探索无线物联网革命can通信接口协议开启智能终端开发新篇章
在物联网的浪潮中,产品开发经历了翻天覆地的变化。过去设备往往是自给自足的,没有智能连接功能。然而,随着物联网技术的飞速发展,现在几乎所有设备都被融入到了这个网络之中。这要求系统设计人员必须将无线通信技术集成到他们的设计中,这对硬件和软件都提出了前所未有的挑战。
选择是否自建或购买无线模块是工程师面临的一个重要决策。虽然有些工程师倾向于自建定制的无线电模块,但在做出决定之前,他们需要考虑众多因素。在从头开发任何无线电模块时,无论采用的是Wi-Fi、低功耗蓝牙技术(BLE)、ZigBee还是其他标准,无线电,都会消耗大量时间。此外,如果认证机构用于测试和数据审查周期较长,那么可能会出现延迟,这对于小型企业或初创企业来说是一个巨大的风险。
从头开发无线电模块不仅增加了潜在的延迟,还带来了与认证相关额外成本。而使用预认证模块可以忽略这些成本。一方面,预认证模块需要初始资本投资,并且维护合规要求后还需持续进行。但对于大批量生产或衍生品同样使用相同模块的情况来说,定制方案可能更具经济效益。
尽管如此,在大批量应用中也可采取预认证方案。例如,对于小批量而言,DigiXBEE®SX模块价格为35美元(图1)。如果只考虑硬件成本,团队可能认为每个装置35美元过于昂贵,因此选择自己设计模块,但这是一种错误的判断。DigiXBEE®SX集成了ZigBee堆栈、各种开发工具和软件,其软件堆栈开发费用可能高达数十万美元。如果考虑到软件堆栈开发成本,以及实施协议特征稳健软件堆栈所需专业水平,则构建模组将提升至完全不同的专业水平。
借助预认证的无线解决方案,可以简化设计并加快上市速度。不过,不是所有预认证解决方案都是完全相同。在选择无线解决方案时,最重要的是寻找功能集可扩展性良好的一点,即使产品不断演进,也能轻松添加更多特征和复杂性。例如,ZigBee可扩展解决方案的一个典范就是DigiXBEE®解决方案,它提供了一系列能够传输距离从几百英尺到最远65英里的传感器,而不需要或只需少量开销。
物理尺寸也是一个要优先考虑的问题。当与集成或定制解决方案相比,一些预认证解放占据较大空间时,有些工业设计师想要创造流畅、轻薄且富有吸引力的设备,因此应避免采用庞大占据大量空间的大型组件,如TexasInstrumentsCC2564MODNCMOET蓝牙4.1双模式HCI单元(图2)。
一旦选定了预认证解放,便必须注意确保其正确安装到PCB上,以免影响天线性能。此外,对于运行微代码示例以实现便携性的制造商提供好的硬件抽象层也是必要条件。而启动时最多需要一个基本配置命令,再通过UART进行透明传输和串行数据接收即可满足需求。
幸运的是,有第三种混合方法:利用如SiliconLabsGecko 无线物联网平台这样的平台来结合两种方法优势,或直接连接微、蓝牙及软件堆栈(图3)。首先,无论哪种平台,都必须具有高能效,因为虽然物联网设备可以由电池供电但部署数十亿个设备而不计能源是不现实得。在此基础上,可以快速启动并实施无限通信项目。此外,一些专门针对这种目的微处理器内置有收发器,可减少零件数量并节省时间与资金。但这些微处理器仍然需要精心编写以防CPU过载或者错过实时调度截止时间,同时它们依然需要外部天线元件,而且IC供应商愿意审查任何参考设计,并提供意见与建议以确保顺利进行过程。
总结起来,当我们面临是否自建还是购买甚至整合無線技術時,我们应该意识到今天無線通訊並非僅僅是一個硬體問題,而是一組複雜軟體堆疊與工具必須一起運作才能正常工作。而選擇預認證模型或整合解決方案帶來較低風險,這對於設計人員來說是一項極其重要考慮因素。