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                四種開發套「件幫助加快實施無線項目

                發布時間:2020-12-09 來源:Mouser 責任編輯:wenwei

                【導讀】無線接口如今已經到處存在,並可提供從消費類設備到工業物聯網系『統的各種連接。在本文中,我們將回顧四種市場流行無線標準(Wi-Fi、藍牙Mesh網絡(Bluetooth Mesh)、Z-Wave和蜂窩網我们很期待哦絡)的功能,並介紹一些可用的開發平臺。
                 
                電子工程師一直認為射頻(RF)電路設計是一項令人費解的工作,最好█交給相應專家來完成。使RF設計變得復雜的一個因素是,在設計中通常可以忽略的寄生成分在高頻下變得非常重要。在考慮PCB布局時,還必須考慮傳輸線影響,信號延遲和反射等因素,以及任何可能幹擾附近設備的雜散信號。要克服的最後障礙是遵守協議標準和法規要求。為了簡化產品開發,現在市場可以提供現成的經過預先認證的RF模塊,以及系統∮級封裝(SiP)產品,其中包含了所有必需的功能。
                 
                這裏考慮一個直直典型的無線模塊,集成有無線收發器、晶╳體振蕩器、RF電路和印刷電路天線,它還包括一個帶有固件的微控制器,用拿出对讲机向上级汇报起来以實現無線協議棧。該模塊也可以集成其他功能,例如能源管理和外部接口等等。通常,這些模塊會有專門的評估和開發套件。開發╳套件可幫助對無線模塊進行初始評估,還可以用作軟件開發平臺,並構建產品演示或原型。但是,對於某些特定應用,仍然有必要了解確定無線技術性』能和適用性的參數。例如,某些應用需要高數據速率或遠程通信,而另一些應用則更側重於低能耗。
                 
                Wi-Fi
                 
                Wi-Fi可能是最為熟知⌒ 的無線標準,它廣泛用於家庭和辦公室環境,可360度接入高速▓數據。在室內環↘境下,由於神情是因为全身只穿了一件大裤衩障礙物(例如墻壁)的限制,其作用距離大約為10~30米,但是室外作用距離可以超過100米。目前的Wi-Fi標準使用2.4GHz和5GHz這兩▽個頻率。2.4GHz標準可提供高達600Mb/s的數據傳輸速率,較高的5GHz頻段可以提供更快的數據速率,但是其作〗用距離受固體障礙物的影響和限制更大。
                 
                Microchip Technology AC164165 Wi-Fi智能設←備支持套件是一個Wi-Fi演示和開發平臺,該平臺基於緊湊的單頻段2.4GHz模塊(ATWINC15x0),並針對低功耗IoT應用進行了優△化。Wi-Fi控制器支↑持IEEE 802.11b/g/n標準,而高級物理層(PHY)可提供更出色的靈敏度和作用距離。
                 
                四種開發套件幫助加快實√施無線項目
                圖1:AC164165 Wi-Fi智能設備支持套件。(來源:Microchip)
                 
                除微控制器和各種標準接口外,主板還包括電源♂管理電路。例如,用於外部鋰離子或鋰聚合物電池管理的充電控制器使其適合於便攜式設備的原型制作。用於濕度,壓力和環境光檢測∩的板載環境傳感器可提供更多附加功能。
                 
                該套素质到底是高点件經過預編程,可與Amazon Alexa一起使用,能夠提供雲端連接以簡化快速原型制作。之後,開發◥人員可以使用Atmel Studio 集成◣開發環境(IDE)編寫專有的應用固件。
                 
                藍牙Mesh網絡
                 
                藍牙主※要用於短距離通信,它取代了與打印機等外圍設備的有線連接。與Wi-Fi相比,藍牙功耗更低,作用範圍也更小,且最◣大數據速率僅為1或2 Mb/s。但隨著最近藍牙5標準的推出,藍牙Mesh網絡已明顯增大了其作用範圍。
                 
                四種開戏虔道發套件幫助加快實施無線項目
                圖2:藍牙Mesh網絡的圖形架構。(來源:Mouser Electronics)
                 
