无线通信 //www.ferranmv.com/tags/wuxiantongxin zh-hans 物联网无线技术概述 //www.ferranmv.com/article/2021-04/1004272.html 物联网无线技术概述
judy 周五, 04/09/2021 - 11:10

作者:Walter N. Maclay, 总裁, Voler Systems,文章转载自:Digi-Key

物联网在现代社会中既是已知的,也是未知的。虽然物联网在科技领域和企业界是个常用词,但鲜有普通民众会提及,尽管物联网早已融入人们的日常生活。物联网就是将诸如设备、车辆、建筑、电子设备、网络等实际物体连接起来,使其能够互动并收集、交换数据。这种连接适用于数百万种不同的事物,包括已经过升级但之前未连接互联网的传统产品。

本文将为大家介绍多种能让这些设备进行无线通信的方法。

将数据连接到云的三种方法
物联网面临的挑战之一就是将来自设备传感器的数据送到云,并在云端使用、处理和存储这些数据。智能手机使得 Wi-Fi 和蓝牙的使用无处不在,加之信号塔和公共 Wi-Fi 接入点的普及,让物联网传感器相比以前能更多地访问云。有三种基本方法可将数据发送到云。

从传感器到网关,再到云。在某些应用中,理想的选择是先将传感器数据发送到网关,再由网关将数据高效地传输到云。根据应用需求,网关的范围可以从简单的中继系统到执行更多计算密集型功能的“智能”平台。其中,计算密集型功能被称为“边缘处理”。像停车场传感器和办公桌利用率传感器之类的设备,通常依靠网关来传输数据。例如,Wi-Fi 就是一种网关。如果在家中使用,需要安装一个 Wi-Fi 网关。在已经安装网关的公共场所,Wi-Fi 可以直接操作云端。如蓝牙等其他类型的无线通信是需要网关的。例如,Hatch Baby Grow 就是家庭 Wi-Fi,这是一种智能换尿布垫和联网式体重秤。它利用 Wi-Fi 将数据从换尿布垫中的秤传送到家庭互联网上。家长和儿科医生可以通过安卓或 iOS 应用追踪基于云的信息。

从传感器到手机,再到云。某些情况下,手机可作为网关。具有 Wi-Fi 或蓝牙功能的智能手机可以作为网关,用于向云发送数据。例如,Voler 可以帮助开发监测老人身体平衡的耳塞。他们将数据通过低功耗蓝牙无线技术传输至安装了相关应用程序的智能手机。数据也会从智能手机发送到云端,并在云端做进一步处理或者进行共享。

智能设备直接连接云。传感器可以使用 NB-IoT、LTE-M 或 LoRa 等技术直接与云连接。只要数据速率低,这些技术就能以极低的功耗实现数英里传输范围。这些技术通过通常安装在信号塔上的设备与互联网连接。它们的工作方式与手机大同小异,只是数据速率和功耗要低得多。每个月都需收费,但一般非常少。

规划物联网无线通信策略时,需要考虑的因素包括:数据传输量、数据源到互联网的距离、需要多大的功率,以及服务成本的高低(如有)。智能手机的广泛使用以及可选择 Wi-Fi 或蓝牙无线电标准使得连接非常方便。NB-IoT 和 LTE-M 等较新的标准为未来的物联网提供了更多的选择。

为什么需要新技术?
物联网仍在不断发展。每一次的更新换代都会实现更低的功耗、更长的无线通信时间和更好的功能。新设备可以利用新技术,并达到更好的性能。

应考虑如何取舍
Voler 每次设计可穿戴设备或任何采用电池供电的设备时,客户都会提出如下要求:

  • 长时间工作
  • 长距离传输大量数据
  • 采用微小型电池

这些要求会相互制约,需要作出适当取舍。工程就是用来作取舍的。考虑系统功能要求并根据系统要求进行必要的工程取舍,以获得最佳性能。同时提供令人满意的用户体验,这点非常重要。这样做的结果,就是从众多选择中获得最佳的折中设计。

权衡考虑

  • 数据速率
  • 传输距离
  • 电池大小
  • 成本
  • 许可与未许可频段
  • 运营商部署与客户部署
  • 终端设备的密度
  • 在哪里部署
  • 固件更新
  • 操作系统的驱动程序
  • 元器件/模块选择
  • 天线
  • 技术成熟度

Voler 最近与一家初创公司合作,以延长其互联产品的电池寿命。它基于Murata impModule™,采用 Arm® 处理器和 Wi-Fi 收发器。他们需要具有数周的电池寿命,实际却是完成原型设计后不到一周。Voler 修改了代码,以满足所需的电池寿命。原先的代码无法按照预期要求工作。

在无线传输中,必须管理好三件事:传输所需的功率、数据速率和传输距离。选择合适的无线标准很重要。为物联网设备设计选择无线标准时,请参考下表。该表列出了物联网设备常用的无线标准及其特点。

表 1:常用无线标准及功能

表 1:常用无线标准及功能。(表格来源:Voler)

不同的无线标准对功率的要求不尽相同。所需功率取决于数据速率和传输距离。例如,参考表 1,设备使用 LTE 蜂窝技术以每秒 100 比特的传输速率将数据传输一公里时,可能消耗 120mW。但使用低功耗蓝牙传输 1 米时,设备可能只需要 0.15 mW 的功耗。

物联网无线标准之比较

表 2:无线物联网标准比较。

表 2:无线物联网标准比较。(表格来源:Voler)

常见无线选项的功率要求
如果一个设备只需在 10 米以内传输数据,低功耗蓝牙或者蓝牙就足够了。但是,诸如用于库存管理等用于工业、商业的物联网设备或者用于健康监测的可穿戴设备就可能需要传输距离更远的通信技术,如 NB-IoT 或 LTE-M。如果设备需要发送大量数据,如摄像机,低功耗蓝牙无等技术就无法满足其要求。此时,需要选择 Wi-Fi 和 LTE 等高功率技术。

另一方面,蜂窝无线协议 NB-IoT 和 LTE-M 可使物联网设备以低功耗方式将数据传输到很远的地方。SigFox 也是如此,其数据传输距离可以达到 50 公里。但与蜂窝标准的高数据速率不同,SigFox 每秒最多只能传输 300 比特数据。

私人网络与公共网络
私人网络有一个网关,由提供商为一个或有限数量的用户负责网关的安装和控制。一个公共网络有一个网关,且很多用户使用时可以按月支付费用。例如手机服务。

公共网络需要安装信号塔等基础设施。由于信号塔的广泛安装,目前手机已经广泛普及,很容易进行漫游。SigFox 和 LoRa 在美国的基础设施有限,因此采用这种技术的设备在大多数地方无法使用。采用 LoRa 技术时,确实可以选择使用了网关的私人网络。

2019 年,NB-IoT 和 LTE-M 的基础设施安装涵盖了 90% 以上的美国人口。这种技术已接近了蜂窝覆盖率。这种技术已经存在多年,目前终于可以在新设备中使用了。世界上大多数主要国家都有基础设施。预计 NB-IoT 和 LTE-M 的使用量将迅速增加。Sigfox 和 LoRa 在公共基础设施的安装方面远远落后。

以下是私人和公共无线选择的总结。

私人

  • 通信两端为私人所有
  • 可以安装在任何地方
  • 未许可频段
  • 安装基站和端点的费用
  • 无月费

公共

  • 供应商所拥有的网络——例如,蜂窝网络
  • 仅存在于有基站的地方
  • 漫游方便
  • 许可频段
  • 使用网络时按月付费

电池技术何时才能提高?
如果有更好的电池,这些取舍问题会迎刃而解。化学储能已接近其效率极限。不过,在更高的密度和安全性方面,目前正在进行大量研究。

如果电池在过去的 50 年里像半导体一样发展的话,你现在就会有一种成本只有一美分,能为汽车提供动力的、针头大小的电池。毋庸置疑,这种技术根本就没有,也永远不会有。因此,设备受到化学储能所需空间的限制。

