【应用】芯科科技Zigbee芯片用于智能网关，TX功率高达20dBm，外设功能选择多

时间： 2022-02-18 来源：世强

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Zigbee芯片,EFR32MG21A020F512IM32-B,SILICON LABS

物联网快速发展的今天，使得智能家居行业也是进行得如火如荼，而智能网关则是整个智能家居架构中最重要的一个环节。智能网关连接着家庭内网和家庭外网，保证内外网络的通信，家庭内网是家庭所有电气设备的联网，毎一个智能电器被当做一个终端节点，所有终端节点受家庭智能网关的集中管理和分散控制。本例应用介绍芯科科技Zigbee芯片 EFR32MG21A020F512IM32-B在智能网关的应用。

先看一下智能网关的部分电路框图：

从框图中可以看出，芯科芯片EFR32MG21A020F512IM32-B做为Zigbee芯片，是接收和管理Zigbee终端节点设备控制芯片。产品信号过程是：Zigbee终端节点设备—>EFR32MG21A020F512IM32-B—>主芯片SOC—>网络&蓝牙&WIFI输出的一个信号控制流程，反之网络&蓝牙&WIFI输入也可以发送信号给Zigbee终端节点设备，即为整个网关信号控制与管理流程。Zigbee终端节点设备如：照明灯，水浸传感器，空调，智能插头，咖啡机等。

接下来我们再看看EFR32MG21A020F512IM32-B的一些参数特性：

1：32位ARM® Cortex®-M33内核，最高工作频率为80MHz，运行速度更快。

2：内部Flash：512kB和64kB RAM，无需外接存储。

3：支持zigbee 3.0、蓝牙5.0、Thread多协议运行。

4：集成PA，TX功率高达20dBm (2.4GHz)，信号覆盖更好，发送距离远。

5：基于AES128/256硬件加密处理，数据保密性更好。

6：在 125 kbps GFSK的条件下，灵敏度为-104.9dBm，信号接收更强。

7：支持EM0-EM4多种模式下工作，EM4模式下工作电流可低至1μA以下（3V供电并使用外部时钟），功耗更低。

8：单电源工作范围1.71至3.8V，满足一般电源要求。

9：工作-40℃至 125℃，工业级温度标准，温度适应性强。

10：空中升级是工程师做空中升级程序功能。通过世强或原厂给的APK进行对接升级。不用传统拆机连线升级，方便用户升级，更好服务产品软件更新换代。

11：如下图QFN32封装，尺寸4X4mm，尺寸较小，满足一些小产品尺寸的应用。

设计注意事项：

1、EFR32MG21A020F512IM32-B外部晶振离IC就近放置。

2、LDO选型，尽量选择噪声抑制比高的LDO。

3、作为智能网关，如有蓝牙，WIFI，Zigbee天线等天线，各天线尽量分开较大间距，避免相互干扰。天线周围避开金属部

件。

4、对于天线到IC的射频阻抗线要做 50欧阻抗匹配处理，增加信号发送与接收强度。

5、IC电源输入脚要外接滤波电容，尽量就近IC电源输入脚放置，将能更好的滤除杂波。

芯科EFR32MG21A020F512IM32-B芯片，在品质上一直有很好的口碑，相同的功率，比一般国内外品牌实际距离，测试要更远，功耗也小，电池使用时间更长。较小的封装体积，适合于对空间要求小的产品。在客户有评估JN5189/88， CC26x2R1方案的情况下，我们推荐芯科EFR32MG21A020F512IM32-B，相比参数上，频率高，外设功能选择多，封装小，同等发送功率及接收数据时功耗更低等优势。最终客户选择EFR32MG21A020F512IM32-B做为智能网关产品的家居应用。

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EFR32MG12P433F1024GL125-C	Gecko Multi-Protocol Wireless SoC	Bluetooth LE Zigbee Thread Proprietary, Wi-SUN	2.4GHz @ 19dBm, Sub-GHz @ 20dBm	1024kB	256kB	65	-40℃~85℃	-50℃~150℃	BGA125	1.8V~3.8V

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