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无线物联网衔接:怎么挑选无线技能

无线物联网连接:如何选择无线技术-物联网受到很多当之无愧的关注是因为它提供了很多潜在的好处。而IoT-connected节点安装在5、10年或以上是投机和市场研究的主题(以及猜测,),有一件事是明确的

  物联网遭到许多名副其实的重视是由于它供给了许多潜在的优点。而IoT-connected节点装置在5、10年或以上是投机和商场研讨的主题(以及猜想,),有一件事是清晰的:数字将是巨大的。物联网是密切相关的工业机器对机器(M2M)运用程序的兄弟姐妹,所以有许多技能相似性和完结两类之间的堆叠。

  从高层的视点来看,一个物联网节点包含三个体系功用块(图1):1)传感器或传感器(温度、流量、翻开/关闭门的方位,为例);2)数字处理器单元(单片机),抓住了传感器数据的处理和剖析;3)衔接端口,可所以有线或无线。前者是一个选项假如有一个可用的低本钱网络或装置,假如安满是一个重要的考虑要素,假如布景是严峻EMI/RFI区域,或许只要几个点被衔接。但是,关于大多数物联网装置,一个无线衔接办法是首选由于易于装置和全体的灵活性在初始方位,乃至假如需求搬迁物联网节点。

  

  图1:物联网的高档体系框图或M2M节点显现三个首要功用:传感器、处理器和衔接接口。

  挑选一个规范的无线衔接并不意味着完结规划决议计划和规划进程很简单。无线衔接有必要恪守职业和监管规范,在许多情况下和区域同意。有许多规划师或许需求考虑无线物联网选项。在一些设备,决议现已由于授权或现有的网络。另一方面,规划师能够评价选项和做出挑选依据功用的权衡和优先级,网络类型(网、无线局域网、点对点),规模,权利,频带(s),健壮性和,当然,本钱。也有安全的严重问题,身份验证和加密。

  挑选能够很简单变得令人困惑

  假如悉数或大部分无线物联网衔接选项可供考虑,能够应战由于near-overwhelming规划剖析的可行的或许性。除了职业规范接口选项,总有挑选规划一个专有链接假如规范的缺乏或需求某种方式的“确定”竞赛或安全原因。作为一般规矩,除非有一个激烈的令人信服的理由去运用专有的无线办法,它更简单,低危险,低本钱,更快的进入商场的规范技能。即便这些规范版别和版别有许多改动;再次,一般最好挑选一个常见的一个,相同的实践原因,非专利办法被选中。

  竞赛者之间的物联网无线衔接是wi-fi,蓝牙(包含蓝牙智能,曾经蓝牙低能量),无线个域网,z-wave,DECT、ANT+。当然各有支撑者和追随者,以及不同程度的供货商支撑硬件,软件,和遵照性。表1显现了每一个规范的首要特点,但留意规范总是在不断改动,所以表仅仅一个大略的导游。总的来说,物联网运用程序不需求太多的规模或高数据率,并坚持低那些特点成果远低于电力需求供给和射频阶段。

  完结下一个进程

  无线衔接决议之后,下一步是决议怎么真实完结节点。的挑选分为三大组:

  1)规划和制作一个从头规划。这是一般不挑选,由于它需求相当大的射频经历和技能,以及在软件仓库协议和办理方面的专业知识(其间一些或许是商场上可用的第三方来历)。自己着手或许是一个专有的无线衔接的必要办法。

  2)构建一个无线节点运用一个参阅规划(硬件和软件)从一个有诺言的,IC供货商也供给开发东西进行验证。这需求技巧和更少的资源比上面的选项中,但仍有许多潜在的危险。这或许是本钱最低的选项假如数量足够高和功用设置能够被掠夺降到最低。请留意,任何改动,即便是小的,参阅规划的BOM或布局或许影响功用;射频在这方面很奇妙。

  3)运用一个完好的,预备好了模块可供给必要的软件东西。在理论上,这是最快的,危险最小的办法,并且或许是十分合算的挑选# 2比较,假如供货商的体积是很高的。它还会带来一些额定的认证不同的监管规范。

  不论所挑选的选项,总有相关监管规范和约束,以满意运用频率,带宽、带内和带外功率,???曲和溢出,其他参数在处理射频链接。运用pre- certified模块是一个严重的一步,但这仅仅第一步。终究产品包含模块将需求自己的认证,如运用认证模块并不是一个确保终究规划满意功用和办理需求。问题,比方天线类型和方位,模块组织,水晶细节,邻近的组件,包装是终究的认证和同意进程的一部分。