今天的电池约占最终化学能源存储量的 10%,就像汽油一样。然而,汽油有一个安全问题。另一个更有效的选择是核能,但同样存在安全问题,更不用说便携性了。未来的电池会有渐进式改进,但这种变化会很缓慢。

考虑成本
许多物联网设备制造商为了保持产品的价格优势和更快的产品上市时间,而造成了在安全方面投资不足。在开发阶段整合安全问题会大大增加开发成本和时间。然而,以薄弱的物联网安全性构建物联网设备,不仅会给客户造成更多的破坏性后果,还会给制造商的品牌带来破坏性结果——具体表现为生产力削弱、法律/合规性罚款、声誉受损和货币损失。

为物联网设备选择的无线标准会显著影响其性能、可用性、安全性和可靠性。最适合的物联网设备标准取决于其应用。了解设备的用途有助于确定构建设备时的关键要求,例如需要多大的功率才能有效地运行,应该以多快的速度传输数据,以及电池需要多长的续航时间等。

Voler System 的物联网设备开发专家团队可以在如何选择合适的物联网及其无线标准方面为设计人员提供指导。立即联系物联网专家,了解更多关于为任何物联网设备设计选择合适的无线标准的信息。

免责声明:本文为网络转载文章,转载此文目的在于传播相关技术知识,版权归原作者所有,如涉及侵权,请联系小编删除(联系邮箱:service@eetrend.com )。

Fri, 09 Apr 2021 03:10:14 +0000 judy 1004272 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2021-04/1004272.html#comments
5GHz频段的噪声问题/噪声抑制解决方案 //www.ferranmv.com/article/2021-03/1004238.html 5GHz频段的噪声问题/噪声抑制解决方案
judy 周一, 03/22/2021 - 16:49

越来越多的智能手机和其他数字设备增添了无线LAN功能。在某些地区,采用5GHz频段进行LTE通信 (LAA/LTE-U),实现更高速度数据通信。而且,由于5GHz频段的无线通信预计将持续增长,Murata使用5GHz频段研究通信中出现的噪声问题,开发出多种解决方案。

时间表

时间表

5GHZ频段的无线通信

Murata研究了使用有线接口在室内进行高速数据通信时发生的噪声问题,以及在具有多个无线通信的环境中发生的噪声问题。

室内单独电子设备都支持更高驱动频率,人们对高频下出现噪声感到担忧。还有一些情况下,同时使用无线LAN 5GHz频段和LTE 5GHz频段。

以下为发生这种情况时预计会出现的一些问题:

  • 设备相互连接时难以连接到无线LAN时出现的问题
  • 使用多个通信系统时出现下载速度变慢的问题

Murata研究了一些出现噪声的具体案例。

噪声发生

噪声发生

噪声和多个无线通信

LAA/LTE-U简介

首先,Murata介绍了多种无线通信的实例。虽然Murata非常熟悉使用5GHz频段进行无线通信的Wi-Fi®,但是也确定为智能手机中采用的LTE系统使用5GHz频段。采用5GHz频段的LTE被称为LAA或LTE-U,这种技术可通过现有的LTE和载波聚合实现大容量通信。执行此操作时,预计还会同时使用Wi-Fi,这意味着LTE、LAA、Wi-Fi三个系统的电路全部运行。Murata研究在这种情况下是否可以没有任何问题进行无线通信。

LAA通信案例

噪声发生

规格

规格

接收灵敏度和多种通信

接收灵敏度图(下方图1)显示了在Wi-Fi通信运行期间开始LAA通信时LAA接收灵敏度的测量结果。Murata确定Wi-Fi通信打开时接收灵敏度降低。

当接收灵敏度降低(下方图2)时,如果基站或接入点的信号强度弱,则无法正常进行通信。这意味着数据传输速率将会减慢,这对一些用户来说可能是一种压力。出现这一问题是因为Wi-Fi和LAA使用相同频率进行通信,这是由于5GHz频段的信号相互干扰或无线电路运行时产生噪声的影响。以前,没有无线电路以相同的频率同时运行。

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图1

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图2

接收灵敏度降低的原因

为了确认接收灵敏度降低的原因,Murata通过系统仿真进行了一次检查。在此仿真中,可为无噪声环境实现通信特性,因为每个模块均在理想状态下工作。

结果表明,虽然实际设备的接收灵敏度降低,但在仿真中没有看到这种变化。这表明,接收灵敏度降低不仅仅因为LAA和Wi-Fi同时通信。Murata推测原因是每个电路运行时产生的噪声,因此Murata对实际设备内部进行了噪声研究。

LAA通信案例

LAA通信案例

LTE、LAA和Wi-Fi通信时产生的噪声

图3: LTE、LAA和Wi-Fi通信时产生的噪声

电源线上的传导噪声测量结果

原理图(上方图3)显示LTE、LAA和Wi-Fi电路块。在右侧显示的条件下进行通信时,对电源线的噪声进行了测量。结果显示,Wi-Fi模块的电源线在频谱上具有最高电平,RFIC的电源线具有相同的频谱。这与Wi-Fi通信信号的带宽相匹配,表明源自Wi-Fi的噪声被传输到电源线并流入电路块。

Murata总结了噪声产生和传导路径的要点:
•射频电路电源线中验证的噪声的带宽为80MHz。
•对于Wi-Fi信号,通信以80MHz带宽执行;对于LTE和LAA,通信以20MHz带宽执行。
•从上述各点,噪声从Wi-Fi模块流出并流入电源线。
•噪声流入射频电路,其降低接收LNA的信噪比 (S/N)。
•这最终降低了接收灵敏度。

噪声抑制滤波器

由于Murata发现产生噪声和传导路径,因此插入噪声滤波器降低噪声传导。噪声滤波器插入射频电路的电源输入单元。

滤波器插入位置

改进结果图表

噪声抑制方法和改进结果

Murata BLF03VK系列5GHz频段降噪,用于噪声滤波器。Murata确认当传导噪声降低时,接收灵敏度得到提高。

在使用多个频率重叠的无线系统的环境中,噪声可以从一个通信电路传导到另一个通信电路,并对其产生不利影响。有效对策是将能够消除特定频段的降噪滤波器置于电源线中。

改进结果图表

改进结果图表

噪声和高速差分数据通信

进行HDMI通信时的问题
Murata还演示了家庭环境中进行HDMI通信时出现的问题。HDMI广泛用作视频系统接口,用于连接BD录像机、机顶盒和电视。它还可用作口袋电脑接口,将电视变成电脑。在最新标准中,公布了HDMI2.1版本,但许多用户可能仍使用2.0或1.4。

该表(下方图4)显示将口袋电脑插入电视时的结果,并在HDMI通信时测量Wi-Fi接收灵敏度。如表所示,灵敏度降低略小于4dB,并且HDMI电路运行时产生噪声,降低了接收灵敏度。

HDMI通信图

图11

HDMI通信时Wi-Fi接收灵敏度表

图3:HDMI通信时Wi-Fi接收灵敏度表

研究HDMI通信时的信号

下一个问题:HDMI通信时发生了什么? Murata对信号状态进行了调查。

该口袋电脑图(下方图5)显示前述口袋电脑PCB表面的磁场分布映射。它由HDMI连接器、无线电路和控制IC组成。由于封装尺寸约为15cm x 8cm,因此所有电路非常接近。

因此,如果器件内出现噪声,则该器件耦合到天线和其他射频电路上,容易干扰无线通信。在该口袋电脑中,噪声似乎分布在整个PCB上,因此Murata将电磁波吸收板固定到整个PCB上,并验证耦合到天线上的噪声水平是否变化。

噪声水平下降约10dB,表明噪声从PCB耦合到天线。

图13

图5

B. 可能的有效补救措施

Murata推测HDMI运行时产生了噪声,这也说明信号线中有噪声。

Murata决定尝试使用HDMI信号和时钟线路用降噪滤波器。使用了两种类型的滤波器:共模扼流线圈和Pi低通滤波器 (LPF)。共模扼流线圈是一款滤波器,仅对消除共模噪声有效,不影响差分传输线路的信号波形。

