طراحان بسیاری از گزینه ها را در هنگام اتصال به بی سیم در برنامه های کاربردی اعم از دستگاه های رابط انسان (HID) به سنسورهای از راه دور برای اینترنت از چیزهای (IoT). یکی از تصمیمات اساسی که باید ساخته شود و دیگری که طراحان هنوز با آن مبارزه می کنند این است که آیا با یک رابط مبتنی بر استاندارد مبتنی بر RF مانند Wi-Fi، بلوتوث یا ZigBee یا یک لایه فیزیکی اختصاصی RF (PHY ) طراحی و پروتکل.

دلایل انتخاب یکی بر روی دیگر، بسیاری هستند، اما هم از نظر هزینه، امنیت، مصرف انرژی، قابلیت همکاری، زمان طراحی، استحکام در برابر تداخل، همزیستی، زمان تأخیر و الزامات گواهینامه، نسبت هزینه های نسبی است. بسیاری از این ترکیبات مرتبط با یکدیگر هستند، بنابراین طراحان ابتدا باید الزامات طراحی را تعیین کنند و سپس براساس آن بهینه سازی شوند.

این مقاله در مورد عوامل مورد نظر در هنگام انتخاب بین یک رابط استاندارد بلوتوث و یک پروتکل اختصاصی را مورد بحث قرار خواهد داد. سپس یک ماژول بلوتوثی 5 معرفی می شود که به دنبال آن یک راه حل سیلیکونی است که بر اساس آن یک پروتکل اختصاصی می تواند با دستورالعمل های مناسب برای هر یک از نحوه سرعت بالا آمدن و اجرای آن، اجرا شود.

جوانب مثبت و منفی اختصاصی RF
مورد برای PHY اختصاصی و پروتکل قوی است اگر یک طراحی نیاز به بهینه سازی در جهت امنیت، کم قدرت، رد پای کوچک، و عملکرد.

امنیت برای بسیاری از برنامه های کاربردی، از درب بازکن گاراژ به دستگاه های IoT حیاتی است. با رادیوهای اختصاصی، به روش های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. برای شروع، طرح های اختصاصی "امنیت از طریق مبهم" را تضمین می کنند، در حالی که رابط کاربری RF که به خوبی شناخته نمی شود، سخت تر برای هک شدن است. همچنین گرایش رابط های اختصاصی به نقطه به نقطه وجود دارد و یا در سیستم های بسته ای که به شبکه های گسترده تر متصل نیستند عمل می کنند و بنابراین پنهان می ماند. در نهایت، طراحان رابطهای اختصاصی میتوانند الگوریتمهای رمزنگاری پیشرفته خود را توسعه دهند یا تنظیمات آنها را بدون نیاز به هماهنگی با الگوریتمهای امنیتی از سایر تولیدکنندگان آزاد کنند. فقط بودن متفاوت بودن، در خود یک مزیت امنیتی است.

طرح های رادیویی اختصاصی می تواند زمانی مفید باشد که برای اطمینان از اتصال قوی در مواجهه با تداخل از شبکه های Wi-Fi، اجاق های مایکروویو، تلفن های بی سیم و دیگر شبکه های بی سیم کم قدرت باشد. بدون اتصال به استاندارد، طراحان انعطاف پذیری را برای استفاده بهتر از طیف با استفاده از تکنیک هایی مانند طیف گسترده ای از توالی مستقیم (DSSS) و طیف گسترش اسپکتروم فرکانس (FHSS) دارند. علاوه بر این، آنها می توانند طرح کدگذاری مطلوب خود را براساس بودجه پیوند مورد نظر خود برای افزایش بهره وری یا مصرف کمتری مصرف کنند.

این انعطاف پذیری نیز برای ساختار بسته داده ها اعمال می شود. بدون سربار بسته مورد نیاز برای اطمینان از قابلیت همکاری با دستگاه های بی سیم مبتنی بر استاندارد، ساختار بسته را می توان با توجه به نیاز برنامه کاربردی.

از دیدگاه طراحی سخت افزار، الزامات عملکرد به خوبی درک شده و اطمینان از اینکه این الزامات در مرحله بعد تغییر نخواهد کرد، به طراحان یک رابط اختصاصی RF می تواند برای فضا، قدرت و عملکرد بهینه شود. آنها می توانند این کار را دوباره انجام دهند از جمله تنها آن دسته از کارکردهایی که نیاز به پاسخگویی به نیازهای برنامه دارند.

در حالی که RF اختصاصی دارای مزایای فراوانی است، تعدادی از عوامل را باید مورد توجه قرار داد. اولین هزینه است: برای توجیه هزینه های مهندسی مجدد (NRE) یک طراحی RF RF سفارشی و نرم افزار مربوطه، به ویژه برای دستگاه های با هزینه کم، حجم مورد انتظار باید> 100,000 باشد.

زمان طراحی به شدت همراه با هزینه طراحی شده است، به خصوص با توجه به غرور طراحی RF و کمبود مستندات تخصص RF، و همچنین زمان لازم برای توسعه سیستم عامل و نرم افزار مورد نیاز برای طراحی موفق است.

