在智能计量、家居自动化和工业控制应用中表现出色
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硬件概览
它是如何工作的?
M-BUS RF 3 Click基于Würth Elektronik的Metis-II(2607021183000)高功率无线电模块,工作频率为868MHz。该模块集成了MSP430微控制器和CC1125 RF芯片组,提供高效且具成本效益的通信解决方案。Metis-II模块符合无线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。其+14dBm的RF输出功率和高达-106dBm的接收灵敏度,能够在视距条件下实现长达1000米的可靠无线通信。该模块设计时考虑了能效,集成了低功耗功能,如无线唤醒(Wake-On-Radio)和可调RF数据速率,非常适合远程低功耗无
线应用。此外,它还具有AES-128加密功能,确保计量系统中数据传输的安全性。Metis-II与主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)。默认通信速率为115200bps,确保高效的数据交换。该板还包括一个复位引脚(RST)和一个复位按钮用于复位模块,并配有两个LED指示灯用于用户交互:橙色TX LED用于信号传输活动,黄色RX LED指示接收状态。除了UART接口外,该Click板™还配备了USB Type-C连接器,可通过PC进行供电和配置。通过集成的CP2102N USB到UART桥接芯片和NCP1117 LDO稳
压器,该板将USB电源转换为模块所需的3.3V,使其能够独立运行。该板设计用于与868MHz天线连接,如MIKROE提供的橡胶868MHz天线,并包含一个u.Fl连接器,需要IPEX-SMA电缆适配器(也可由MIKROE提供)以确保正确的天线连接。此Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,供进一步开发参考。
功能概述
开发板
Nucleo 32开发板搭载STM32F031K6 MCU,提供了一种经济且灵活的平台,适用于使用32引脚封装的STM32微控制器进行实验。该开发板具有Arduino™ Nano连接性,便于通过专用扩展板进行功能扩展,并且支持mbed,使其能够无缝集成在线资源。板载集成
ST-LINK/V2-1调试器/编程器,支持通过USB重新枚举,提供三种接口:虚拟串口(Virtual Com port)、大容量存储和调试端口。该开发板的电源供应灵活,可通过USB VBUS或外部电源供电。此外,还配备了三个LED指示灯(LD1用于USB通信,LD2用于电源
指示,LD3为用户可控LED)和一个复位按钮。STM32 Nucleo-32开发板支持多种集成开发环境(IDEs),如IAR™、Keil®和基于GCC的IDE(如AC6 SW4STM32),使其成为开发人员的多功能工具。

微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
32
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
32
RAM (字节)
4096
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-32是扩展您的开发板功能的理想选择,专为STM32 Nucleo-32引脚布局设计。Click Shield for Nucleo-32提供了两个mikroBUS™插座,可以添加来自我们不断增长的Click板™系列中的任何功能。从传感器和WiFi收发器到电机控制和音频放大器,我们应有尽有。Click Shield for Nucleo-32与STM32 Nucleo-32开发板兼容,为用户提供了一种经济且灵活的方式,使用任何STM32微控制器快速创建原型,并尝试各种性能、功耗和功能的组合。STM32 Nucleo-32开发板无需任何独立的探针,因为它集成了ST-LINK/V2-1调试器/编程器,并随附STM32全面的软件HAL库和各种打包的软件示例。这个开发平台为用户提供了一种简便且通用的方式,将STM32 Nucleo-32兼容开发板与他们喜欢的Click板™结合,应用于即将开展的项目中。
868MHz 直角橡胶天线是一款紧凑且多功能的无线通信解决方案。它在 868-915MHz 的频率范围内运行,确保最佳的信号接收和传输。天线具有 50 欧姆的阻抗,兼容多种设备和系统。其 2dB 的增益增强了信号强度并扩展了通信范围。垂直极化进一步提高了信号的清晰度。设计能够处理高达 50W 的输入功率,使其成为各种应用的坚固选择。这款天线长度仅为 48mm,既低调又实用。其 SMA 公头连接器确保与您的设备建立安全可靠的连接。无论您是在处理物联网设备、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。

IPEX-SMA 电缆是一种射频 (RF) 电缆组件。"IPEX" 指的是 IPEX 连接器,这是一种常用于小型电子设备的微型同轴连接器。"SMA" 代表 SubMiniature Version A,是另一种常用于射频应用的同轴连接器。IPEX-SMA 电缆组件的一端是 IPEX 连接器,另一端是 SMA 连接器,使其能够连接使用这些特定连接器的设备或组件。这些电缆常用于 WiFi 或蜂窝天线、GPS 模块以及其他需要可靠且低损耗连接的射频通信系统。