虽然使用共模扼流线圈没有发现任何效果,但是Pi LPF可有效降低噪声。这表明口袋电脑中有差分模式噪声。(注:共模噪声元件可能在某些目标器件中占主要地位,因此共模扼流线圈在某些情况下可能有效。)

有效性补救措施图表

有效性补救措施图表

选择滤波器

由于差模噪声占主要地位,所以Murata不得不选择一个滤波器,可以降低噪声,但不影响信号。

因此,Murata开发了全新BLF03VK产品系列,可在5GHz频段内有效降低噪声。Murata从该产品系列中选择具有这些特性的项目。

5GHz频段用铁氧体磁珠

特性:与传统铁氧体磁珠等低频增加的阻抗相比,其材料和内部结构设计使阻抗在5GHz时增加。

选择滤波器概述(下方图6)仅研究了5GHz频段滤波器,但Murata的产品系列还包括2.4GHz和700MHz频段滤波器。

图15

图6

使用噪声过滤器的补救措施效果

该图(下方图7)显示Pi滤波器被BLF03VK取代时的结果,并验证降噪效果。经证实,时钟的高频分量减少了约10dB。

黄色填充区域表示Wi-Fi (11ac) 使用的通道,在通道36和124中可以看到噪声。因此,在产生噪声的通道中,接收灵敏度显著降低。但是,通过使用新型噪声滤波器进行噪声抑制,可以降低源自HDMI时钟的窄带噪声,从而实现更高接收灵敏度。

BLF03VK取代时的结果

图7

检查信号质量

由于过滤器插入了HDMI数据和时钟线路,因此检查了信号质量。(下方图8)

HDMI 1.4信号波形

HDMI 1.4预合规性测试结果显示,即使使用滤波器,也能通过测试,不用戴眼罩。部分原因是BLF03VK系列在低频段具有小阻抗。对于仅在特定频段内增加阻抗以及消除噪声以确保信号质量的滤波器,预计需求将会增加。(注:实际使用滤波器时的波形将根据IC和设置环境而不同,因此需要进行验证)。

图8

图8

总结

Murata提供了两个用于降低5GHz频段噪声的补救措施示例。

以前,5GHz频率不常用,因此用户可能认为噪声问题不太可能发生。但是,当Murata实际研究噪声时,它发现信号和电源系统中都存在噪声。

即使选择5GHz频段提供稳定、高速的通信,但是如果存在噪声,则无法实现最高性能。Murata的噪声抑制产品可用于创建低噪声环境,确保稳定的通信质量。

汇总表

汇总表

Mon, 22 Mar 2021 08:49:16 +0000 judy 1004238 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2021-03/1004238.html#comments
5G 区域网络 //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003849.html 5G 区域网络
judy 周一, 09/21/2020 - 14:50

近年来,无法再扩展的 Wi-Fi 热点已然负载过大,无法满足快速增长的更高容量和更快数据传输速度的需求。网络的可靠性和可扩展性对企业来说日益重要。

专用 5G 网络在解决公共安全、各行业和核心基础设施运营的关键无线通信需求方面变得越来越重要。这些专用网络为物理或虚拟的蜂窝系统,并且正在开发中,以满足政府和企业的需求。

部署区域或专用 5G 网络有两种方法

  • 物理隔离的专用 5G 网络,独立于移动运营商的公共 5G 网络。企业和移动运营商都可以使用这种方法。
  • 第二种方法是通过共享移动运营商的公共 5G 网络资源,构建专用 5G 网络。在这种情况下,移动运营商将构建专用 5G 网络。
 5G 网络


制造
集成的 5G 超高可靠低时延通信 (URLLC) 在制造过程中将使智能工厂具有更高的效率和产能。使用专用的区域网络部署,可以最好地利用具有超高可用性和弹性的 URLLC。

作为工业 4.0 的一部分,5G 可能对制造业优化生产的许多应用实例,以及从效率方面提供支持。其在带来巨大收益的同时,还可能支持预测性维护等关键系统,并扩展到包括机器人和灵活生产线。

5G 带给制造业的益处

  • 网络切片:5G 网络能够为特定服务和流量创建多个虚拟网络。
  • 控制:本地 5G 网络部署在内部,网络所有者将完全控制网络的每个方面。
  • 带宽:5G 将允许通过网络传输大量数据。
  • 安全性:网络将能够建立其自身的安全政策。
  • 无线:本地专用网络将取代工厂对以太网等有线技术的需求,因为有线技术不适合连接大量小型设备。

文章来源:村田官网

Mon, 21 Sep 2020 06:50:32 +0000 judy 1003849 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2020-09/1003849.html#comments
【科普】如何理解射频技术? //www.ferranmv.com/article/2020-05/1003553.html 【科普】如何理解射频技术?
judy 周一, 05/25/2020 - 10:54

射频简称 RF 射频就是射频电流,是一种高频交流变化电磁波,为是 Radio Frequency 的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围在 300KHz~300GHz 之间。每秒变化小于 1000 次的交流电称为低频电流,大于 10000 次地称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。高频(大于 10K);射频(300K-300G)是高频的较高频段;微波频段(300M-300G)又是射频的较高频段。射频技术在无线通信领域中被广泛使用,有线电视系统就是采用射频传输方式。

1

在 RFID系统中,信号发射机为了不同的应用目的,会以不同的形式存在,典型的形式是标签(TAG)。标签相当于条码技术中的条码符号,用来存储需要识别传输的信息,另外,与条码不同的是,标签必须能够自动或在外力的作用下,把存储的信息主动发射出去。

2

信号接收机一般叫做阅读器。根据支持的标签类型不同与完成的功能不同,阅读器的复杂程度是显著不同的。阅读器基本的功能就是提供与标签进行数据传输的途径。另外,阅读器还提供相当复杂的信号状态控制、奇偶错误校验与更正功能等。标签中除了存储需要传输的信息外,还必须含有一定的附加信息,如错误校验信息等。识别数据信息和附加信息按照一定的结构编制在一起,并按照特定的顺序向外发送。阅读器通过接收到的附加信息来控制数据流的发送。一旦到达阅读器的信息被正确的接收和译解后,阅读器通过特定的算法决定是否需要发射机对发送的信号重发一次,或者知道发射器停止发信号,这就是“命令响应协议”。使用这种协议,即便在很短的时间、很小的空间阅读多个标签,也可以有效地防止“欺骗问题”的产生。

3

只有可读可写标签系统才需要编程器。编程器是向标签写入数据的装置。编程器写入数据一般来说是离线(OFF-LINE)完成的,也就是预先在标签中写入数据,等到开始应用时直接把标签黏附在被标志项目上。也有一些 RFID 应用系统,写数据是在线(ON-LINE)完成的,尤其是在生产环境中作为交互式便携数据文件来处理时。

天线是标签与阅读器之间传输数据的发射、接收装置。在实际应用中,除了系统功率,天线的形状和相对位置也会影响数据的发射和接收,需要专业人员对系统的天线进行设计、安装。

注:本文转载自网络,版权归原作者所有,如涉及侵权,请联系小编删除。

Mon, 25 May 2020 02:54:08 +0000 judy 1003553 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2020-05/1003553.html#comments
ECHONET Lite开发套件 //www.ferranmv.com/article/2019-03/1002638.html ECHONET Lite开发套件
judy 周二, 03/26/2019 - 15:43

解决方案概要

支持ECHONET Lite的无线LAN Smart模块

无线LAN Smart模块

TypeYD是一种无线LAN模块,可以内置无线通信所需的所有通信协议(从RF/MAC到TCP/IP、ECHONET Lite)。已通过TELEC、FCC/IC的《电波法》认证,因此可以放心使用。该无线LAN模块与Ubiquitous公司的ECHONET Lite SDK有机结合,实现靠内置的ARM Cortex-M3处理器工作的TCP/IP通信和ECHONET Lite功能。从Wi-Fi驱动器到OS、TCP/IP、ECHONET Lite,开发所有层面,因此在发生故障时,可以迅速切分处置。

