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是否GR4 模组规格书
更新时间：2021-05-08 10:07:16下载pdf
GR4是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式四频段GSM/GPRS模组。通过GSM/GPRS无线电通信协议（3GPP Rel.13和3GPP Rel.14）。它由一个高集成度的Soc RDA8955L（内置了应用处理器、低功耗多波段GSM收发器、电源管理单元PMU和audio组件）和少量外围器件构成。
产品概述
GR4内嵌低功耗32位CPU，集成32Mb 1.8V DDR PSRAM，32Mb 1.8V SPI NOR Flash，还支持包括UART、I2C、SPI、PWM、ADC、AUDIO和SIM等接口。
特性
- 内置低功耗32位RDA RISC Core处理器
- 工作电压：3.8±0.4V
- 外设：16×GPIOs，2×UART, 2×PWM,1×ADC，2×SPI，1×I2C
- SIM： 3V/1.8V SIM card
- USB 接口：USB 1.1
- GSM/GPRS网络
- GSM Phase 2/2+
- GSM850/GSM900 33dBm±2db; DCS1800/PCS1900 30dBm±2db
- 接收灵敏度 -107.5dbm
- 50Ω 特征阻抗，可外置SMA接棒状天线或IPEX接FPC天线。
- 数据速率：85.6kbps（下行），85.6kbps（上行）
- 网络协议特性：TCP/UDP/FTP/PPP
- 工作温度：-20℃ to 85℃
应用领域
- 公用事业：抄表 (水、气、电)、智能水务(管网、漏损、质检)、智能灭火器、消防栓等。
- 智能健康：药品溯源、远程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控、婴儿监控器。
- 智慧城市：智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全报警、城市环境监控（水污染、噪声、空气质量PM2.5等）。
- 消费者：可穿戴设备、自行车、助动车防盗、智能行李箱、VIP跟踪（小孩、老人、宠物、车辆租赁）、支付/POS机。
- 农业环境：精准种植（环境参数：水、温、光、药、肥）、畜牧养殖（健康、追踪）、水产养殖、食品安全追溯。
- 物流仓储：资产、集装箱跟踪、仓储管理、车队管理跟踪、物流状态、追踪。
- 智能楼宇：门禁、智能HVAC、烟感、火警检测、电梯故障/维修。
- 制造行业：生产、设备状态监控，能源设施、油气监控，化工园区监测，大型租赁设备、预测性维护(家电、机械等)。
更新说明
| 更新日期 | 更新内容 | 更新后版本 |
|---|---|---|
| 2019-08-03 | 新建文档 | V1.0.0 |
模组接口
引脚分配
GR4模组共有41个引脚，其中38个为LCC引脚，底部3个为GND引脚。本章节详细阐述了模组接口和定义。
引脚定义
| 引脚序号 | 符号 | I/O类型 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 1 | PWRKEY | I | PowerKey引脚，内部上拉实现上电自启动 |
| 2 | SPI1_CS/GPIO_10 | I/O | SPI 接口 |
| 3 | SPI1_CLK/GPIO_8 | I/O | SPI 接口 |
| 4 | SPI1_DO/GPIO_11 | I/O | SPI 接口 |
| 5 | SPI1_DI/GPIO_12 | I/O | SPI 接口 |
| 6 | UART1_CTS/GPIO_2 | I/O | 允许发送 |
| 7 | UART1_RTS/GPIO_3 | I/O | DTE 请求发送数据给模组 |
| 8 | UART1_TXD/GPIO_1 | I/O | 模组发送数据 |
| 9 | UART1_RXD/GPIO_0 | I/O | 模组接收数据 |
| 10 | UART1_DCD/GPIO_31 | I/O | 载波检测（此脚有效表示通信链路建立起来） |
| 11 | UART1_RI/GPIO_30 | I/O | 模组输出振铃提示 |
| 12 | UART1_DTR/GPIO_29 | I/O | DTE 准备就绪 |
| 13 | 32K_OUT/GPIO_33 | I/O | 网络状态指示 |
| 14 | ADC0 | I | 模数转换器 |
| 16,17 | SPKP,SPKN | O | 差分音频输出，可以直接驱动 8 欧姆的喇叭 |
| 18,19 | MICP,MICN | I | 差分音频输入 |
| 20 | SIM_RST | I | SIM 卡复位 |
| 21 | SIM_VDD | O | SIM 卡供电电压 |
