ESP8285-RFBridge应用指导书
版本V1.0
版权©2019
关于本手册
本手册介绍了ESP8285-RFBridge应用指导书产品参数,包含以下章节。
章 | 标题 | 内容 |
---|---|---|
第一章 | 产品简介 | 概述ESP8285-RFBridge的特点和功能 |
第二章 | 芯片管脚说明 | 介绍ESP8285管脚功能和管脚定义 |
第三章 | 功能说明 | 介绍ESP8285芯片所提供的功能 |
第四章 | 电气特性 | 介绍ESP8285芯片电气参数 |
第五章 | WIFI射频指标 | 介绍ESP8285芯片的射频指标 |
第六章 | 管脚定义 | 提供ESP8285芯片管脚分布图 |
第七章 | 封装信息 | 提供ESP8285芯片封装信息 |
一、 产品简介
ESP8285-RFBridge 是深圳酷宅科技有限公司(简称:酷宅科技)基ESP8285和EFM8BB10F8G开发的智能学
习、转发、监控433Mhz载波遥控器键值的系统,同时提供了一套高度集成的Wi-Fi SoC解决方案,其低功耗、紧
凑设计和高度稳定性可以满足用户手机远程控制遥控接收终端的需求。ESP8285-RFBridge能够实现Wi-Fi的搜索连
接,网络服务器的通讯,手机app的控制,学习、发射遥控器键值等基本功能,实现远程控制,专为移动设备和物
联网应用设计。
产品特性
- 内置 32 位 MCU,可兼作应用处理器
- 支持无线802.11 b/g/n 标准
- Wi-Fi @2.4 GHz,支持WPA/WPA2安全模式
- 802.11b 模式下+20.5dBm的最大输出功率
- UMA认证标准
- 支持对433MHZ载波遥控器键值的学习、转发、监控功能
- 支持定时发射键值功能
- 支持定时器操作
- 支持 Wi-Fi 远程控制
- 支持兼容配对模式 / 快速配对模式
- 支持OTA升级
二、芯片管脚说明
管脚 | 名称 | 功能 |
---|---|---|
1 | VDDA | 模拟电源2.5V~3.6V |
2 | LNA | 射频天线接口, 建议保留π型匹配网络对天线进行匹配。 |
3 | VDD3P3 | 射频电源 2.5V~3.6V |
4 | VDD3P3 | 射频电源 2.5V~3.6V |
5 | NC | NC |
6 | NC | NC |
7 | CHIP_EN | 芯片使能端高电平:有效;低电平:关闭。 注:外部上拉 1~10K 电阻,接 100nF 电容到地。 |
8 | GPIO16 | NC |
9 | MTMS | 看门狗输出管脚,触发看门狗事件时输出100ms低电平 |
10 | MTDI | |
11 | VDDPST | 数字/IO 电源 (1.8V ~ 3.3V) |
12 | STATUS | GPIO13:Wi-Fi 状态指示灯,低电平有效。 |
13 | MTDO | 芯片配置脚,需要下拉(1~4.7K)电阻到地。 |
14 | GPIO2 | NC |
15 | GPIO0 | APP配置引脚,低电平有效,当低电平>5S进入配置模式。 |
16 | GPIO4 | NC |
17 | VDDPST | 数字/IO 电源 (1.8V ~ 3.3V) |
18 | GPIO9 | NC |
19 | GPIO10 | NC |
20 | NC | NC |
21 | NC | NC |
22 | NC | NC |
23 | NC | NC |
24 | GPIO5 | NC |
25 | U0RXD | 串口输入、波特率可调且仅支持 19200(1 位起始位,8 位数据位, 1 位停止位,无校验位) |
26 | U0TXD | 串口输出、波特率可调且仅支持 19200(1 位起始位,8 位数据位, 1 位停止位,无校验位) |
27 | XTAL_OUT | 晶振输出端 |
28 | XTAL_IN | 晶振输入端 |
29 | VDDD | 模拟电源 2.5V~3.6V |
30 | VDDA | 模拟电源 2.5V~3.6V |
31 | RES12K | 串联 12 kΩ (1%)电阻到 GND |
32 | EXT_RSTB | 外部重置信号(低电平有效) |
33 | GND | 电源地引脚 |
芯片功能为ESP8285-RFBridge特定功能,非 ESP8285 芯片原有功能。
芯片底部散热焊盘为 GND 焊盘。
三、功能说明
3.1 系统架构
板载系统架构图
板上系统分为两部分:
1、Wi-Fi模块
采用ESP8285高集成度物联网芯片,内置我司IoT协议,动态、实时的参与与云端服务器、移动终端APP的
三方数据交互。本应用中,Wi-Fi模块作为Station加入无线局域网,通过Internet实现设备端事件上报和云服
务下发数据解析。按键用于控制设备进入配置模式,与APP终端配合加入网络。Wi-Fi状态灯表征设备当前的
网络状态,状态详解见1.2节。
2、遥控收发模块
