使用无线M-BUS和开放计量系统(OMS)标准进行公用事业计量和遥测,能够在700米范围内无线传输和接收数据。
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硬件概览
它是如何工作的?
M-BUS RF 2 Click基于Würth Elektronik的Metis-I(2605041183000)射频模块,工作在868MHz频率。该模块集成了MSP430微控制器和CC1101射频芯片组,提供了一种强大且低成本的通信解决方案。Metis-I模块具有一系列令人印象深刻的功能。它在868MHz频段运行,配备32768B的Flash存储器和1024B的RAM。它符合无线M-BUS EN13757-4:2013标准,并支持开放计量系统(OMS),确保在公用事业计量应用中的广泛兼容性。该模块在清晰条件下能够有
效通信距离可达700米,并且设计注重能效,包括Wake-On-Radio功能以减少功耗。此外,它具有+11dBm的输出功率和高达-103dBm的射频灵敏度,以实现稳健的无线传输。Metis-I与主机MCU之间的通信通过UART接口进行,使用标准的UART RX和TX引脚以及硬件流控制引脚(CTS/RTS)。模块默认以115200bps的速率进行通信,允许高效的数据交换。该板还包括一个复位(RST)引脚,用于重置模块。板上有两个LED指示灯用于用户交互:橙色的TX LED指示
传输活动,黄色的RX LED指示接收。该板设计用于与868MHz天线(如MIKROE提供的Rubber 868MHz Antenna)接口。它包括一个u.Fl连接器,需要使用MIKROE提供的IPEX-SMA电缆适配器,以确保正确的天线连接。此Click板只能使用3.3V逻辑电压电平。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板必须执行适当的逻辑电压电平转换。此外,此Click板配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
192
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
868MHz 直角橡胶天线是一种紧凑且多功能的无线通信解决方案。在868-915MHz的频率范围内运行,确保了最佳的信号接收和传输。凭借50欧姆的阻抗,它与各种设备和系统兼容。这款天线具有2dB的增益,增强了信号强度并延长了通信范围。其垂直极化进一步提高了信号的清晰度。设计可处理高达50W的输入功率,它是各种应用的可靠选择。这款天线长度仅为48mm,既低调又实用。其SMA公头连接器确保了与设备的安全可靠连接。无论您是使用物联网设备、远程传感器还是其他无线技术,868MHz直角天线都能为您提供无缝通信所需的性能和灵活性。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
软件支持
库描述
该库包含 M-BUS RF 2 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
mbusrf2_set_rst_pin- 此函数用于设置复位引脚的状态。mbusrf2_send_command- 此函数用于发送所需的命令。mbusrf2_send_data- 此函数用于在发射模式下发送数据。
开源
代码示例
完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio。 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。
/*!
* @file main.c
* @brief M-BUS RF 2 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of M-BUS RF 2 Click board by processing
* the incoming data and displaying them on the USB UART.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and performs the Click configuration depending on selected DEMO_EXAMPLE macro.
*
* ## Application Task
* This example contains two examples depending on selected DEMO_EXAMPLE macro:
* EXAMPLE_TRANSMIT - Device is sending MESSAGE data to be read by receiver.
* EXAMPLE_RECEIVER - Device is reading transmitted message, and display it on USB UART terminal.
*
* ## Additional Function
* - static void mbusrf2_clear_app_buf ( void )
* - static void mbusrf2_log_app_buf ( void )
* - static err_t mbusrf2_process ( mbusrf2_t *ctx )
* - static err_t mbusrf2_rsp_check ( uint8_t cmd )
* - static void mbusrf2_error_check ( err_t error_flag )
* - static void mbusrf2_configure_for_example ( void )
* - static void mbusrf2_example ( void )
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mbusrf2.h"
// Example selection macros
#define EXAMPLE_TRANSMIT 0 // Transmit example
#define EXAMPLE_RECEIVER 1 // Reciver example
#define DEMO_EXAMPLE EXAMPLE_RECEIVER // Example selection macro
// Mode selection macros
#define WM_BUS_MODE_S 0
#define WM_BUS_MODE_T 1
#define WM_BUS_MODE WM_BUS_MODE_S
// Message to be sent
#define MESSAGE "M-BUS RF 2 Click"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 500
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
static mbusrf2_t mbusrf2;
static log_t logger;
static uint8_t app_buf[ APP_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
static int32_t app_buf_len = 0;
static err_t error_flag;
/**
* @brief M-BUS RF 2 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void mbusrf2_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief M-BUS RF 2 log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void mbusrf2_log_app_buf ( void );
/**
* @brief M-BUS RF 2 data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #mbusrf2_t object definition for detailed explanation.
