解密无线物联网世界从can通讯报文深度探究到开发套件与硬件解决方案的完美结合
在物联网的浪潮中,产品开发经历了翻天覆地的变化。从之前那些自给自足、缺乏智能和连接功能的设备,我们现在看到几乎所有可能的设备都与互联网紧密相连。这一转变不仅对硬件设计师提出了新的挑战,也使得软件工程师必须将无线技术集成到他们的项目中。选择是自建还是购买,无线电模块已经成为一种标准化解决方案。
对于系统设计人员来说,将某种形式的无线技术融入设计是一个全新的领域,这需要他们掌握射频细微差别以及相关软件特性。虽然Wi-Fi、蓝牙和ZigBee等模块已广泛应用于各种设备,但集成这些模块仍然需要专业知识,这可能是许多开发人员所不具备的。
考虑到这两种选项,工程师倾向于自建定制无线电模块,但在实际操作前必须权衡众多因素。一旦开始,从头开发任何类型的无线电模块,无论使用哪种标准,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,可能导致延迟,对小型企业或初创企业而言,这是一个巨大的风险。
另一方面,使用预认证模块可以减少认证成本,但这需要初始资本投资,并且维护合规要求。在大批量生产或者衍生品也采用相同模块的情况下,自建可能更有经济效益。但对于小批量产品或快速上市需求的小规模生产,则预认证方案更为适宜。
DigiXBEE®SX这样的长距离模块价格竞争力强,其通信范围可达9至65英里,对于小批量应用而言,是一个理想选择。如果团队正构建大批量产品或者此产品衍生品也将采用相同模块,那么设计并制造自己的专用解決方案则变得必要。在这种情况下,即便是高昂一些,每个装置35美元也许看起来过分昂贵,但如果考虑软件堆栈开发成本,以及实现协议特征稳健软件堆栈所需专业水平,那么其真实成本就会远远超出这个数字。
借助预认证无线模块,可以简化设计,加快上市速度,而不是所有预认证都完全相同。在选择时,最重要的是寻找可扩展性的功能,以应对未来不断演进中的核心功能集限制。ZigBee可扩展解决方案的一个典范就是DigiXBEE®解决方案,它提供了一系列传输距离从几百英尺到最远65英里的module,而不必或只需少量开销进行额外开发。
物理尺寸也是优先考虑因素之一,因为有些预认证module占据空间较大,与集成或定制解决方案相比,有些工业designer希望创造流畅、轻薄且吸引人的设备,因此应避免庞大module。TexasInstrumentsCC2564MODNCMOET蓝牙modul, 7.1mm×7.1mm×1.4mm体积十分时尚且精巧,并已通过FCC和CE合规性预认证(图2)。
安装正确安装到PCB上同样重要,如板载天线module,不得在天线下方或制造商指定禁区内放置接地层或金属,以免影响阻抗并造成通信不稳定。此外,还须确保设备外壳设计合理以避免金属干扰天线性能。
关于启动运行Module所需Software development tools and stacks,要进行仔细考察,一些Module在运行时需要大量外部software进行设置和配置。如果这些Software stacks不是由制造商提供,则Development team可能要写数千行代码才能保证pre-qualified module正常工作。在此类情况下,manufacturers必须提供具有良好硬件抽象层microcode示例,以实现便携性。
混合解决方案能结合以上两种优势部分,使Development team能够根据具体需求来决定是否选择带有集成无線前端microcontroller or wireless platform like SiliconLabsGecko no wireless IoT platform (图3) 来提高效率与灵活性。这两个方法各有利弊,但是综合考虑能帮助找到最佳平衡点。