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通訊模塊選型四要素，智能家居和儀表應用案例

發布時間：2022-12-09 閱讀量：1170 來源：必威官方网站手机網作者：必威官方网站手机網

在智能家居和儀(yi) 表應用中通訊模塊選型有四要素，包括所需的數據吞吐量，低功耗模式，所需的傳(chuan) 輸範圍和網絡訪問頻繁度需求。儀(yi) 器儀(yi) 表和智能家居應用大多屬於(yu) 數據采集類，具有低吞吐量，低訪問頻繁都和長傳(chuan) 輸距離。一個(ge) 射頻模塊便是一個(ge) 完整的通信子係統。它可能包括射頻集成電路、振蕩器、濾波器、功率放大器和各種無源元器件。使用模塊解決(jue) 方案不需要射頻專(zhuan) 業(ye) 知識，這讓設計人員能夠專(zhuan) 注於(yu) 智能儀(yi) 表設計的其他方麵。典型的射頻模塊在到手時已按照所需的標準進行校準和認證。此外，該模塊還會(hui) 包括網絡匹配電路，以方便集成天線，並最大限度減少任何信號損失。模塊解決(jue) 方案可以采用內(nei) 置或外置天線。

通訊模塊選型四要素

於(yu) 電力、水、天然氣和社區熱力管網的智能儀(yi) 表而言，無線連接至關(guan) 重要。設計一款無線收發器，設計人員可以根據智能儀(yi) 表應用的需求，選擇射頻收發器集成電路或完整的射頻收發器模塊。射頻收發器 IC 可保證射頻鏈路預算超過 140 dB，輸出功率高達 +16 dBm，並且支持 SIGFOX™、無線 M-Bus、6LowPAN 和 IEEE 802.15.4g 網絡連接。射頻模塊則可支持無線 M-Bus 協議棧或多種無線電調製；可選擇自適應帶寬、擴頻因子、發射功率和編碼率，以滿足各種應用需求，並符合眾(zhong) 多國際法規的要求。這些模塊是完整的射頻係統，隻需要一根天線，並且包括安全加密和認證功能，其超低功耗模式可實現更長的電池續航時間。

設計人員麵臨(lin) 的首要決(jue) 策之一是選擇通信協議。需要考慮四個(ge) 重要因素：

所需的數據吞吐量
低功耗模式
所需的傳(chuan) 輸範圍
網絡訪問需求

對於(yu) 數據傳(chuan) 輸需求最大化的應用而言，用於(yu) 物聯網的 Wi-Fi 可能是最佳選擇，但其功耗要求也是最高的。雖然 SubGHz 隻需中等功耗而且能提供最大傳(chuan) 輸範圍，但其他通信協議提供了不同的性能權衡組合。

許多智能儀(yi) 表應用要求電池續航時間長達數年，這讓用於(yu) 物聯網的 Wi-Fi 技術麵臨(lin) 嚴(yan) 峻挑戰。幸運的是，這些應用的數據吞吐量要求也相對有限，可以從(cong) 使用 NFC、智能藍牙、藍牙或 SubGHz 技術中獲益。雖然 NFC 的低能耗頗具吸引力，但其數據吞吐量和傳(chuan) 輸範圍同樣不如人意，因而被排除在智能儀(yi) 表應用的考慮範圍之外。

此外，在確定功耗方麵，智能電表的整體(ti) 設計也至關(guan) 重要。使設備盡可能長時間地保持低功耗狀態，並且盡可能地縮短需要進入活動狀態的時間量，這是延長無線智能儀(yi) 表電池續航時間的關(guan) 鍵因素之一。選擇使用基於(yu) 模塊的通信實現，還是分立射頻 (RF) 通信實現，是設計成功的另一個(ge) 因素。在做出這個(ge) 決(jue) 定時，需要考慮性能、解決(jue) 方案的尺寸、封裝靈活性、認證、上市時間和成本要求。

通訊模塊在智能家居和儀(yi) 表應用案例

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XBR816C設計

①智能馬桶射頻模塊方案