* @return @li @c 0 - Read some data.
* @li @c -1 - Nothing is read.
* See #err_t definition for detailed explanation.
* @note None.
*/
static err_t mbusrf2_process ( void );
/**
* @brief Response check.
* @details This function checks for response and
* returns the status of response.
* @param[in] rsp Expected response.
* @return @li @c 0 - OK response.
* @li @c -1 - Error response.
* @li @c -2 - Timeout error.
* See #err_t definition for detailed explanation.
*/
static err_t mbusrf2_rsp_check ( uint8_t cmd );
/**
* @brief Check for errors.
* @details This function checks for different types of
* errors and logs them on UART or logs the response if no errors occured.
* @param[in] error_flag Error flag to check.
*/
static void mbusrf2_error_check ( err_t error_flag );
/**
* @brief M-BUS RF 2 configure for example function.
* @details This function is used to configure device for example.
*/
static void mbusrf2_configure_for_example ( void );
/**
* @brief M-BUS RF 2 execute example function.
* @details This function executes transmitter or receiver example depending on the DEMO_EXAMPLE macro.
*/
static void mbusrf2_example ( void );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
mbusrf2_cfg_t mbusrf2_cfg; /**< Click config object. */
/**
* Logger initialization.
* Default baud rate: 115200
* Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
* @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX
* are defined as HAL_PIN_NC, you will
* need to define them manually for log to work.
* See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
*/
LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
log_init( &logger, &log_cfg );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
mbusrf2_cfg_setup( &mbusrf2_cfg );
MBUSRF2_MAP_MIKROBUS( mbusrf2_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == mbusrf2_init( &mbusrf2, &mbusrf2_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
mbusrf2_process( );
mbusrf2_clear_app_buf( );
Delay_ms ( 500 );
mbusrf2_configure_for_example( );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
mbusrf2_example( );
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
static void mbusrf2_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void mbusrf2_log_app_buf ( void )
{
for ( int32_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf_len; buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt ] );
}
}
static err_t mbusrf2_process ( void )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = mbusrf2_generic_read( &mbusrf2, rx_buf, PROCESS_BUFFER_SIZE );
if ( ( rx_size > 0 ) && ( rx_size <= APP_BUFFER_SIZE ) )
{
if ( ( app_buf_len + rx_size ) > APP_BUFFER_SIZE )
{
overflow_bytes = ( app_buf_len + rx_size ) - APP_BUFFER_SIZE;
app_buf_len = APP_BUFFER_SIZE - rx_size;
memmove ( app_buf, &app_buf[ overflow_bytes ], app_buf_len );
memset ( &app_buf[ app_buf_len ], 0, overflow_bytes );
}
for ( rx_cnt = 0; rx_cnt < rx_size; rx_cnt++ )
{
if ( rx_buf[ rx_cnt ] )
{
app_buf[ app_buf_len++ ] = rx_buf[ rx_cnt ];
}
}
return MBUSRF2_OK;
}
return MBUSRF2_ERROR;
}
static err_t mbusrf2_rsp_check ( uint8_t cmd )
{
err_t error_flag = MBUSRF2_OK;
uint32_t timeout_cnt = 0;
uint32_t timeout = 120000;
Delay_ms ( 100 );
mbusrf2_clear_app_buf( );
error_flag |= mbusrf2_process( );
while ( MBUSRF2_OK != error_flag )
{
error_flag |= mbusrf2_process( );
if ( timeout_cnt++ > timeout )
{
mbusrf2_clear_app_buf( );
return MBUSRF2_ERROR_TIMEOUT;
}
Delay_ms ( 1 );
}
mbusrf2_process( );
Delay_ms ( 100 );
if ( ( cmd | MBUSRF2_CMD_RESPONSE ) == app_buf[ 1 ] )
{
return MBUSRF2_OK;
}
else
{
return MBUSRF2_ERROR;
}
}
static void mbusrf2_error_check ( err_t error_flag )
{
switch ( error_flag )
{
case MBUSRF2_OK:
{
log_printf( &logger, " OK \r\n" );
break;
}
case MBUSRF2_ERROR:
