预认证的互联简化 IoT 的应用

2019-06-10 10:56

作者:安森美半导体无线互联方案经理 Brian Buchanan

几乎无尽的市场和应用可通过物联网(IoT)享有改进的生产力、控制和效率。许多提供互联技术的产品和系统在可能受益于 IoT 之前还没有使用。

感知、处理、驱动和互联是 IoT 设计的块,模块化、即插即用的方案,可加快和简化新的设计用于应用中。如果模块化方案包含定制的开发工具,并经过国际监管标准和协议要求的预认证,这一点尤其重要。关于 IoT 互联有很多不同的协议。SigFox™ 内置基础设施和远程互联,是最有用的协议之一。

IoT应用挑战

IoT 互联正在给消费者和商业用户带来积极的变化。例如,在家庭中,远程门铃支持用户从地球上的任何地方“回家”,只要他们可以访问互联网。在业务中,可以远程监控工厂流程,从而提供提高运营效率的数据。借助精密的数据分析、实时监控和预测性维护,IoT 的益处正在成为现实。然而,使 IoT 设备如此有用和便携的许多属性也会带来挑战,设计人员必须克服。

一个 IoT 节点需要包含很多功能。通常,这包括用于管理系统和处理数据的微控制器(MCU)、各种类型的传感器和密码技术,以确保敏感数据被安全地存储和传输。此外,还需要一种电源,通常是一种电池,以支持越来越多的设备不依赖于电源供电。

尺寸限制以及可从电池获得的有限能量意味着设计人员在选择和实施小型、超低功耗器件和开发精密的电源管理算法方面有许多问题要克服,以确保宝贵的能量不被浪费。

联接 IoT 设备的挑战

IoT 设备的另一个挑战是提供通信接口,把节点联接到 IoT。设计人员必须从大的可用范围中选择最合适的协议。有些协议是专有的,适用于非常特定的应用,而另一些协议,如蓝牙和 Wi-Fi 被广泛实施,但只适用于短距离应用。

Sigfox 是一种蜂窝式系统,为远程联接的设备特别是 IoT 节点提供低功耗、远距离、低数据速率和低成本的通信。针对简单的 M2M 通信,Sigfox 网络支持远距离的简单联接,远大于低功耗发射机单独可达到的距离。该网络采用超窄带(UNB)技术,支持低发射功率,同时保持可靠的联接。

Sigfox 几乎适用于任何 IoT 应用,没有什么限制,只要应用发送不超过每天140条12字节的消息,并且可以接受每秒100位的无线吞吐量,它提供可靠、低功耗、低成本的方案。但与蓝牙等无处不在的通信协议不同,与 Sigfox 有关的知识被认为是相对“小众”的。

模块化的 Sigfox 方案消除技术设计障碍
安森美半导体最近推出了可编程的 Sigfox 射频(RF)收发器系统级封装(SiP),集成先进的 RF系统单芯片(SoC)及所有必要的外部器件(包括1个TCXO),从而有可能简化和缩短设计及认证流程。

AX-SIP-SFEU SiP 提供简单的、设备到云的 Sigfox 互联,包括使用 Sigfox LPWAN 通信的远程 IoT 应用的上行和下行链路。该  SiP 在单个封装中集成一个 Sigfox 无线电 IC、分立的 RF 匹配器件、所需的所有无源器件及固件。由于该方案已通过 CE 预认证,并经 Sigfox 验证,确保为设计人员提供高质量、集成的完整方案。

该微型7 mm x 9 mm x 1mm 统一涂层保护膜封装确保 AX-SIP-SFEU 可部署在空间受限、远程 IoT 应用(如可穿戴、资产跟踪标签或任何需要小型 Sigfox 方案的应用)中。

与功耗相关的问题也可以通过使用 AX-SIP-SFEU 来显著减少,因为它的设计结合待机、睡眠和深度睡眠模式以省电。在这些模式中,分别只需0.55毫安(mA)、1.2微安(A)和180纳安(nA)的电流,使得该器件可由纽扣电池(CR2032)供电。或者,可以使用能量采集技术,完全无需电池。

任何无线电设计最艰巨的一方面是获得批准。AX-SIP-SFEU SiP 经 Sigfox 认证用于 RC1区域网络,这意味着它符合标准的RF和协议规范,确保了互操作性。此外,它还获 CE 认证用于欧洲经济区。

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