTC引脚可以保持悬空。）
       ![图片描述](https://raw.githubusercontent.com/june0854/june0854.github.io/%E5%9B%BE%E7%89%87/RTC%E7%94%B5%E6%BA%90%E5%BA%94%E7%94%A8%E7%94%B5%E8%B7%AF.bmp)
                                             RTC电源
       用户使用不可充电纽扣电池时，使用如图接法。
       用户使用可充电电池或大电容时，去掉二极管，直接连接VRTC引脚。
   **注：使用可充电电池方案，接外部电源供电时，VRTC是使用外部电源供电，同时为可充电电池充电。断**
          **电后，可充电电池继续为VRTC供电。**
  4.4.2、VPAD电源
       VPAD电源接口可以提供2.8V供电电压，输出电流可达20mA（最大值），可以用于外部设备的电平驱动或

其他应用。当模块处于关机状态下时，此电源也将关闭。

   **注：本模块的IO管脚电平均在2.8V，所以外部上拉电源可以选择VPAD。**

​

五、射频天线

5.1、射频电路推荐设计

 本模块提供天线接口引脚，外部主板应该使用微带线或者其他类型的可以控制特征阻抗为50±10%欧姆的

射频走线与模块的天线引脚连接。

 模块的射频管脚是RF_ANT。LAYOUT时我们推荐使用π 型匹配电路 （3 颗器件的规格可以使用

0603/0402），默认的串联器件为0ohm，其他2颗不贴。在实际中，可以通过调整这个电路优化整机射频性能。

                                                                                  π 型匹配电路
   在PCB走线时，此射频走线控制50Ω±10% 。ST86的射频性能与此走线息息相关。在PCB板上，影响此走

线阻抗的因素有：

• 走线的宽度和厚度

• 介质介电常数和厚度

• 焊盘的厚度
• 与地线的距离
• 附近的走线

 **例1：**
 2层PCB板，板厚：1.6mm
 如下图所示，白色的是ST86的50Ω 阻抗控制线。它走在表层，线宽43mil，离旁边的地（红色）的距离是

8mil，射频走线的正下方是它参考层，一般都是大片的地（蓝色）。射频走线的旁边都要有大片的铺铜，并且沿

着走线方向，尽量多的打上地孔。在射频走线和它的参考地旁边，不要有其他任何走线或器件。

                                                                 50Ω 阻抗控制线示图

 50Ω 阻抗的理论计算：单位（mil）
                                                                50Ω 阻抗的理论计算示图

   Er1,T1,C1,C2,CEr参数一般有工厂确认，每个工厂的工艺和材质有略微差异，需要和板厂确认。
   H1为PCB厚度，W1为线宽，D1为线到旁边GND的距离。 实际生产中要考虑到误差的存在。

例2：

2层PCB，板厚1.0mm

线宽是35mil，线到旁边的GND的间距是8mil。

                                                             50Ω 阻抗控制线示图

  50Ω 阻抗的理论计算：单位（mil）

5.2、天线

     5.2.1、外置天线     
     外置天线设计比较简单，天线空间大，性能容易保证。此种天线多为SMA接口或IPEX接口。

                                                                          外置天线实物图
     5.2.2、内置天线
        内置天线一般分为两种： PIFA天线和单极天线（mono-pole）， 内置天线有可能会在产品内部形成干扰等

潜在问题，在设计中就具有较多的要求。

        内置天线设计要点：
        ①　天线的位置（即辐射空间）：一般要求在角落或者靠边的地方，尽量远离磁性物体，比如喇叭、马达                        等
        ②　天线的空间：不同的频段（比如四频就需要比双频更大的空间），不同的样式具有不同的需求
        ③　天线的馈点设计（天线的连接焊盘）：与天线样式有关。
        注意：天线的馈点最好与天线厂工程师沟通后再进行设计。
        PIFA天线：PIFA天线在设计中，需要天线下方有参考地，通过参考地来加强天线的抗干扰能力，同时可以

很容易的达到SAR的设计要求。

六、尺寸图

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6.1、模块实物、外形尺寸图

                                  ![图片描述](https://raw.githubusercontent.com/june0854/june0854.github.io/%E5%9B%BE%E7%89%87/GSB-D%20%E6%A8%A1%E5%9D%97%E6%AD%A3%E9%9D%A2%E5%AE%9E%E7%89%A9%E5%9B%BE.bmp)
                                                                                   模块顶视图  

                                                                                 模块低视图 

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                                                                                模块外形尺寸图 

6.2、模块封装尺寸图

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                 封装尺寸图：

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