探索无线物联网革命Can总线助力创新的硬件套件与平台开发解决方案
在物联网的浪潮中,产品开发经历了翻天覆地的变化。过去设备独立且没有智能连接功能,现在几乎所有可能想到的设备都与互联网相连。这对无线技术的需求增加了设计人员必须集成射频技术到设计中的压力。硬件和软件团队都面临挑战,需要决定是否自建无线电模块以区别于竞争者并降低成本,还是购买现成的Wi-Fi、蓝牙或ZigBee模块。
自建与购买之间存在权衡。从头开始开发任何无线电模块,无论是Wi-Fi、BLE还是ZigBee,都将耗费大量时间。此外,如果认证机构测试和数据审查周期较长,则可能导致延迟,这对于小型企业或初创公司来说是一个巨大的风险。在认证过程中,还需考虑初始资本投资,以及后续维护和合规要求。
然而,对于大批量生产或者衍生品使用相同模块的情况,自行设计可能更有经济效益。尽管如此,在大批量应用中也可以采用预认证方案。例如,小批量DigiXBEE®SX模块价格为35美元,其通信范围可达9到65英里(图1)。
图1:像DigiXBEE®SX这样的长距离模块对于小批量应用来说价格富有竞争力,其通信范围可达9到65英里
预认证模块简化了设计流程,并减少了上市时间。但每个预认证模块并不完全相同。在选择时,应关注其功能集的可扩展性,以便随着产品演进时能轻松添加更多特征和复杂性,如DigiXBEE®解决方案提供多种传输距离选项,而不需要大量额外开销。
物理尺寸也是重要考量因素,一些预认证模块虽然通过FCC和CE合规,但尺寸较大,如TexasInstrumentsCC2564MODNCMOET蓝牙模块尺寸为7.1mm×7.1mm×1.4mm(图2),十分时尚但占据空间。
图2:TexasInstruments的CC256MODN蓝牙4.1双模式HCI模块已获得全面认证,有低功耗蓝牙特性
安装这些高级组件至PCB上需要仔细注意,不应在天线下方或制造商指定禁区内放置任何接地层或金属,以免影响天线性能。此外,对于运行所需软件堆栈的问题,也需谨慎处理,一些软件堆栈设置配置涉及数千行代码编写,或许由制造商提供示例以保证兼容性。
混合解决方案结合了自建与购买两种方法优势,为开发人员提供了一系列选择。如果利用SiliconLabsGecko无线物联网平台(如图3),他们可以根据项目需求选择最佳组合策略,从而最大程度减少总体成本和开发周期。
首先,无线产品应当使用高能效微控制器,如STMicroelectronicsSTM32L0或NXPKinetis-L81,以确保主机具有高能效,同时支持各种预构建驱动程序和软件开发工具,便于快速启动实施无线解决方案。
其次,将收发器内置于微控制器内部,可减少零件数量加速认证过程节省时间成本,比如SiliconLabsEFR32FG1P132F64GM32-C0,它含有一个板载蓝牙收发器并支持低功耗MCU操作蓝牙堆栈。
最后,由於内置收發器會用部分處理時間管理無線堆疊,這會略微降低整體性能,因此應該小心编写软件以避免CPU过载或错过实时调度截止日期。而IC供应商通常乐意审查任何设计并提供意见建议以确保顺利进行。
结论决定是否自建、购买还是集成无线功能,是一项充满挑战性的工程问题。不再仅仅关注硬件成本,而是必须考虑复杂软件堆栈以及相关工具才能使之正常工作。不过,与旧有技术相比,现在的大多数问题都是易解题目的,只要意识到这点,并采取正确步骤,就能够有效实现自己的目标。