不仅提供SDK,而且也支持开发可利用云服务的自定义固件。

ECHONET Lite是日本唯一的HEMS专用标准。

解决方案特点

主要特点

主要特点

进行从Wi-Fi驱动器到ECHONET Lite的所有开发,因此在发生故障时,可以进行源代码级分析。

  • IEEE 802.11b/g/n
  • Broadcom BCM43362
  • STMicroelectronics STM32F205
  • 已通过FCC、IC、TELEC认证
  • 有效吞吐量在20Mbps以上
  • 可使用应用程序的ROM/RAM为700KB/100KB
  • 配备可靠的村田Wi-Fi驱动器
  • 支持ECHONET Lite
  • 支持协议: DHCPd、DHCPc、DNSc、NTPc、POPc、SMTPc、FTPc、HTTP、HTTPd、TELNETd、SSL、UPnP、mDNS、TCP/IP

解决方案配置

开发套件的内容

开发套件

  • 主板
  • TypeYD子板(已通过TELEC、FCC/IC认证)
  • SDK手册
  • 示例源代码
  • 对置设备用示例ECHONET Lite应用程序
  • RF评估工具

相关的产品和软件

WLAN Smart Module:https://wireless.murata.com/products/rf-modules-1/embedded-wi-fi-1/type-yd.html

*村田并不销售“ECHONET Lite开发套件”本身。而是作为一个本公司产品的应用示例来介绍。

Tue, 26 Mar 2019 07:43:42 +0000 judy 1002638 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2019-03/1002638.html#comments
史上最全最详细无线通信传输技术及其频率分配汇总 //www.ferranmv.com/article/2019-01/1002396.html 史上最全最详细无线通信传输技术及其频率分配汇总
judy 周四, 01/03/2019 - 14:19
图1:无线电频带和波段的命名2图3tu45tu6

注:表一为我国无委会1985年制定,表二为1992年制定。规定无绳电话频道间隔为25KHz,座机发射功率不得超过50mW,手机发射功率不得超过20mW。发射类别为F3E;F1D;G3E

tu7

注,315MHz:很多汽车厂商使用的"315MHz"汽车遥控钥匙。

40种无线通信传输技术及其频率分配介绍:

1、5G

5G5g

2、LTE/LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro(4G)

LTE/LTE-Advanced/LTE-Advanced Pro(4G)11

3、WCDMA/HSPA/HSPA+(L联通3G)

WCDMA/HSPA/HSPA+(L联通3G)


4、TD-SCDMA(移动3G)

TD-SCDMA(移动3G)


5、GSM/GPRS/EDGE/ EDGE Evolution/VAMOS(2G)

GSM/GPRS/EDGE/ EDGE Evolution/VAMOS(2G)

备注:

P-GSM,基准GSM-900频带
E-GSM,扩展GSM-900频带(包括基准GSM-900频带)
R-GSM,铁路GSM-900频带(包括基准和扩展GSM-900频带)
T-GSM,集群无线系统-GSM
ER-GSM900,即为Extended Railway GSM 900, 在原铁路通信系统的基础拓宽了其频率范围(TX:873-915,RX:918-960)。

6、CDMA2000 1xEV-DO/CDMA2000 1xRTT/ 1xAdvanced(电信3G)

CDMA2000 1xEV-DO/CDMA2000 1xRTT/ 1xAdvanced(电信3G)

三大运营商频率划分:

三大运营商频率划分

7、WiFi

Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的;但也可是开放的,这样就允许任何在WLAN范围内的设备可以连接上。Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌,由Wi-Fi联盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路(Wi-Fi是WLAN的重要组成部分)。

WiFi

8、蓝牙

能够在10米的半径范围内实现点对点或一点对多点的无线数据和声音传输,其数据传输带宽可达1Mbps通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波。蓝牙技术可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,实现各类设备之间随时随地进行通信。

蓝牙技术被广泛应用于无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等领域,蓝牙目前存在的主要问题是芯片大小和价格较高;抗干扰能力较弱。

蓝牙

9、ZigBee/Thread/6LoWPAN

Zig-Bee是基于IEEE802.15.4标准而建立的一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zig-Bee来源于蜜蜂群的通信方式,由于蜜蜂(Bee)是靠飞翔和‘嗡嗡’(Zig)地抖动翅膀的来与同伴确定食物源的方向、位置和距离等信息,从而构成了蜂群的通信网络。其特点是距离近,其通常传输距离是10-100m;低功耗,在低耗电待机模式下,2节5号干电池可支持1个终端工作6-24个月,甚至更长;其成本,Zig-Bee免协议费,芯片价格便宜;低速率,通Zig-Bee常工作在20-250kbps的较低速率;短时延,Zig-Bee的响应速度较快等。主要适用于家庭和楼宇控制、工业现场自动化控制、农业信息收集与控制、公共场所信息检测与控制、智能型标签等领域,可以嵌入各种设备。

ZigBee/Thread/6LoWPAN

10、NFC

NFC是一种新的近距离无线通信技术,其工作频率为13.56MHz,由13.56MHz的射频识别(RFID)技术发展而来,它与目前广为流行的非接触智能卡ISO14443所采用的频率相同,这就为所有的消费类电子产品提供了一种方便的通讯方式。NFC采用幅移键控(ASK)调制方式,其数据传输速率一般为106kbit/s和424kbit/s三种。NFC的主要优势是:距离近、带宽高、能耗低,与非接触智能卡技术兼容,其在门禁、公交、手机支付等领域有着广阔的应用价值。

NFC

11、RFID

RFID(Radio Frequency Identification)技术,又称无线射频识别,是一种通信技术,俗称电子标签。可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。

12、IrDA红外通讯

红外通讯主要有3部分组成:

发射器部分:目前已有红外无线数字通信系统的信息源包括语音、数据、图像等。

信道部分:它们的作用是:整形、滤波、视场变换、频段划分等。

终端部分:红外无线数字通信系统终端部分包括光接收部分、采样、滤波、判决、量化、均衡和解码等部分。

IrDA红外通讯

13、超宽带(UWB)

UWB是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,其传输距离通常在10M以内,使用1GHz以上带宽,通信速度可以达到几百兆bit/s以上,UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz,最小工作频宽为500MHz。

其主要特点是:传输速率高;发射功率低,功耗小;保密性强;UWB通信采用调时序列,能够抗多径衰落;UWB所需要的射频和微波器件很少,可以减小系统的复杂性。由于系UWB统占用的带宽很高,UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统。UWB主要应用在高分辨率“较小范围”能够穿透墙壁“地面等障碍物的雷达和图像系统中。

这种装置可以用来检查楼房、桥梁、道路等工程的混凝土和沥青结构中的缺陷,以及定位地下电缆及其它管线的故障位置,也可用于疾病诊断。另外,在救援、治安防范、消防及医疗、医学图像处理等领域都大有用途。

超宽带(UWB)无线电设备UWB 发射信号的等效全向辐射功率谱密度限值:

超宽带

注1:4.2-4.8GHz 频段,到2010 年12 月31 日前,UWB 无线电发射设备的等效全向辐射功率谱限值可以为-41dBm/MHz。在此之后,该频段的UWB 设备必须采用信号检测避让等干扰缓解技术,该技术的有效性应得到国家无线电管理机构的认定。

UWB 设备

14、NB-IoT

NB-IoT


15、SIGFOX

SigFox 成立于2009年,是一家总部位于法国 Labège 的法国公司。SigFox 在欧洲的推广非常成功,可以说是 LPWAN 领域中最具吸引力的(或者至少是最具知名度的)。它还拥有一个伟大的供应商生态系统,包括德州仪器、Silicon Labs 和 Axom。