                為了評估藍㊣ 牙Mesh網絡,賽普拉斯(Cypress)的EZ-BT Mesh評估套件包括有四個完整的藍牙節點,這些節點可直接提总算听明白了她供一個簡單網絡。要創建較大網絡,只需添加更多節點。
                 
                該無線模塊基於★賽普拉斯低功耗雙模Bluetooth 5器件CYW20819,並包括一個晶體一声点了点头振蕩器和印刷電路天線。它還具有模數轉換器(ADC)和脈寬調制(PWM)外設以及幾●個串行接口,包括PCM/I2S音頻接口。為了提供更多功能,套件中的每〓個主板都帶有USB和UART接口、軟件定義的RGB LED和開關,環境光傳感器,熱敏電阻和無源紅外(PIR)運動ξ傳感器。它的低功耗特性使其非常適合在電路板上裝有紐扣電池座的電池供電應用。
                 
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                圖3:藍牙mesh網絡節點板功能。(來源:賽普拉斯)
                 
                為♀了支持物聯網開發,ModusToolbox®軟件開發環境包括一個IDE、板∴級支持包、中間件程序庫以及各種應用代碼示例。
                 
                Z-Wave
                 
                Z-Wave主要為家庭自動化應用而設計,是一種功耗非常低的無線協議。它能夠間歇性地傳輸▓少量數據『,通常使用紐扣電池或能量收集器供電。與其他無我用那个小女孩来换她線技術一樣,Z-Wave也使用mesh網絡來實現所有設備之間的通信,並由此擴大作↘用範圍。
                 
                四種開發套件幫助加快實施無線項目
                圖4:Z-Wave 700無線入門套件。(來源:Silicon Labs)
                 
                Silicon Labs的 Z-Wave 700 無線入門套件是功能全面的評估和開發平臺。它包含兩個主板,並帶有附加射頻板,其中包括射頻收發器、晶體振蕩》器和支持組件。該射頻板也可以用作ZGM130S SiP模塊的參考設計。
                 
                每個主板都有廣泛的外部接口,包括以太網和ζUSB,以及microSD卡插槽,還包括一個128x128像素的LCD、濕度和溫度①傳感器以及一個紐扣電池座。另外,該主板另有一個擴展頭,用於附加板集成其他硬⊙件。Simplicity Studio環境支持行業標準IDE中的軟件開發,並提供用於能量分ω 析、配置和無線網絡分析的话應用示例和工具。
                 
                窄帶物聯網(NB-IoT)
                 
                最後,LTE蜂窩技術或4G在移動電話領域已經廣為♂人知。對於物聯網和低功耗應用,NB-IoT標準使用LTE技術的○子集,將帶寬限制為200kHz,以便降☆低功耗。
                 
                Nordic Semiconductor的 Thingy:91™ 多傳感器原型開安再轩必须得死發套件非常適合低功耗蜂窩物聯︾網開發應用。它基於nRF9160 SiP,將RF前端與多模LTE-M/NB-IoT調制解調器集成在一起,能夠提供對藍牙、蜂窩〓無線和GPS的支持。該套件還具有用於板載可充電鋰聚合物(Li-Po)電池的內置電源管理,使其非常¤適合開發便攜式和電池供電應用。它還集成了一系列令人驚嘆的環境傳感器:如溫度、濕度、空氣↘質量和氣壓、光線和顏色傳感器以及兩個加速度計,這些對於∏概念驗證和測試非常有用。
                 
                四種開發套件幫助加快實施無線項目
                圖5:Thingy:91™ 多傳感器原型開發套件。(來源:Nordic Semiconductor)
                 
                結論
                 
                當今市場上有許多可用的無線通信協議,如何選擇最合適的協議取決於▲具體的應用需求。但無論選擇哪種標ㄨ準,都有許多成熟的模塊和開發套同时撞在了悍马件用來啟動項目,加速產品開發,並縮短上市時間。經過初步的原№型設計和開發,在最終產品中使用相同的無線模塊可以節省大量時間和工程資源。
                 
                 
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