Zigbee门锁硬件设计指导

概述

TYZS5是由涂鸦智能开发的一款低功耗嵌入式Zigbee模块。它由一颗高集成度的无线 射频处理器芯片EFR32MG13P732F512GM48-C和少量外围器件构成，内置了802.15.4 PHY/MACZigbee网络协议栈和丰富的库函数。

TYZS5内嵌低功耗的32位ARMCortex-M4 内核，512KByte闪存程序存储器，64KBRAM数据存储器和丰富的外设资源。TYZS5是一 个FreeRTOS平台，用户可以基于此开发满足自己需求的嵌入式Zigbee产品。

ZIGBEE模块TYZS5 的特性

基础特性

• 内置低功耗32位ARMCortex-M4处理器，带有DSP指令和浮点单元可以兼作应用处 理器 • 主频支持40MHz • 宽工作电压：2.0V-3.8V • 外设：6×GPIOs（JLINK数据口可以配成GPIO，这样就有额外两个）,1×UART,1×ADC

工作特性

• 支持802.15.4MAC/PHY
• 工作信道11-26@2.400-2.483GHz，空口速率250Kbps
• 内置DC-DC电路，有利于最大程度提高电源效率
• 最大+19dBm的输出功率，功率调整动态>35dB – 63uA/MHz运行时功耗；3.5uA休眠电流
• 终端设备主动配网
• 内置板载PCB天线
• 工作温度：-20℃to85℃
• 支持硬件加密，支持AES128/256

门锁原理图设计

图1 ZIGBEE门锁的TYZS5原理图设计 模组P3和P4引脚为模块用户的uart的接口

ZIGBEE模组TYZS5用于门锁的接口说明

TYZS5的引脚说明如下：

射频特性

基本射频特性

RF 输出功率

RF 接收灵敏度

注意事项

原理图设计注意事项

TYZS5模组接口在门锁的应用上主要是电源（3V3和GND）和通信串口UART（用户串口TX和RX）。

ZIGBEE门锁天线设计注意事项

Tuya的TYZS5模组应用在门锁上，需要注意门锁的金属结构件对天线射频性能的影响，前期的结构ID设计就需要重点考虑天线的位置和整体结构对天线的射频性能的影响；

板载天线注意事项

在Zigbee模块上使用PCB板载天线时，为确保无线性能的最优，建议模块天线部分和其他金属件的距离至少在15mm以上。用户PCB板在天线区域周边勿走线和勿覆铜，以免影响天线 辐射性能。建议天线区域的转接板镂空处理。

如果结构允许，天线的PCB布局尽量参考下面的图2至图3。

为确保 RF 性能的最优化，建议模块天线部分和其他金属件距离至少在 15mm 以上。 由于 TYZS5是通过 SMT 工艺，贴到主控板上配合其他元器件一起应用。那么 PCB 天线的摆放位置和摆放方式会直接影响 RF 性能。

以下是我们推荐的摆放位置，和不建议的摆放位置。 TYZS5 天线的各个摆放位置如图所示，推荐使用图 2和图3 的摆放位置，天线在板框外或天线附近挖空。性能和单独模块 RF 测试性能基本一致。 如果设计受限必须将 PCB 天线放在底板上，可以参考图4的摆放方式，天线在板框内，但天线附近不覆铜和走线。但射频性能会有一些损失，差不多衰减 1-2dBm。 不建议使用图5的摆放位置，天线在板框内，且天线下覆铜或走线。射频信号会明显的衰减。

图2 天线位于板框内

图3 天线板边，框内不要铺铜

图4 天线半板框内，区域挖空

图5 天线板框内，且下方未净空

上述几种方案的核心要点是：确保印制天线正下方或者正上方没有基板介质和门锁的金属结构件； 确保印制天线的周围远离金属铜皮，这样可以在最大程度上保证天线的辐射效果