SigFox使用专有技术,使用较低的调制速率来实现更长的传输范围。基于这样的设计,SigFox 对于只需要发送少量、不常见的突发数据的应用场景来说是一个很好的选择。

SifFox 典型的应用包括停车传感器、水表或智能垃圾桶。当然,它也有一些缺点。将数据发回传感器、设备(下行能力)受到严重限制,信号干扰可能成为问题。

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16、LoRaWAN

LoRa 联盟是一个开放的非营利组织,旨在促进和推广 LPWAN 技术的生态系统。它在北美、欧洲、非洲和亚洲拥有约400家会员公司,其创始成员包括 IBM、MicroChip、思科、Semtech、Bouygues 电信、Singtel、KPN、Swisscom、Fastnet 和 Belgacom。

LoRaWAN 是由 LoRa 联盟管理的开放标准网络层协议。然而,它并不是真正的开放,因为实现一个完整的 LoRaWAN 协议栈的底层芯片只能通过 Semtech 公司提供。具体来讲,LoRa 是物理层,也就是芯片。而 LoRaWAN 是 MAC 层,即芯片上的软件,用以实现网络连接。

其功能类似于 SigFox,因为它主要用于多个终端的仅针对上行链路的应用(来自传感器、设备到网关的数据)。它不使用窄带传输,而是使用编码消息来扩展不同频率信道和数据速率的信息。这些消息减少了相互冲突和干扰,从而增加了网关的容量。

LoRaWAN

17、Weightless-N/NWave

Nwave 在功能方面与 SigFox 非常相似,但它宣称自己拥有更好的 MAC 层实现。它声称使用了先进的解调技术来支持自身网络与其他无线电技术的共存,并且这种共存不会造成额外的通信干扰。像 SigFox 一样,它最擅长基于传感器的网络通信、温度采集、水位监控、智能测量以及其他的一些类似应用。

18、Weightless-P

该标准在 12.5 kHz 窄带(大于 SigFox 但小于 LoRa)中使用 FDMA + TDMA 调制。它还具有自适应数据速率,类似于 Symphony Link(200bps到100kbps)。具有很高的灵敏度,传输速率为 625 bps时 信号强度为 -134 dBm,同时支持 PSK 和 GMSK 调制。

Weightless-P 适用于对于上行数据和下行数据都有重要要求、 业务比较复杂的私有网络应用场景。针对 Weightless-P 的开发套件已经上市。

19、RPMA

随机相位多重访问(RPMA)是由 Ingenu 开发的专有 LPWAN 技术栈。该公司于2008年成立于加利福尼亚州圣地亚哥,由前高通的工程师组建,最初的名字叫做 On-Ramp Wireless。

作为 IEEE 802.15.4k任务组(致力于低功耗设备监控)的创始成员,Ingenu 在开发RPMA 方面付出了巨大的努力,而 SigFox 和 LoRaWAN 集团则专注于加快上市时间。

RPMA 的技术架构使其在上行和下行双向通信上都比其他技术更加出色。它声称具有更好的多普勒效应、调度算法和抗干扰性。它工作在全球范围都可用的2.4 GHz(用于WiFi和蓝牙)频段。这意味着它不会像 SigFox 和 LoRa 那样针对不同区域的技术架构需要更改和调整。

根据其内部研究,RPMA 具有更高的通信距离指标:RPMA 为177,SigFox 和 LoRa 分别为 149和157。这意味着 RPMA 具有更大的覆盖范围。

20、Symphony Link

Link Labs 是 LoRa Alliance 成员,因此它使用 LoRa 芯片。然而,Link Labs 并没有使用LoRaWAN,而是在 Semtech 的芯片之上构建了一个名为 Symphony Link 的专有的MAC层(软件)。

Link Labs 成立于2013年,由约翰霍普金斯大学应用物理实验室的前成员组建,总部设在马里兰州的安纳波利斯。

与 LoRaWAN 相比,Symphony Link 增加了一些重要的连接功能,包括:保证消息可靠收发、固件空中升级、解除占空比限制、提供中继功能和动态扩容。

21、Weightless

Weightless SIG(特殊兴趣小组)成立于2008年,其使命是实现 LPWAN 的标准化。有五个发起成员,包括埃森哲、ARM、M2COMM、欧洲索尼和 Telensa。

Weightless 是低于 1GHz 的未授权频谱中唯一的真正开放的标准。Weightless 有三种版本针对不同的应用场景:

Weightless-W:暂未使用(授权 TV 频段中的未使用的本地频谱)

Weightless-N:由 NWave 技术诞生的未授权频谱窄带协议

Weightless-P:由 M2COMM 的 Platanus 技术诞生的双向协议

尽管 Weightless-W 具有更低的功耗,Weightless-N 和 Weightless-P 依然更受欢迎一些。

22、WiMAX(全球微波互联接入)

WiMAX也叫802·16无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术,能提供面向互联网的高速连接,数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高,采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术。

WiMAX

23、TETRA/TETRA 2

TETRA 支持的用户终端业务包括:单呼(点对点)、组呼(点对多点)、应答组呼、广播呼叫(单向点对多点)以及上述各种情况的明话或密话。

TETRA支持的承载业务包括:分组数据、电路数据。

TETRA/TETRA 2

24、Tetrapol

Tetrapol

25、Project25/APCO-25

Project25/APCO-25

26、数字增强无绳通信(DECT)

数字增强无绳通信(DECT)

27、全球卫星导航系统(GNSS)

全球卫星导航系统(GNSS)

28、数字式无线数据传输电台

数传电台是数字式无线数据传输电台的简称。它是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的一种无线数据传输电台。数传电台的工作频率大多使用220--240MHz或400--470MHz频段,具有数话兼容、数据传输实时性好、专用数据传输通道、一次投资、没有运行使用费、适用于恶劣环境、稳定性好等优点。数传电台的有效覆盖半径约有几十公里,可以覆盖一个城市或一定的区域。数传电台通常提供标准的RS-232数据接口,可直接与计算机、数据采集器、RTU、PLC、数据终端、GPS接收机、数码相机等连接。已经在各行业取得广泛的应用,在航空航天、铁路、电力、石油、气象、地震等各个行业均有应用,在遥控、遥测、摇信、遥感等SCADA领域也取得了长足的进步和发展。

29、扩频微波通信

扩频通信,即扩展频谱通信技术是指其传输信息所用信号的带宽远大于信息本身带宽的一种通信技术。最早始用于军事通信。它传输的基本原理是将所传输的信息用伪随机码序列(扩频码)进行调制,伪随机码的速率远大于传送信息的速率,这时发送信号所占据带宽远大于信息本身所需的带宽实现了频谱扩展,同时发射到空间的无线电功率谱密度也有大幅度的降低。在接收端则采用相同的扩频码进行相关解调并恢复信息数据!其主要特点是:抗噪声能力极强;抗干扰能力极强;抗衰落能力强;抗多径干扰能力强;易于多媒体通信组网;具有良好的安全通信能力;不干扰同类的其他系统等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。

30、无线网桥

无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50Km)、高速(可达百兆bps)无线组网。扩频微波和无线网桥技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。

31、卫星通信

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电信号,从而实现在多个地面站之间进行通信的一种技术,它是地面微波通信的继承和发展。卫星通信系统通常由二部分组成,分别是卫星端、地面端。卫星端在空中,主要用于将地面站发送的信号放大再转发给其它地面站。地面站主要用于对卫星的控制、跟踪以及实现地面通信系统接入卫星通信系统。

卫星可分为同步卫星和非同步卫星,同步卫星在空中的运行方向和周期与地球的自转方向及周期相同,从地面的任何位置看,该卫星都是静止不动的;非同步卫星的运行周期大于或小于地球的运行周期,其轨道高度”倾角“形状都可根据需要调整。

卫星通信

卫星通信的的特点是:覆盖范围广,工作频带宽,通信质量好,不受地理条件限制,成本与通信距离无关等。其主要用在国际通信,国内通信,军事通信,移动通信和广播电视等领域,卫星通信的主要缺点是通信具有一定的延迟,比如打卫星电话时,不能立即听到对方回话,主要原因是卫星通信的传输距离较长,无线电波在空中传输是有一定延迟的。