包括EFM8BB10F8G主控MCU, 和外围433MHZ载波无线接收、发送电路。实现与ESP8285之间串口协通
信、遥控键值编码与解码、逻辑处理功能。蜂鸣器用于提示当前学习状态:短鸣一声,进入学习模式;短鸣
二声,学习成功,退出学习模式。RF状态灯:学习模式时保持闪烁状态。工作模式时,接收到遥控键值闪烁
一次。收发模块仅支持本手册约定的编码方式,详见第11章。
EFM8BB10F8G与ESP8285之间采用串口通信,波特率为19200(8数据位,1停止位,无校验),两者间
的交互动作包括学习键值、上传键值、发射键值等。通信协议详见第13章附录。
3.2 、RFBridge功能说明
RFBridge是一款Wi-Fi转433Mhz载波信号智能网关,通过学习已有433Mhz载波遥控信号,轻松实现手机变
身“万能遥控器”,完成对遥控接收设备的远程控制与遥控发射设备的实时触发监视功能。
1、 学习
APP端长按学习的通道对应的按钮,至蜂鸣器短鸣一声。长按遥控器按键至蜂鸣器短鸣两声,学习成功。
2、 遥控
APP端点击学习过的通道按钮,RFBridge发射相应键值,控制受控设备。
3、 监控
APP端选择遥控类型为报警器时,RFBridge检测到已学习过的遥控键值触发,向服务器上报该键值和时间
戳,显示于APP界面。
4、定时遥控
APP端设置单次定时或重复定时,至预定时间RFBridge发射对应键值,控制受控设备。
3.3 、Wi-Fi状态灯闪烁方式说明
设备端Wi-Fi状态灯的闪烁方式表征设备当前的网络工作状态,具体状态包括以下七种:
设备状态与Wi-Fi状态灯闪烁方式关系示意图
Wi-Fi状态灯的闪烁特征以2秒为一个周期,如图所示,低电平灯亮,高电平灯灭。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 Wifi:设备无法连接到无线路由器。
C . No Server:设备已经连接上无线路由器,但是无法连接到服务器(就是通常理解下的“无法上网”)。
D . Unregistered:表示设备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”可完成绑定操作。
E . Upgrade:表示设备正在固件升级。
F . Setting G1:表示设备正处于兼容配对模式。配置模式用于设备获取移动终端APP提供的加入服务网络的必要
信息,包括路由器ssid、password和服务器ip、端口号等。
G . Setting G2:表示设备正处于快速配对模式。配置模式用于设备获取移动终端APP提供的加入服务网络的必要
信息,包括路由器ssid、password和服务器ip、端口号等。两种配置,设备获取相关信息的方式不同,详见下
节所述。
3.4 、Wi-Fi模块的基本工作流程
I. 配置
设备模块在未加入局域网时就是一个“信息孤岛”,设备端操作配合易微联APP设置,使设备获取加入服务
网络的必要信息,包括路由器ssid、password和服务器ip、端口号等。模块内置两种配置方式:
1、兼容配对模式:移动终端作为station加入该AP组成局域网实现数据交互。快速配对模式(G状态,
详情见3.3 Wi-Fi状态灯闪烁方式说明)下长按配置按键5S,设备进入兼容配对模式。点击易微联APP
添 加设备(iOS移动终端需在“设置”菜单内手动连接ssid:ITEAD-10000XXXX, password12345678
的热Android终端无需此操作),输入家庭路由器的ssid和password,完成设备的上线准备工作。
2、快速配对模式:此方式Wi-Fi模块处于混杂模式(Wi-Fi Promiscuous),通过空快速配对模式:此方
式Wi-Fi模块处于混杂模式(Wi-Fi Promiscuous),通过空空抓包的形式获取移动终端发出的包含ssid
和password等信息的加密报文。上节所述A~D任意一个状态内长按配置按键5S,设备进入快速配对模
式。点击易微联APP添加设备,输入家庭路由器的ssid和password,完成设备的上线配置工作。
II. 上线
设备模块从上电到连接服务器,需经历以下流程:
1、加入所配置路由器,连接Internet。
2、连接服务器。
3、注册设备,绑定至易微联账户。
4、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。
III. 升级
模块设备连接升级服务器,下载更新至最新版本固件,实现设备的在线升级。
3.5、定时器功能
定时器功能通过APP配置,定时器分为以下四种:
单次定时器:在指定时间执行操作。
延时定时器:经过所设置的时间执行操作。
循环定时器:周循环执行操作。
重复定时器:日重复执行操作。
3.6、定时功能说明
ESP8285-RFBridge支持定时器操作,为了方便客户使用以及让其使用在更多的场景下,易微联APP提供了四种定时模式:
单次定时: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启动或者关
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。
延时定时:延时是为了方便用户进行一次性快速的定时操作,比如在多久之后执行启动或者关闭的动作,可以
非常方便的将某个设备打开后,让它运行一段时间然后关闭。本设备最多支持24小时的延时操作。
循环定时:对于某些设备,为了可以更方便的在某个场景下使用,易微联推出的循环定时设置,可以让一个设
备从某个时刻开始,不断循环做一个事情。比如,让鱼缸的打氧泵从现在开始,每一小时启动一次,每次打氧
20分钟后关闭,然后重复自动循环,保证鱼缸的氧气充足而无需人工干预。
重复定时:重复定时是方便无需在次日进行同时间设置定时操作。比如,设定上班时间闹钟,时间设置好后,
选择日期(日期天数为一周可选),闹钟就会在选择的日期内设定的时间开启。
四、ESP8285电气特性
1 . 硬件参数
类型 | 参数 |
---|---|
芯片型号 | ESP8285 |
工作电压 | 2.5V~3.6V |
工作电流 | 平均电流:80mA 最大工作电流:210mA |
工作温度 | -0℃~45℃ |
封装大小 | 5mm×5mm |
2 . WI-FI参数
类型 | 参数 |
---|---|
无线标准 | IEEE 802.11b/g/n |
频率范围 | 2.412GHz-2.484GHz |
发射功率 | 802.11b: +20±2dBm (@11Mbps) 802.11g: +17±2dBm (@54Mbps) 802.11n: +14±2dBm (@HT20,MCS7) |
接收灵敏度 | 802.11b: -91 dBm (@11Mbps ,CCK) 802.11g: -75 dBm (@54Mbps, OFDM) 802.11n: -72 dBm (MCS7) |
天线类型 | PCB板载天线,外置天线,IPEX接口天线,陶瓷贴片天线 |
五、WIFI射频指标
描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
---|---|---|---|---|
输入频率 | 2412 | - | 2484 | MHz |
输出阻抗 | - | 39+j6 | - | Ω |
输入反射 | - | - | -10 | dB |
72.2Mbps 下, PA 的输出功率 | 15.5 | 16.5 | 17.5 | dbm |
802.11b 模式下, PA 的输出功率 | 19.5 | 20.5 | 21.5 | dbm |
1 . 灵敏度
描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位mA |
---|---|---|---|---|
CCK 1Mbps | -98 | dBm | ||
CCK 11Mbps | -91 | dBm | ||
6Mbps(1/2BPSK) | -93 | dBm | ||
54Mbps(3/4 64-QAM) | -75 | dBm | ||
HT20,MCS7(65Mbps,72.2Mbps) | -72 | dBm |
2 . 邻频抑制
描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位mA |
---|---|---|---|---|
OFDM,6Mbps | 37 | dB | ||
OFDM,54Mbps | 21 | dB | ||
HT20,MCS0 | 37 | dB | ||
HT20,MCS7 | 20 | dB |
六、ESP8285管脚定义
管脚定义如下图所示:
七、ESP8285封装信息
封装类型:QFN-32L
芯片尺寸大小:5mm x 5mm
八、EFM8BB10F8G电气特性
项目 | 类型 | 测试条件 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
---|---|---|---|---|---|---|
硬件 | 芯片型号 | EFM8BB10F | EFM8BB10F | EFM8BB10F | EFM8BB10F | EFM8BB10F |
硬件 | 工作电压 | 2.2 | 3.3 | 3.6 | V | |
硬件 | 工作电流 | Fsysclk=24.5MHZ | 4.45 | 5.25 | mA | |
硬件 | 工作温度 | -40 | 125 | ℃ | ||
硬件 | 封装类型 | QFN20 | QFN20 | QFN20 | QFN20 | QFN20 |
九、EFM8BB10F8G管脚定义
9.1、EFM8BB10F8G 管脚分布图
EFM8BB108G管脚分布图
9.2、管脚定义
管脚 | 名称 | 功能 |
---|---|---|