| 22 | SIM_DAT | I/O | SIM 卡数据线 |
| 23 | SIM_CLK | O | SIM 卡时钟线 |
| 24 | VDDIO | O | 输出 2.8V，10mA |
| 25 | HOST_RXD | I | 用于软件调试和固件下载 |
| 26 | HOST_TXD | I/O | 用于软件调试和固件下载 |
| 27 | UART2_RXD/GPIO_4 | I | 硬件 UART2 |
| 28 | UART2_TXD/GPIO_5 | O | 硬件 UART2 |
| 29 | UART2_RTS/GPIO_7 | I/O | I2C 接口，使用时需要外加上拉电阻 |
| 30 | UART2_CTS/GPIO_6 | I/O | I2C 接口，使用时需要外加上拉电阻 |
| 32 | ANT | I/O | GPRS 射频信号输入输出 |
| 34 | RESET | I | 硬件关机管脚，低电平有效。把管脚拉低 200ms 以上模组关机。 |
| 37,38 | VBAT | P | 模组主电源,VBAT=3.4V~4.2V |
| 15,31,33,35,36,39,40 | GND | P | 模组地 |
说明：P 表示电源引脚，I/O 表示输入输出引脚。
电气参数
绝对电气参数
| 参数 | 描述 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| Ts | 存储温度 | -40 | 90 | ℃ |
| VBAT | 供电电压 | -0.3 | 4.2 | V |
| 接触放电 | VBAT,GND | -5 | +5 | KV |
| 接触放电 | 天线接口 | -5 | +5 | KV |
| 接触放电 | 其他接口 | -0.5 | +0.5 | KV |
| 空气放电 | VBAT,GND | -10 | +10 | KV |
| 空气放电 | 天线接口 | -10 | +10 | KV |
| 空气放电 | 其他接口 | -1 | +1 | KV |
正常工作条件
| 参数 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ta | 工作温度 | -20 | 25 | 85 | ℃ |
| VBAT | 供电电压 | 3.4 | 4.0 | 4.2 | V |
| VIL | IO低电平输入 | -0.3 | - | VCC*0.25 | V |
| VIH | IO高电平输入 | VCC*0.75 | - | VCC | V |
| VOL | IO低电平输出 | - | - | VCC*0.1 | V |
| VoH | IO高电平输出 | VCC*0.8 | - | VCC | V |
| Imax | IO驱动电流 | - | - | 12 | mA |
连续发射和接收时功耗
数据传输模式, GPRS ( 2 收, 2 发) CLASS8 & CLASS 12：
| 工作状态 | 耗流 |
|---|---|
| GSM850 | @功率等级5，<550mA，典型值 281.6mA； @功率等级10，典型值148.4mA；@功率等级19，典型值82.5mA |
| EGSM900 | @功率等级5，<550mA，典型值315.9mA；@功率等级10， 典型值158.2mA；@功率等级19，典型值83.5mA |
| DCS1800 | @功率等级0，<450mA，典型值208.7mA；@功率等级5，典型值125mA；@功率等级15，典型值78.4mA |
| PCS1900 | @功率等级0，<450mA，典型值195.6mA；@功率等级5，典型值118.5mA；@功率等级15，典型值78.4mA |
数据传输模式, GPRS ( 4 收, 1 发) CLASS8 & CLASS 12：
| 工作状态 | 耗流 |
|---|---|
| GSM850 | @功率等级5，<350mA，典型值 189.4mA； @功率等级10，典型值91.6mA；@功率等级19，典型值57.7mA |
| EGSM900 | @功率等级5，<350mA，典型值203.5mA；@功率等级10， 典型值101.3mA；@功率等级19，典型值62.4mA |
| DCS1800 | @功率等级0，<300mA，典型值150.1mA；@功率等级5，典型值79.4mA；@功率等级15，典型值55.8mA |
| PCS1900 | @功率等级0，<450mA，典型值136.3mA；@功率等级5，典型值80.5mA；@功率等级15，典型值62.9mA |
射频参数
基本射频特性
| 参数项 | 详细说明 |
|---|---|
| 工作频率 | GSM850:824-849Mhz;869-894MHz；GSM900:880-915Mhz;925-960MHz；DCS1800:1710-1785Mhz;1805-1880MHz；PCS1900:1850-1910Mhz;1930-1990MHz； |