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
实时跟踪您的结果
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
该库包含 M-BUS RF 3 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
mbusrf3_set_rst_pin
- 此函数用于设置复位引脚状态。mbusrf3_send_command
- 此函数用于发送所需的命令。mbusrf3_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 3 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of M-BUS RF 3 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 mbusrf3_clear_app_buf ( void )
* - static void mbusrf3_log_app_buf ( void )
* - static err_t mbusrf3_process ( mbusrf3_t *ctx )
* - static err_t mbusrf3_rsp_check ( uint8_t cmd )
* - static void mbusrf3_error_check ( err_t error_flag )
* - static void mbusrf3_configure_for_example ( void )
* - static void mbusrf3_example ( void )
*
* @author Stefan Ilic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "mbusrf3.h"
// Example selection macros
#define EXAMPLE_TRANSMIT 0 // Transmit example
#define EXAMPLE_RECEIVER 1 // Reciver example
#define DEMO_EXAMPLE EXAMPLE_TRANSMIT // 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 3 Click"
// Application buffer size
#define APP_BUFFER_SIZE 500
#define PROCESS_BUFFER_SIZE 200
static mbusrf3_t mbusrf3;
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 3 clearing application buffer.
* @details This function clears memory of application buffer and reset its length.
* @note None.
*/
static void mbusrf3_clear_app_buf ( void );
/**
* @brief M-BUS RF 3 log application buffer.
* @details This function logs data from application buffer to USB UART.
* @note None.
*/
static void mbusrf3_log_app_buf ( void );
/**
* @brief M-BUS RF 3 data reading function.
* @details This function reads data from device and concatenates data to application buffer.
* @param[in] ctx : Click context object.
* See #mbusrf3_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 mbusrf3_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 mbusrf3_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 mbusrf3_error_check ( err_t error_flag );
/**
* @brief M-BUS RF 3 configure for example function.
* @details This function is used to configure device for example.
*/
static void mbusrf3_configure_for_example ( void );
/**
* @brief M-BUS RF 3 execute example function.
* @details This function executes transmitter or receiver example depending on the DEMO_EXAMPLE macro.
*/
static void mbusrf3_example ( void );
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
mbusrf3_cfg_t mbusrf3_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.
mbusrf3_cfg_setup( &mbusrf3_cfg );
MBUSRF3_MAP_MIKROBUS( mbusrf3_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( UART_ERROR == mbusrf3_init( &mbusrf3, &mbusrf3_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
mbusrf3_process( );
mbusrf3_clear_app_buf( );
Delay_ms ( 500 );
mbusrf3_configure_for_example( );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
mbusrf3_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 mbusrf3_clear_app_buf ( void )
{
memset( app_buf, 0, app_buf_len );
app_buf_len = 0;
}
static void mbusrf3_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 mbusrf3_process ( void )
{
uint8_t rx_buf[ PROCESS_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
int32_t overflow_bytes = 0;
int32_t rx_cnt = 0;
int32_t rx_size = mbusrf3_generic_read( &mbusrf3, 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 MBUSRF3_OK;
}
return MBUSRF3_ERROR;
}
static err_t mbusrf3_rsp_check ( uint8_t cmd )
{
err_t error_flag = MBUSRF3_OK;
uint32_t timeout_cnt = 0;
uint32_t timeout = 120000;
Delay_ms ( 100 );
mbusrf3_clear_app_buf( );
error_flag |= mbusrf3_process( );
while ( MBUSRF3_OK != error_flag )
{
error_flag |= mbusrf3_process( );
if ( timeout_cnt++ > timeout )
{
mbusrf3_clear_app_buf( );
return MBUSRF3_ERROR_TIMEOUT;
}
Delay_ms ( 1 );
}
mbusrf3_process( );
Delay_ms ( 100 );
if ( ( cmd | MBUSRF3_CMD_RESPONSE ) == app_buf[ 1 ] )
{
return MBUSRF3_OK;
}
else
{
return MBUSRF3_ERROR;
}
}
static void mbusrf3_error_check ( err_t error_flag )
{
switch ( error_flag )
{
case MBUSRF3_OK:
{
log_printf( &logger, " OK \r\n" );
break;
}
case MBUSRF3_ERROR:
{
log_error( &logger, " ERROR!" );
break;
}
case MBUSRF3_ERROR_TIMEOUT:
{
log_error( &logger, " Timeout!" );
break;
}
}
log_printf( &logger, " = = = = = = = = = = = = = = = = = \r\n" );
Delay_ms ( 500 );
}
static void mbusrf3_configure_for_example ( void )
{
uint8_t tx_data[ 3 ] = { 0 };
#if ( EXAMPLE_TRANSMIT == DEMO_EXAMPLE )
log_printf( &logger, "Factory reset \r\n" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_FACTORYRESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_FACTORYRESET_REQ );
mbusrf3_error_check( error_flag );
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_RESET_REQ );
mbusrf3_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;
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_SET_REQ );
mbusrf3_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;
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_SET_REQ );
mbusrf3_error_check( error_flag );
#endif
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_RESET_REQ );
mbusrf3_error_check( error_flag );
#elif ( EXAMPLE_RECEIVER == DEMO_EXAMPLE )
log_printf( &logger, "Factory reset \r\n" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_FACTORYRESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_FACTORYRESET_REQ );
mbusrf3_error_check( error_flag );
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_RESET_REQ );
mbusrf3_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" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_SET_REQ );
mbusrf3_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;
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_SET_REQ );
mbusrf3_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;
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_SET_REQ, tx_data, 3 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_SET_REQ );
mbusrf3_error_check( error_flag );
#endif
log_printf( &logger, "Reset device \r\n" );
mbusrf3_send_command( &mbusrf3, MBUSRF3_CMD_RESET_REQ, 0, 0 );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_RESET_REQ );
#else
#error "No demo example selected"
#endif
}
static void mbusrf3_example ( void )
{
#if ( ( EXAMPLE_TRANSMIT == DEMO_EXAMPLE ) )
log_printf( &logger, "Send message \r\n" );
mbusrf3_send_data( &mbusrf3, MESSAGE, strlen( MESSAGE ) );
error_flag = mbusrf3_rsp_check( MBUSRF3_CMD_DATA_REQ );
mbusrf3_error_check( error_flag );
Delay_ms ( 1000 );
#elif ( EXAMPLE_RECEIVER == DEMO_EXAMPLE )
if ( MBUSRF3_OK == mbusrf3_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" );
mbusrf3_clear_app_buf( );
}
#else
#error "No demo example selected"
#endif
}
// ------------------------------------------------------------------------ END