1 | P0.1 | NC |
2 | P0.0 | 遥控键值发射脚,向无线发射模块发射键值脉冲 |
3 | GND | 电源地 |
4 | VDD | 芯片工作电源输入 |
5 | RSTb/C2CK | 低电平有效复位脚/C2接口时钟(烧录用) |
6 | P2.0/C2D | C2接口数据脚(烧录用) |
7 | P1.6 | 蜂鸣器驱动脚(高电平有效) |
8 | P1.5 | NC |
9 | P1.4 | NC |
10 | P1.3 | 遥控键值接收脚 |
11 | P1.2 | NC |
12 | GND | 电压地 |
13 | P1.1 | 关闭接收模块引脚。发射键值时MCU拉低该引脚用于关闭接收模块 |
14 | P1.0 | 遥控状态灯(高电平有效) |
15 | P0.7 | NC |
16 | P0.6 | NC |
17 | P0.5 | 串口RX(用于与ESP8285通信) |
18 | P0.4 | 串口TX(用于与ESP8285通信) |
19 | P0.3 | NC |
20 | P0.2 | NC |
芯片功能为EFM8BB10F8G-RFBridge特定功能,非EFM8BB10F8G芯片原有功能。
十、EFM8BB10F8G封装信息
尺寸 | 最小值 | 典型值 | 最大值 |
---|---|---|---|
A | 0.70 | 0.75 | 0.80 |
A1 | 0.00 | 0.02 | 0.05 |
A3 | 0.20REF | ||
b | 0.18 | 0.25 | 0.30 |
c | 0.25 | 0.30 | 0.35 |
D | 3.00BSC | ||
D2 | 1.60 | 1.70 | 1.80 |
e | 0.50BSC | ||
E | 3.00BSC | ||
E2 | 1.60 | 1.70 | 1.80 |
f | 2.50BSC | ||
L | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
K | 0.25REF | ||
R | 0.09 | 0.125 | 0.15 |
aaa | 0.15 | ||
bbb | 0.10 | ||
ccc | 0.10 | ||
ddd | 0.05 | ||
eee | 0.08 | ||
fff | 0.10 |
更多封装信息请访问MCU官方。
十一、编码说明
ESP8285-RFBridge支持学习、转发PT2260、PT2264、EV1527等系列固定码和学习码射频遥控器的键
值,不支持滚动码。其编码方式如下所示:
RFBridge遥控编码单帧数据示意图
包括同步码和24bit数据码。其中:
RFBridge遥控编码方式解析示意图
不支持其他编码方式的遥控器。
十二、协议说明
ESP8285与EFM8BB10F8G之间采用串口通信,波特率为19200。
ESP8285_TX(pin26) ---->EFM8BB10F8G_RX(pin17)
ESP8285_RX(pin25) <--- EFM8BB10F8G_TX(pin18)
指令格式如下所示:
起始码(0xAA固定)+指令类型码(必选)+数据码(可选)+终止码(0x55)每条指令都有相应的应
答,详细协议见附录:RF万能收发模块串口协议_v1.0。协议中Tsyn表示遥控器波形中的同步码长(单位us),
Tlow表示数据码段中的一个周期中“4LCK”段的实际脉冲时间,Thigh表示数据码段中的一个周期中“12LCK”段的实
际脉冲时(单位us)。如图9.1 所示脉冲翻译成二进制表示 “00000010 10111011 11101000”即 24bit Data为
0x02,0xBB,0xE8 。Tsyn、Tlow、Thigh、24bit Data 为学习到的遥控键值属性,点击APP对应的学习过的按钮,
上述属性值会下发至MCU解析发送。用户可根据协议开发外部MCU。
十三、附录
13.1、 RF万能收发模块串口协议
**简介**
RF万能收发模块串口协议适用于RFBridge产品中ESP8285与EFM8BB10F8G之间。后者可以实现RF键
值的接收、发送、学习。 串口参数:19200,8位数据,1位停止,无校验。
13.1.1、协议
指令长度可变,每一条指令都有相应的返回值,具体如下。
Start |
---|
0xAA:起始位 |
Actionily |
---|
0xA0:返回动作 |
0xA1:学习动作> |
0xA2:超时退出 |
0XA3:学习成功 |
0XA4:转发遥控器键值 |
0xA5:发射键值 |
Tysnb |
---|
uint16类型,表示同步码时间,单位us,MSB序(先发送高位) |
Tlow |
---|
uint16类型,表示低电平时间,单位us,MSB序(先发送高位) |
Thigh |
---|
uint16类型,表示高电平时间,单位us,MSB序(先发送高位) |