32、短波通信

按照国际无线电咨询委员会的划分,短波是指波长100m——10m,频率为3MHZ-30MHZ的电磁波。短波通信是指利用短波进行的无线电通信,又称高频(HF)通信。短波通信可分为地波传播和天波传播。地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增,在同样的地面条件下,频率越高,衰耗越大。利用地波只适用于近距离通信,其工作频率一般选在5MHZ以下。

地波传播受天气影响小,比较稳定,信道参数基本不随时间变化,故信道可视为恒参信道。天波传播是无线电波经电离层反射来进行远距离通信的方式,倾斜投射的电磁波经电离层反射后,可以传到几千千米外的地面。

天波的传播损耗比地波小得多,经地面与电离层之间多次反射之后,可以达到极远的地方,因此,利用天波可以进行环球通信。天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定,其信道参数随时间而急剧变化,因此称为变参信道。短波通信的特点是:建设维护费用低,周期短,设备简单,电路调度容易,抗毁能力强,频段窄,通信容量小,天波信道信号传输稳定性差等。

33、COFDM

COFDM(coded orthogonal frequency division multiplexing),即编码正交频分复用的简称,其基本原理就是将高速数据流通过串并转换,分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。 COFDM基于使信息在频域和时域扩展的思想,通过编码使传输时各单元码信号受到的衰落可认为统计独立,从而消除平坦性衰落及多普勒频移的影响,具有很强的绕射能力和抗干扰能力。无人机图传就用的此技术。

无人机图传

34、EnOcean

EnOcean无线通信标准被采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10”,这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准。EnOcean能量采集模块能够采集周围环境产生的能量,从光、热、电波、振 动、人体动作等获得微弱电力。这些能量经过处理以后,用来供给EnOcean超低功耗的无线通讯模块,实现真正的无数据线,无电源线,无电池的通讯系统。 EnOcean无线标准ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz频段,传输距离在室外是300 米,室内为30米。

35、Z-Wave

Z-Wave是由丹麦公司Zensys所主导的无线组网规格, Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz,868.42MHz信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合。Z-Wave技术也是低功耗和低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网。

36、WHDI

WHDI全称为Wireless Home Digital Interface即无线家庭数字接口。顾名思义,它主要应用在室内,基于全球5GHz频谱规定,工作在4.9GHz~5.875GHz频段,频宽占用约为20M(1080i/720P)-40M(1080P),传输速率可达 3Gbps,支持无压缩的1080P图像,可以覆盖30米的范围,可以穿透墙壁,并且延迟小于1毫秒,支持5.1-7.1声道,100K的回传信道。AMIMON的WHDI技术设定了一个无线高清晰度视频连接的新标准。它提供了一个高品质,无损无压缩的无线连接方式。其采用的MIMO技术和OFDM的调制方式能够实现高达3Gbps的传送速率。

37、WiDi

英特尔的无线高清技术。

38、WiGig

WiGig是英特尔为短距离802.11d连接标准设置的名称,其运行频率超过60GHz。这种技术支持无线对接,而设备的连接速度接近USB 3.1 Type-C和Thunderbolt 3实线连接的速度。

2017年09月09日,据Anandtech报道,英特尔已经正式取消了WiGig系列产品,将不再销售802.11d无线网卡,天线和接收器,并且为其准备项目终止程序(EOL)。相关零件的发货将在2017年12月29日结束之前停止。

39、DLNA

DLNA最早由索尼、英特尔、微软等提出,全称是DIGITAL LIVING NETWORK ALLIANCE,旨在解决个人PC,消费电器,移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通,其实就是解决电脑和其他电子产品,比如手机、平板之间的通过无线或者有思安网络的互联互通,让我们的照片、视频、音乐能在以上设备中共享,使得数字媒体和内容服务的无限制的共享和增长成为可能。不过DLNA组织已经于2017年1月5日正式解散。

40、MMDS

MMDS是一种点对多点分布、提供宽带业务的无线技术。它适用于中小企业用户和集团用户。

MMDS可透明传输业务,在基站端与网络的接口为Tl/El、100Base-T和O-3等,在用户端的接口为El和10Base-T等,可以为用户提供Internet的接入、本地用户的数据交换、话音业务和VOD视频点播业务。MMDS主要集中在2GHz~5GHz。相对而言,这个频段的资源比较紧张,各国能够分配给MMDS使用的频率要比LMDS少得多。由于2GHz~5GHz频段受雨衰的影响很小,并且在同等条件下空间传输损耗也较LMDS低,所以MMDS频段可应用于半径为几十km的大范围覆盖。

文章转载自:ittbank

Thu, 03 Jan 2019 06:19:40 +0000 judy 1002396 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2019-01/1002396.html#comments
村田无线模块在现代种植业中的应用 //www.ferranmv.com/article/2018-11/1002259.html 村田无线模块在现代种植业中的应用
judy 周五, 11/23/2018 - 10:10

村田电子产品在各行各业中应用越来越广泛,其中村田的无线模块在现代种植业中应用也非常广泛。

想象一下,在后面四十处运行通信电缆! 好,不完全是。 在周围农场的拖拉机驾驶室控制面板,世界控制精密的工具,通过良好的老式通讯电缆。 像世界其他地方一样,农设备制造商正在寻找无线解决方案农场设备中的电缆更换。

一、应用的农业场景

农场流量控制设备:村田制作所的DNT24射频模块非常适合农场设备自动化和控制作为一种低成本,强大而可靠的解决方案更换通讯电缆。

二、应用概述

一家主要的农业设备制造商确定了对农业设备的需求自动多料肥料撒播机。每个个体肥料饲料需要独立控制 - 从而允许肥料只在需要和正确的水平上传播。他们目前解决方案是不可行的,因为运动部件磨损了通信电缆需要昂贵的现场改造。更换电缆的无线解决方案被认为是最合适的。DNT24嵌入了拖拉机中的吊具控制器出租车。在撒布机侧,DNT24s嵌入了饲料吊具附件末端的阀门。每个阀门都受到控制由DNT24的一个GPIO根据发送的命令驾驶室内的控制器。阀门无需其他智能 - 只是将GPIO信号连接到阀门的电路。

三、适用的产品功能

DNT24跳频扩频技术(FHSS)在移动设备中提供可靠的RF通信很多金属因此克服了多径衰落。 DNT24模块多个I / O为每个阀门提供激活信号任何其他情报。低成本允许多个饲料系统经济实惠,最终2.4 GHz可以在全球范围内使用部署。

文章来源:普利达电子

Fri, 23 Nov 2018 02:10:55 +0000 judy 1002259 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2018-11/1002259.html#comments
如何选择适合你的无线通信方式? //www.ferranmv.com/article/2018-09/1002090.html 如何选择适合你的无线通信方式?
judy 周日, 09/30/2018 - 13:56

你是否还在为无线通信选用NB-IoT还是LoRa而困扰?搞不清楚ZigBee和LoRa的优势区别,不明白到底什么场合适用Wi-Fi?看完这篇文章你就懂了。

在万物互联的时代里,越来越多的物体将被连接到互联网,打通端到端、端到云的连接。这些连接,我们可采用多种通信链路予以实现。在智能物联应用上,工程师经常会困惑NB-IoT/LoRa/ZigBee/Wi-Fi等无线连接方式,到底哪一种,才是最合适的?哪一种才能让项目开发事半功倍?

以下,为大家列出在选择无线通信方式时的考虑大纲。

一. 传输基础篇
距离:遮挡、空旷情况下节点到网关的距离。

速率:传输数据量有多大?

实时性:能接受的响应延时?

功耗:电池寿命,能效,可能需要连接交流电。

容量:一定范围内联网节点、设备的数量。

环境:工厂中的危险环境、暴露在天气中的室外环境、来自电子设备的噪声或电磁干扰等。

通信方式:单向还是双向通信。

二. 附加功能篇
升级:是否需要远程升级。

网络拓扑:星形,网状,或其它拓扑。

安全:是否需要加密或认证?对数据安全性有什么要求?

