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怎样为可穿着设置装备摆设和物联网选择合适的个人局域网链路

人气:宣布工夫:2018-06-06 15:21
择要:个人局域网(PAN) 的真正布置阶段尚未到来。我们正处于新一代可穿着谋略机、传感器和外设的迸发点,这将使我们与机器的缠结进入一个新的水平。 传统上,一个PAN 会与一个无线语音...

  个人局域网(PAN) 的真正布置阶段尚未到来。我们正处于新一代可穿着谋略机、传感器和外设的迸发点,这将使我们与机器的缠结进入一个新的水平。

  传统上,一个PAN 会与一个无线语音链路关联,如与无线耳机的蓝牙衔接。虽然这是一个有效的当地机器到机器(M2M) 个人链路,但远未到达低功耗RF 近场本领PAN 所能提供的实践潜力。

  本文将讨论我们有哪些选择来经过我们的“个人电磁泡泡”发生和收发数据。文中将讨论各种使用中运用的低功耗级别和信号范例,范畴覆盖可穿着设置装备摆设或复杂的“深嵌”传感器,到较冗杂的高清视频和用于实时3D 手势识别的图像处理。

  我们将讨论现今有哪些规范的芯片级操持计划,如IRDA、无线USB、蓝牙、Z-Wave、ZigBee 和Wi-Fi,并从带宽的角度深化研讨,以确定预期可以看到的实践、可运用的吞吐量。同时我们还会讨论凑合分歧功用哪些规范更好。本文件所援用的一切零件、规格书、指南和开辟工具均可以在Digi-Key 网站找到。

  并非都是RF

  无线链路普通会使我们遐想到无线电观念,但并非一切无线链路都是基于RF 的。有些视野、远程和低带宽通讯可以用IR(红外线)来替代。比方,用于设置装备摆设或医疗轨范遥控的两件式力反应手套。此时,象ROHM RPM973-H11E2A 如许的IRDA 模块做得更好(图1)。这种收发器是超薄、自足式的,可以以光学链路提供高达4 Mbits/s 的速率,且不会受任何泉源的状况射频噪声搅扰。它同时具有妥当恶劣条件的巩固结构。

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  图1:不要轻视巩固耐用的IR 在过度带宽数据通讯中作为视野链路的用途。有多种设计良好的低资本收发器供工程师们选择。

  虽然光学本领有其独到之处,但到现在为止,新兴PAN 使用中用得最广泛的通讯本领还是RF。风趣的是,对较远程的低速链路,可以运用低资本的窄带AM、FM、ASK、FSK、载波开/载波关和PSK 范例的RF。谋略机鼠标有1,200 bit/s 的数据速率就可以任务地很好。

  Murata TR3000 运用433.92 MHz 的载波和ASK 或OOK 调制,支持高达115.2 Kbaud 的数据速率。它的任务电压为2.7 到3.7 V,接纳数据时电流只需3.8 mA,7.5 mA 的电流就可以停止数据传输。其能耗就更精美了,可将较远程链路的能耗高涨一个数目级,从而延伸电池续航时光(图2)。

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  图2:窄带传输由于绝对低的数据速率而可运用较低的功率数。但是,噪声源和拥堵的互动状况会形成题目。

  虽然可对窄带AM 和FM 停止功率限定,但会有太多的能够搅扰源,因而当出现过失时,这类链路普通不会停止仲裁、抵触检测、抵触防止和主动重发。此时运用数字无线电就比较好。

  多个数字规范正在比赛令人垂涎的较大范围PAN 市场,包罗象蓝牙、USB、ZigBee、Wi-Fi 或Z-Wave 如许的分歧可互操纵规范,详细所在多有。

  随着多个IC 级的器件行将面市,无线USB 将提供某些保证。Cypress CYRF6936-40LTXC 是间接定序扩频无线2.4 GHz USB 收发器仅有的零件。1.8 至3.6 V 安装的数据速率高达1 Mbit/s,运用4 MHz SPI 端口停止设置和控制。这是一个采用裸焊盘的40 引脚零件,比窄带操持计划稍大。其34 mA 发射(21.2 mA 接纳)电流也分明高一些。实在,许多使用大多时光处于休眠形态而非唤醒形态,应用小电池就可以完成长时光突发通讯,假如电池可以充电则尤为云云。

  带有嵌入式控制器的相似零件有Cypress CYRF89235-40LTXC,该零件提供一个高达24 MHz 的片载Harvard 架构M8C RISC 处理器,以及一个仿真端口(图3)。片载32 K 闪存可以存储某些使用的堆栈和用户代码。可以经过8 位端口或经过I2C 或SPI 接口(同时都包罗)在可编程I/O 上扩大2 K RAM。

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  图3:片上零碎办法容许嵌入衰落处理器完全运转协议堆栈,同时提供嵌入式状况,既可以存储您使用特定的代码,也可以树立您自身的定制接口。

  不但是语音

  蓝牙语音将来最有能够统治耳机范围或用于个人语音链路,虽然它运用的功率远较其所须要的要多很多。凑合大多数零件来说,蓝牙器件连在一同会任务地很好,即便在拥堵的状况也是云云。网络共享进程会让收发器成为复杂的盘问锁定范例,无需对峙多个套接字和冗杂的协议堆栈。

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