{
log_error( &logger, " ERROR!" );
break;
}
case MBUSRF2_ERROR_TIMEOUT:
{
log_error( &logger, " Timeout!" );
break;
}
}
log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
Delay_ms ( 500 );
}
static void mbusrf2_configure_for_example ( void )
{
uint8_t tx_data[ 3 ] = { 0 };
#if ( EXAMPLE_TRANSMIT == DEMO_EXAMPLE )
log_printf( &logger, "Factory reset \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_FACTORYRESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_FACTORYRESET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_RESET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#define MODE_MEMORY_INDEX 0x46
#define SET_MODE_LENGTH 0x01
#if ( WM_BUS_MODE_S == WM_BUS_MODE )
log_printf( &logger, "Set mode S1-m \r\n" );
#define S1_METER_ROLE 0x02
tx_data[ 0 ] = MODE_MEMORY_INDEX;
tx_data[ 1 ] = SET_MODE_LENGTH;
tx_data[ 2 ] = S1_METER_ROLE;
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_SET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#elif ( WM_BUS_MODE_T == WM_BUS_MODE )
log_printf( &logger, "Set mode T1-meter \r\n" );
#define T1_METER_ROLE 0x05
tx_data[ 0 ] = MODE_MEMORY_INDEX;
tx_data[ 1 ] = SET_MODE_LENGTH;
tx_data[ 2 ] = T1_METER_ROLE;
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_SET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#endif
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_RESET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#elif ( EXAMPLE_RECEIVER == DEMO_EXAMPLE )
log_printf( &logger, "Factory reset \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_FACTORYRESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_FACTORYRESET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_RESET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#define EN_CMD_OUT_MEM_INDEX 0x05
#define EN_CMD_OUT_LENGTH 0x01
#define EN_CMD_OUT 0x01
tx_data[ 0 ] = EN_CMD_OUT_MEM_INDEX;
tx_data[ 1 ] = EN_CMD_OUT_LENGTH;
tx_data[ 2 ] = EN_CMD_OUT;
log_printf( &logger, "Enable command output \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_SET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#define MODE_MEMORY_INDEX 0x46
#define SET_MODE_LENGTH 0x01
#if ( WM_BUS_MODE_S == WM_BUS_MODE )
log_printf( &logger, "Set mode S2 \r\n" );
#define S2_ROLE 0x03
tx_data[ 0 ] = MODE_MEMORY_INDEX;
tx_data[ 1 ] = SET_MODE_LENGTH;
tx_data[ 2 ] = S2_ROLE;
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_SET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#elif ( ( WM_BUS_MODE_C == WM_BUS_MODE ) || ( WM_BUS_MODE_T == WM_BUS_MODE ) )
log_printf( &logger, "Set mode C2 T2 mode \r\n" );
#define C2_T2_MODE 0x09
tx_data[ 0 ] = MODE_MEMORY_INDEX;
tx_data[ 1 ] = SET_MODE_LENGTH;
tx_data[ 2 ] = C2_T2_MODE;
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_SET_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
#endif
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf2_send_command( &mbusrf2, MBUSRF2_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_RESET_REQ );
#else
#error "No demo example selected"
#endif
}
static void mbusrf2_example ( void )
{
#if ( ( EXAMPLE_TRANSMIT == DEMO_EXAMPLE ) )
log_printf( &logger, "Send message \r\n" );
mbusrf2_send_data( &mbusrf2, MESSAGE, strlen( MESSAGE ) );
error_flag = mbusrf2_rsp_check( MBUSRF2_CMD_DATA_REQ );
mbusrf2_error_check( error_flag );
Delay_ms ( 1000 );
#elif ( EXAMPLE_RECEIVER == DEMO_EXAMPLE )
if ( MBUSRF2_OK == mbusrf2_process( ) )
{
Delay_ms ( 100 );
for ( uint8_t buf_cnt = 0; buf_cnt < app_buf[ 2 ]; buf_cnt++ )
{
log_printf( &logger, "%c", app_buf[ buf_cnt + 2 ] );
}
log_printf( &logger, "\r\n" );
mbusrf2_clear_app_buf( );
}
#else
#error "No demo example selected"
#endif
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:1GHz以下收发器



