二次开发:是否需要二次开发?是否采用单芯片方案?

开发平台:需要操作系统吗?需要哪些其它软件?

三. 其他
成本:设计、制造或互联网接入服务费用。

频段:许可频段还是免许可频段。

下面简要描述NB-IoT/LoRa/ZigBee/Wi-Fi之间的区别:

Sun, 30 Sep 2018 05:56:19 +0000 judy 1002090 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2018-09/1002090.html#comments
传感器+无线通信,物联网领域的天作之合 //www.ferranmv.com/article/2018-04/1001480.html 传感器+无线通信,物联网领域的天作之合
judy 周三, 04/11/2018 - 16:24

软银的孙正义有过一个很有趣的理论,他认为寒武纪生命大爆发的原因之一是生物获得了眼睛这一“传感器”。有了眼睛之后,生物开始追逐捕食其他生物,更为重要的是,眼睛作为传感器可以收集大量的数据,随着数据量的增加,大脑的学习周期就会加快,进一步推动了之后的生物进化。

如今的物联网世界正在发生相同的事情,据预测,到2035年将有超过1万亿个IoT设备可以在云端保存传感器数据。如果真的存在寒武纪爆发,那么物联网爆发也会来临。

传感器为什么对物联网如此重要?

人们借助于眼、耳、口、鼻等感觉器官来从外界获取信息,但是在研究自然现象和生产活动中,单靠人们自身感官的功能就远远不够了。物联网传感器正是在这种情况下应运而生,可以说,传感器是人类五官的延长,又被称之为“电五官”。

新技术革命的到来,使得世界正在从移动互联网向万物互联的新时代过渡,彼时,不光人与人,人与物、物与物之间都能实现互联,由此产生的海量数据将会彻底改变人们的生活,甚至重塑整个商业社会。而这其中,以传感器为核心的传感技术是数据采集的入口,是物联网的神经末梢,是所有系统获取数据信息的唯一方式和手段,也是实现大数据分析的基础与核心。

从物联网的四层架构来看,感知层位于通信层、平台层和应用层的底部,也就是整个物联网金字塔的奠基,如果没法准确可靠的从物理实体中获得数据,物联网无异于空中楼阁。

目前,物联网传感器已经渗透到诸如工业生产、农业种植、商业服务等各个领域,从智慧城市到智能制造,从智慧医疗到智能家居,传感器早已无处不在。

在传统农业中,人们获取农田信息的方式很有限,主要是通过人工测量,不但不够及时、精确,还会消耗大量的人力。例如,人们从很早就注意到了二氧化碳浓度、温湿度对食用菌等温室作物生长的影响,但基本沿用老办法,让工作人员每天去每个大棚里用检测仪检测二氧化碳浓度,然后开启风机,打开侧窗、天窗。但是现在,通过使用无线传感网络可以有效快速获取精确的作物环境和作物信息,如果能进一步将系统与天窗、风机等产生联动,将大大节省人力,提高效率。此外,在监视农作物灌溉情况、土壤空气变化、畜禽舍环境状况以及大面积的地表检测等方面,传感技术正在发挥着越来越重要的作用。

在工业领域,工业传感器技术已成为各工业企业在高新技术发展方面争夺的一个制高点。据相关机构预测,到2020年工业传感器市场规模将达308亿。自动化生产过程中,传感器更是必不可缺的基础元器件,制造商要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数,使设备工作在正常状态或最佳状态,保障产品达到最好的质量。而且如果能进一步将传感器技术和物联网平台技术结合,还可能在设备出现故障之前就提前发现问题,这即是所谓的“预测性维护”,由此,制造商可以从被动服务变成主动服务,并由此开拓以服务为中心的新商业模式。

在智能家居等商业领域,传感器同样发挥着巨大的作用。理想情况下,智能互联的家居应该能够想人们所想,感人们所感,不用人们手动操控就自己做出一些明智决策。比如,热红外传感器可以检测到人体的存在,当我们在看电视的时候,离开电视机三分钟后,传感器检测不到人体了,电视机就自动进入休眠状态,再过两分钟要还没有人,就可以自动关机了。同理,传感器也可以在智能空调中起到作用,它能判断人在屋内的位置,并把空调的风向转向相应的对象。家庭安防也离不开传感器,在家里安装一个超声波传感器后,一旦有人进来,整个超声波波形发生改变,接受器就会及时发出警报。

“物联天下、传感先行”已经成为当今物联网行业的普遍共识。随着物联网向各个垂直行业进一步深入拓展,传感器行业将随之被引爆。万亿级别的物联网市场规模意味着传感器市场的巨大前景,这对村田制作所这样的公司来说,即是机遇,亦是挑战。

物联网时代对传感器的发展要求

从19世纪60年代诞生至今,传感器的历史已经有150余年了,在移动互联网时代,手机的普及促进了传感器的极大发展,但也决定了很多类型的传感器是专为手机而设计的。物联网时代的“物”在对传感和连接的需求上与手机有很大的差别,所以也对传感技术提出了更多、更高的要求。总结来说,传感器在朝着高精度、小型化、低功耗、智能化等方向进化。

1.高精度、高质量

如果传感器收集的数据信息出错,那么相当于从源头上出错,后面一切数据的传输、分析、应用也就没了意义,所以传感器的精度和质量是保障物联网愿景的一道重要基线。想象一下,如果一辆智能网联汽车传感器的精度和质量不达标,这就意味着在意外情况发生的那几毫秒内系统无法做出正确决策,从而严重威胁驾驶员的安全。

而村田可靠的元器件和解决方案,则可以在车辆网时代为司机提供更加安心的驾驶体验。全中国超过百分之七十的汽车都采用了村田的超声波传感器,这些超声波传感器主要用在测距,它可以精确的探测到目标与设备之间的距离,实时反馈信号,防止意外的发生。

2.小型化

随着以智能手机为中心的移动设备向多功能、高性能化发展,要求电路板内的部件数量更多、体积更小。因此,传感器正在逐渐采用集成化技术,以实现高性能化和小型化。集成温度传感器、集成压力传感器等早已被广泛使用,今后将有更多集成传感器被开发出来。

村田制作所推出了一款AMR传感器,能够帮助客户大大腾出有效空间。该传感器是一种利用根据从特定方向来的磁场的强度所产生磁阻值变化制成的磁传感器,主要应用于手机和笔记本电脑、检测冰箱和门的开闭,以及检测智能仪表的旋转灯方面。目前,为了检测立体空间的磁场必须组合复数(3~6个)磁传感器,村田制作所通过和日本电气株式会社(NEC)的技术结合,成功的完成了360度全方位同感度磁场检测传感器的开发,在同样情况下,只要一个就能起到组合磁传感器相同的作用。


3.低功耗

手机上的微博、微信、视频、游戏,都是电量消耗的大户,我们也早已习惯了每天充电、出远门充电宝不离身的日子,但你能想象假如烟雾报警器、智能摄像头等互联设备也需要天天调换电池会是怎样一种蹩脚的情景吗?和手机不同,很多物联网设备地处人们不常接触的区域,所以对功耗有极致的要求,从而决定了传感器的功耗也要很低,否则运营成本太高。

众所周知,气压传感器普遍具有易受环境温度影响,导致气压数据漂移的问题。鉴于此,村田推出了一款高精度、低功耗、高温度稳定性的气压传感器;结合静电容量型MEMS技术,大大改良了新型气压传感器对温度漂移的性能,使其几乎完全可以不受到影响的情况下取得正确的数据;另一方面提升了新型传感器的降低其噪声水平(0.5Parms),充分实现其高精度数据检测;同时又实现了“低功耗”,通过采用静电容量型,可以为装载设备的节能作出贡献。