  ICs生长为模块

  许多供货商供给完好的射频模块依据混合,multi-chip,乃至单片机完结不同的物联网无线规范。除了功用和价格、电力运用在不同的形式是一个重要的考虑要素,由于大多数电池供电的物联网运用程序无法访问(不或许或很难代替),或use-scavenged(收成)能量。

  蓝牙智能(曾经蓝牙低能量)集成电路和相关模块阐明规划师能够评价他们的挑选和最佳解决方案,依据他们的运用程序和优先级。德州仪器公司供给了2.4 GHz的CC2541家庭蓝牙V4.0低能soc(如TICC2541F256), 首要在机载内存不同,射频,数据链接,或I / O功用。设备支撑的数据率250 kbps,500 kbps,1 Mbps,和2 Mbps,各种十分低的电源形式和协议,包含自动形式承受低至17.9 mA,自动形式传输(0 dBm)18.2 mA,电源形式1 4-μs叫醒在270μA,电源形式2(睡觉定时器),和权利形式3(外部中止)0.5μA,操作从2到3.6 V的供给。

  6×6毫米SOC(图2),集成了一个广泛的其他功用和特性的列表,其间包含一个8051单片机,一个天然生成的格局和协议栈,相当大的内存,三个定时器,23日通用I/O(GPIO)针,一个八通道A/D转换器,一个看门狗定时器,一个电池监视器,一个温度传感器,和I2C/SPI和UART接口。设备的方针,但不能确保准时按量服药等全球无线电频率规则ETSI EN 300 328和EN 328(欧洲),FCC CFR47 15(美国)的一部分,还有STD-T66(日本)。

  

  图2:设备的蓝牙智能soc CC2451宗族德州仪器高度集成,与许多特性和功用超出了根本要求,为了简化规划,削减空间,节约能源,降低本钱。

  跟着%&&&&&%,TI供给一系列的产品开发东西,如评价模块东西(CC2541EMK),一个迷你开发东西包(CC2541DK-MINI),SmartRF软件等等。的典型运用电路CC2541(图3)显现了所需的外部组件。

  

  图3:在一个典型的运用场景,只要少量外部被迫组件需求供给完好的蓝牙智能CC2451功用的设备。

  即便这种强壮的和高度集成蓝牙集成电路,成功地将这个SOC的多方面的应战他们的终究产品是比许多oem厂商乐意承受。在这些情况下,一个模块等TDKSESUB-PAN-T2541供给了一个代替(图4)。它运用TI CC2541F256 SOC但实践上是小(约4.6×5.6毫米),由于它是依据散装的死,也包含水晶、射频滤波器,旁路%&&&&&%,和其他一些离散的组件运用程序电路(图5)。用户还有必要增加一个天线的巨细,类型和方位与终究产品兼容的细节。

  

  图4:虽然CC2451 SOC家庭的完好性,一些规划师不乐意应对任何应战的rf电路布局,而不是想要一个完好的、认证SESUB-PAN-T2541从TDK等模块。

  

  图5:彻底关闭SESUB-PAN-T2541模块广场,大约5毫米,需求直流电源和一个外部天线,以及软件驱动程序和接口栈。

  物联网是一种偶尔组成的运用程序组件和商场机会在一个正反馈relationship-ironically方便地相互支撑,工程师一般都不肯看到的联系。供货商必要的RF-connectivity组件是出资于新产品来支撑运用程序和驱动经济增加;反过来,运用程序增加是导致现有的和新的供货商进入商场并发生新的组件。在RF范畴特别有利,需求新的组件和软件东西来简化,规划师面临的应战时,有用地与新的交互和常常奥秘国际的成功,兼容规范规划。

  总结

  一个物联网节点有三个首要功用:传感器、处理器、和衔接接口,后者一般是一个无线衔接。决议运用哪个无线规范,假如有的话,然后怎么有用完结它紧密配合规划师有必要面临的应战。有技能、功用、力气和本钱的权衡,以及挑选运用根本的%&&&&&%,芯片+参阅规划,或完结模块,连同供货商软件支撑的深度,这是一个要害考虑运用范畴。

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