UWB650模塊深度解析（三）：高級功能與系統(tǒng)維護(hù)

本章節(jié)將探討UWB650模塊超越基本通信與定位之外的高級功能，內(nèi)容涵蓋網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性、硬件接口復(fù)用以及設(shè)備的固件生命周期管理，為構(gòu)建更復(fù)雜、更強(qiáng)大的UWB應(yīng)用系統(tǒng)提供指導(dǎo)。

通過Mesh組網(wǎng)擴(kuò)展覆蓋范圍

為解決在大型或有遮擋的復(fù)雜環(huán)境中單跳通信距離不足的問題，UWB650模塊引入了Mesh組網(wǎng)功能。

• 功能啟用: Mesh功能默認(rèn)關(guān)閉，可通過UWBRFAT+MESHENABLE=<type>指令啟用。該功能允許數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行多跳中繼，從而極大地?cái)U(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋范圍。
• 工作模式: 模塊在Mesh網(wǎng)絡(luò)中可以扮演不同的角色，由<type>參數(shù)指定：
  • type=1 (純中繼): 模塊僅作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，不產(chǎn)生或消費(fèi)數(shù)據(jù)。適用于部署在關(guān)鍵位置以連接兩個(gè)分離網(wǎng)絡(luò)區(qū)域的場景。
  • type=2 (純節(jié)點(diǎn)): 模塊僅作為數(shù)據(jù)的源或目的節(jié)點(diǎn)，不參與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
  • type=3 (混合模式): 模塊既可以作為數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，也具備中繼功能。當(dāng)收到目標(biāo)地址非自身的數(shù)據(jù)包時(shí)，它會執(zhí)行轉(zhuǎn)發(fā)操作。這是最靈活的模式，允許網(wǎng)絡(luò)中的任何節(jié)點(diǎn)都參與到路由構(gòu)建中。

（Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫疽鈭D）

• 關(guān)鍵限制: 為了防止數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)中無限循環(huán)轉(zhuǎn)發(fā)導(dǎo)致廣播風(fēng)暴和信道擁塞，固件內(nèi)部硬性規(guī)定了最大10跳的轉(zhuǎn)發(fā)限制。當(dāng)中繼節(jié)點(diǎn)收到的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)已達(dá)到10次時(shí)，將不再對其進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。此外，一個(gè)重要的設(shè)計(jì)約束是，開啟了Mesh功能的模塊無法與未開啟該功能的模塊進(jìn)行常規(guī)數(shù)據(jù)通信（測距和定位功能不受影響）。這意味著，一旦決定使用Mesh，通常需要對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一配置。

（Mesh網(wǎng)絡(luò)多跳傳輸示意圖）

通過YModem協(xié)議進(jìn)行固件升級

模塊支持通過串口進(jìn)行固件升級，這為產(chǎn)品發(fā)布后的功能迭代和缺陷修復(fù)提供了可能，但也對硬件設(shè)計(jì)提出了要求。

• 進(jìn)入升級模式: 固件升級需要在特定的硬件條件下觸發(fā)。操作流程為：首先將模塊斷電，然后使用外部電路將模塊的35引腳（UPGRADE）拉至低電平（或直接短接到GND），最后再給模塊上電。此時(shí)，模塊將進(jìn)入固件升級模式，等待通過串口接收新的固件文件。

（UWB650模塊的35 UPGRADE引腳）

• 協(xié)議與工具: 固件的傳輸使用標(biāo)準(zhǔn)的YModem協(xié)議，串口波特率為115200 bps。用戶需要使用支持YModem協(xié)議的PC端串口工具，如ExtraPuTTY或官方提供的SerialPortYmodem小工具。
• 升級流程: 完整的升級步驟如下：

         1.硬件操作進(jìn)入升級模式。

         2.將模塊串口連接至PC，并打開支持YModem的串口工具，配置好COM口和波特率。

（ExtraPuTTY串口配置界面）

         3.連接后，串口終端會顯示模塊發(fā)出的YModem握手信號（通常是一連串的'C'字符）。

（YModem握手信號（'C'字符））

         4.在PC端工具中選擇“發(fā)送文件”功能，并選中新的固件二進(jìn)制文件開始傳輸。

（ExtraPuTTY選擇Ymodem發(fā)送文件）

（ExtraPuTTY文件傳輸進(jìn)度）

         5.等待文件傳輸完成。

         6.傳輸成功后，斷開35號引腳與GND的連接，然后對模塊進(jìn)行一次完整的斷電重啟。

（ExtraPuTTY固件傳輸完成）

        7.重啟后，模塊將加載并運(yùn)行新的固件。

以下是使用官方SerialPortYmodem工具的示例：

1.選擇對應(yīng)的COM口并打開。

（SerialPortYmodem工具串口配置）

2.瀏覽并選擇固件文件，點(diǎn)擊發(fā)送開始傳輸。

（SerialPortYmodem工具文件傳輸進(jìn)度）

3.傳輸完成后，會彈出成功提示。此時(shí)斷開35號引腳連接并重啟模塊即可。

（SerialPortYmodem工具文件發(fā)送成功提示）

硬件設(shè)計(jì)考量: 固件升級機(jī)制的存在，意味著如果產(chǎn)品需要支持現(xiàn)場或遠(yuǎn)程升級，那么在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)必須預(yù)先考慮如何控制35號引腳的電平?？梢栽O(shè)計(jì)一個(gè)專用的物理跳線、預(yù)留一個(gè)測試點(diǎn)，或者由主控MCU的一個(gè)GPIO來控制該引腳。如果在設(shè)計(jì)階段忽略了這一點(diǎn)，后續(xù)的固件升級將變得非常困難，甚至需要對已部署的設(shè)備進(jìn)行物理召回。

UWB650模塊深度解析系列

UWB650模塊深度解析一 ：UWB技術(shù)及UWB650模塊導(dǎo)論

UWB650模塊深度解析二 ：掌握核心功能：配置與使用

UWB650模塊深度解析三：高級功能與系統(tǒng)維護(hù)

UWB650模塊深度解析四：天線延遲校準(zhǔn)及模塊部署考量與最佳實(shí)踐

UWB650模塊深度解析五：配置命令