| GSM/GPRS标准 | 3GPP TS 45.005 |
| 数据传输速率 | 85.6kbps（下行），85.6kbps（上行） |
| 天线类型 | 需第三方提供天线（外置SMA棒状天线、FPC天线等形式） |
发射性能
TX连续发送性能
| 参数项 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| GSM850 | -39 | 32.5±2 | dBm |
| GSM900 | -39 | 32.5±2 | dBm |
| DCS1800 | -39 | 30.5±2 | dBm |
| PCS1900 | -39 | 30.5±2 | dBm |
| 频率误差 | -15 | +15 | ppm |
接收性能
RX灵敏度
| 参数项 | 最小值 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| GSM850 | - | -107.5 | dBm |
| GSM900 | - | -107.5 | dBm |
| DCS1800 | - | -107.5 | dBm |
| PCS1900 | - | -107.5 | dBm |
天线信息
天线类型
该模组无自带PCB板载天线，需要第三方提供天线。可使用外置棒状天线，弹簧天线，IPEX-FPC天线，PCB板天线等，天线形式有单极天线，PIFA天线，IFA天线，loop天线等。
降低天线干扰
为确保GSM/GPRS性能的最优化，建议模组天线部分和其他金属件距离至少在10mm以上。
封装信息及生产指导
机械尺寸
GR4共有41个管脚，38个为LCC封装，3个为LGA封装。
GR4尺寸大小为：17.7±0.35mm (L)×14.8±0.35mm (W) ×2.4±0.15mm (H)如下图所示。
说明：模组长宽公差±0.35mm；高度±0.15mm；PCB板厚公差±0.1mm。
侧视图
原理图封装
PCB封装图-SMT
模组俯视/底视/侧视图
生产指南
- 涂鸦出厂的贴片封装模组建议使用SMT机器贴片，拆开包装后建议在24小时内完成焊接，如果拆封后未使用完建议放置在湿度不超过10%RH的干燥柜内，或重新进行真空包装并记录暴露时间，总暴露时间不超过168小时。
- SMT贴片所需仪器或设备：
- 贴片机
- SPI
- 回流焊
- 炉温测试仪
- AOI
- 烘烤所需仪器或设备：
- 柜式烘烤箱
- 防静电耐高温托盘
- 防静电耐高温手套
- SMT贴片所需仪器或设备：
- 涂鸦出厂的模组存储条件如下：
-
防潮袋必须储存在温度＜40℃、湿度＜90%RH的环境中
-
干燥包装的产品，保质期为从包装密封之日起12个月的时间
-
密封包装内装有湿度指示卡：
-
- 涂鸦出厂的模组当出现可能受潮的情况下需要进行烘烤：
- 拆封前发现真空包装袋破损
- 拆封后发现包装袋内没有湿度指示卡
- 拆封后如果湿度指示卡读取到10%及以上色环变为粉色
- 拆封后总暴露时间超过168小时
- 从首次密封包装之日起超过12个月
- 烘烤参数如下：
- 烘烤温度：卷盘包装60℃，湿度小于等于5%RH；托盘包装125℃，湿度小于等于5%RH（耐高温托盘非吸塑盒拖盘）
- 烘烤时间：卷盘包装48小时；托盘包装12小时
- 报警温度设定：卷盘包装65℃；托盘包装135℃
- 自然条件下冷却到36℃以下后，即可进行生产
- 若烘烤后暴露时间大于168小时没有使用完，请再次进行烘烤
- 如果暴露时间超过168小时未经过烘烤，不建议使用回流焊接工艺焊接此批次模组，因模组为3级湿敏器件超过允许的暴露时间产品可能受潮，进行高温焊接时可能会导致器件失效或焊接不良
- 在整个生产过程中请对模组进行静电放电（ESD）保护。
- 为了确保产品合格率，建议使用SPI和AOI测试设备来监控锡膏印刷和贴装品质。
推荐炉温曲线
请根据回流焊曲线图进行温度设定，峰值温度245℃，回流焊温度曲线如下图所示：
-
A：温度轴
-
B：时间轴
-
C：合金液相线温度：217-220℃
-
D：升温斜率：1-3℃/S
-
E：恒温时间：60-120S；恒温温度：150-200℃
-
F：液相线以上时间：50-70S
-
G：峰值温度：235-245℃
-
H：降温斜率：1-4℃/S
注意：以上推荐曲线以SAC305合金焊膏为例。其他合金焊膏请按焊膏规格书推荐炉温曲线设置。
储存条件
模组MOQ与包装信息
| 产品型号 | MOQ（pcs） | 出货包装方式 | 每个卷盘存放模组数（pcs） | 每箱包装卷盘数 |
|---|---|---|---|---|
| GR4 | 5600 | 载带卷盘 | 1400 | 4 |
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