4.智能化

随着互联设备的激增,数据呈现爆炸式增长,中心化的云端已经“不堪重负”,更重要的是,对于智能制造或智慧交通等应用场景,云端分析的延迟会使数据价值呈现“断崖式”下跌,于是,边缘智能开始兴起。

传感器是很好的边缘节点,用嵌入式技术将传感器与微处理器集成为一体,使其成为具有环境感知、数据处理、智能控制与数据通信功能的智能数据终端设备,这就是所谓的智能传感器。这种传感器具有自学习、自诊断和自补偿能力、复合感知能力以及灵活的通信能力。这样,传感器在感知物理世界的时候反馈给物联网系统的数据就会更准确,更全面,达到精确感知的目的。

传感器和无线通信技术的结合

传感器采集到的数据之后该怎么办?当然是要进一步将数据传输到平台,进行分析和应用,这其中,通信网络是数据传输的管道。除了传感器,在无线通信领域村田也有很多产品,比如村田2.4GHz的通讯模块早已在各行各业扮演着举足轻重的角色,从手机内的Wi-Fi模块,到汽车内使用的蓝牙模块,再到智能家居涉及到的ZigBee模块,村田将传感器和无线通信结合起来,为客户提供场景化的整体解决方案。

但传统的广域无线网络连接解决方案(2G GSM/3G WCDMA/4G LTE)对很多现有的物联网用例来说都是“杀鸡用了宰牛刀”,一个井盖或一个水表并不需要每天发送大量的数据,它们需要的是适合于它们的物联网连接,这就是低功耗广域网(LPWAN)近年来如此蓬勃发展的主要原因。

LPWAN领域最重要的两种技术莫过于基于授权频谱的NB-IoT和基于非授权频谱的LoRa,这些技术具有低功耗、广覆盖、大连接、低带宽、低成本的典型特点,特别适合包括抄表、停车在内的物联网典型应用场景。

村田对LPWAN市场的高速增长十分重视,并在该领域抢得先机。

例如在我国中西部地区,畜牧业发达,但由于地广人稀,很难对牛羊等畜牧资产进行有效的管理。传统的方法是依靠人力进行牛羊管理,其弊端十分明显:需要非常有经验的人才可以进行畜牧管理,另外牛羊等畜牧资产的丢失也是目前十分棘手的问题,LoRa技术的出现则可以大大改善目前的情况。当用户使用了装载有村田LoRa模块的定位器之后,就可以进行远距离的畜牧管理,不用担心畜牧资产的丢失,不仅提高了可靠性,也大大降低了人力成本,同时配合其低功耗的特点,可以长时间使用,降低成本及维护费用。

村田LoRa模块

图:村田LoRa模块

紧跟技术潮流,定位市场痛点是村田一直以来努力的方向。未来,村田将在先进的传感器及无线通信领域继续不断创新,全力支持中国物联网技术的发展。

文章来源:全球物联网观察

Wed, 11 Apr 2018 08:24:59 +0000 judy 1001480 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2018-04/1001480.html#comments
WiFi的十大常见误解 //www.ferranmv.com/article/2018-02/1001282.html WiFi的十大常见误解
judy 周二, 02/06/2018 - 10:51

WiFi日益成为全球互联网连接的首选模式。据相关数据显示:到2020年,将会有240亿台设备连接到互联网上。而绝大多数设备将会使用无线的方式访问互联网。尽管越来越多的人知道WiFi,但是其实际上是如何工作的却并不为多数人所知。即使在IT专家圈中,关于WiFi网络的某些事实也往往被误解。下面就列举业界关于WiFi的十大常见误解。

1、共享媒介
无线电信号在每一个接入点(AP)被编程以在单一通道上运行。在这单一通道内,多个客户端可连接并通信。所有使用它的客户端分享该单一通道媒介。
  
然而无线电系统根本的问题是,一个无线站不能在发送的同时收听,因此,也不能检测到碰撞。鉴于此,802.11规格的开发人员创建出一个称为分布式控制功能(DCF)的碰撞避免机制。

根据DCF,一个WiFi站仅仅在当其认为该通道是清晰明确时才进行发送。这样一来,碰撞的概率将会随着流量的增加或在移动站彼此无法“听到”的情况下才增加。虽然有一些控制操作的协议,但WiFi与传统有线网络的二层HUB技术类似。

2、802.11b和传统协议“放慢”媒介
让旧协议在同一环境中运行的结果是将“变慢”所有其他客户端。事实上,传统客户需要占用更多的会话时间发送与802.11n或802.11 ac新客户端相同的数据量。通话公平性算法被证明可以有效地解决这个问题。

3、L1/L2的802.11功能
人们普遍认为,WiFi采用无线射频(RF)技术,在发送者和接收者之间没有物理上的有线连接。当一个RF电流提供给天线时,电磁场被创建,然后能够通过空间传播。

事实上,802.11协议是一种L2技术,利用OSI堆栈的底层L1来履行职责。客户端和接入点之间的通信在空中得到连接。空中通信通过L2基于802.11e标准的QoS得到处理。

4、Downstream与Upstream
在从接入点到客户端的downstream与从客户端到接入点的upstream之间,有显著的不同。目前,大多数WiFi的空中技术只提供了downstream的增强。

5、上行速率与下行速率
业界普遍接受的唯一速率就是传输速率。然而,非对称速率是典型的,而在我们的可连接的客户端那里看到的发送速率并不一定代表接收速率。这也在接入点和基础设施方面得到了证实,其证明了在WiFi世界里有单独的上行速率Tx和下行速率Rx。

6、针对所有速率的相同发送功率
设置一个接入点的无线电到“最大功率”并不意味着功率能用于所有速率。默认的无线发送功率设置为20dBm。典型情况是,在使用中的数据速率越高,接入点将被迫去降低这些帧的功率(由FCC和ETSI定义)。这个概念已经随着802.11ac VHT规范而变得更为普遍。

7、总是把无线电设成最大功率
将无线电设成最大功率看起来是一件可以为之的好事情,但这很可能不是一个好主意。这已被证实,当无线电以最大功率发出声音的时候,会出现信号失真。包括Cell 尺寸规划等在内有许多原因导致这种情况发生。 仅仅将无线电功率设成最大并不是一个最佳实践。

8、信号强度与信号噪声比(SNR)
在信号强度的测量和信号噪声比的测量之间经常会感到混乱。事实上,一个WiFi网络的性能部分取决于信号强度。在一台计算机和无线接入点之间,每个方向上的信号强度决定那个连接的可用数据速率。

因此,信号越强,连接越好。信号噪声比最好是一个较大的数字,这意味着接收的强信号与影响整体质量的背景噪音差异较大。

9、MIMO和空间流
MIMO和空间流可能是自有802.11n协议以来,最令人困惑的问题。多重输入和多重输出(MIMO)技术是一种使用多个发射器和接收器同时传输更多数据的无线技术。

所有带有802.11n的无线产品支持MIMO,这是技术的一部分,允许802.11n比那些没有802.11n支持的产品实现更高的速度。MIMO涉及天线和路径,使用的数量表示有多少天线及路径可以用于发送和接收信号。例如,3×3意味着3个天线及路径发送和3个天线及路径接收。
  
空间流涉及实际发送的数据。例如,一个3向空间流设备可以向接收站发送3个独特的数据流,并被重建为一个数据集。最后,添加MIMO和空间流等同于可达到的整体的吞吐量。3×3∶3意味着发送3个空间流时使用3个天线及路径发送和3个天线及路径接收。

10、接入点和客户端各自的能力
这是非常简单的问题,但往往被忽视,最小的公分母总是赢家。为了达到最高的数据速率以及真实世界的吞吐量,接入点和客户端必须有相应能力。重要的是要了解客户端的能力,以真正理解在真实世界中什么样的WLAN部署将能得以实现。

文章来源:百度文库

Tue, 06 Feb 2018 02:51:06 +0000 judy 1001282 at //www.ferranmv.com //www.ferranmv.com/article/2018-02/1001282.html#comments