بلوتوث به طور گسترده ای تصویب شده، همیشه سازگار است
از سوی دیگر، بلوتوث است. در اصل، به عنوان یک تکنولوژی جایگزینی مستقیم نقطه به نقطه برای HID ها و سایر دستگاه هایی که کاربران را درگیر می کردند طراحی شده بود، به زودی به یک راه حل صوتی بی سیم و اتصال دستگاه به دستگاه تبدیل شد. بلوتوث به خوبی شناخته شده است و طراحان می توانند اطمینان داشته باشند که دستگاه هایشان با استفاده از دستگاه های بلوتوث دیگر بدون در نظر گرفتن منبع سخت افزاری ارتباط برقرار می کنند و با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.

دستگاه های پذیرفته شده و سازگاری وسیع به سخت افزار و نرم افزار فراگیر منجر شده اند، که با هزینه های پایین تر و زمان سریع به بازار برای طراحی نیاز به یک رابط بی سیم ساخته شده است. علاوه بر این، بلوتوث در طول سالها تکامل یافته است.

این شرکت همواره در گروه صنعتی، علمی و پزشکی (ISM) 2.4 GHz فعالیت می کند و از GFSK مدولاسیون آن از هفتاد و نه حامل 1 MHz بهره می برد و از 1 Mbit / s بهره می برد. این به عنوان پایه نرخ بلوتوث (BR) نامیده می شود. طرح تطبیقی FHSS آن را قادر می سازد تا همچنان در مواجهه با تداخل باقی بماند، حتی همانطور که IoT دستگاه های متصل به بی سیم را به ارمغان می آورد. برای رسیدن به نرخ های بالاتر داده ها، بلوتوث 2.0 + Data Enhanced Data Rate (EDR) با استفاده از π / 4-DQPSK (تغییر افقی تغییر شکل فاز چهارگانه) و مدولاسیون 8DPSK، به میزان 2 و 3 Mbits / s میرسد.

در حالی که بلوتوث توسط SIG به شدت کنترل می شود، طراحان باید از تغییراتی که در هنگام معرفی مشخصات بلوری 4.0 در 2010 ایجاد شده است، مطالعه کنند. این بلوتوث کم انرژی (BLE) را که قبلا به عنوان بلوتوث هوشمند شناخته شد معرفی کرد. BLE با بلوتوث کلاسیک سازگار نیست، بنابراین طراحان باید در اینجا مراقب باشند.

هدف اصلی BLE قدرت کم است. این کار را با حرکت از روش اتصال گری بلوتوث کلاسیک که در آن دستگاه ها همیشه متصل هستند، به یک رویه غیر مرتبط که در آن فقط زمانی که برای فواصل کوتاه نیاز به اتصال دارند، انجام می دهد. برنامه های کاربردی پوشیدنی مانند ساعتهای هوشمند و حسگر برای IoT هستند.

آخرین نسخه، بلوتوث 5، سرعت داده BLE را به 2 Mbits / s از 1 Mbit / s دو برابر می کند و دامنه اتصال 128 kbit / s توسط 4x تا 50 m را افزایش می دهد با استفاده از اصلاح خطای قوی تر (FEC) . سرعت داده بالاتر باعث می شود که بسته های بیشتری برای یک شکاف زمانی داده شده منتقل شوند، بنابراین مصرف برق کاهش می یابد زیرا دستگاه می تواند در حالت های کم قدرت یا حالت بیکاری برای دوره های طولانی باقی بماند.

محدوده طولانی، طراحان را قادر می سازد انعطاف پذیری بیشتری برای کاهش سرعت داده ها برای فاصله هر دستگاه بلوتوث، از جمله چراغ ها. چراغ ها دستگاه های BLE باتری هستند که شناسه خود را به دستگاه های تلفن همراه نزدیک پخش می کنند تا این دستگاه ها می توانند اقدامات خاصی را هنگام نزدیک شدن به چراغ نشان دهند. محبوب با تبلیغ کنندگان، آنها همچنین امکان دقیق ردیابی داخل و خارج از خانه را فعال کنید.

با این حال، SIG یکی دیگر از نیشگون گرفتن های جالب را که طراحان اختصاصی RF می تواند انجام دهد نیز انجام داد: آنها نسبت نسبت سربار به بارگیری را کاهش دادند، و نیاز به فرستادن کمتری برای ارسال مقدار معینی داده «واقعی» برای کاهش بیشتر مصرف انرژی داشتند.

آنچه که به عنوان یک تکنولوژی ساده جایگزینی کابل آغاز شد، به چیزی بسیار مفید تبدیل شده است. در نتیجه، طراحان در حال حاضر بیشتر به دنبال یک راه حل بلوتوث سریع و آسان هستند، نه از طریق هزینه و هزینه طراحی رابط کاربری RF خود.

گرفتن و اجرای بلوتوث
این تمایل برای انتخاب یک رابط بلوتوث به ضرورت تبدیل شده است، زیرا پنجره های زمان به بازار باریک است و هزینه های طراحی کاهش می یابد. خوشبختانه، برای بسیاری از طرح ها فضای کافی برای جابجایی یک ماژول بلوتوث بی نظیر وجود دارد که به تیم طراحی اجازه می دهد تا بر روی کاربرد و تفاوت آنها تمرکز کند.

پنل اختصاصی در مقابل بلوتوث شیرین نقطه
بین یک رادیوی اختصاصی سفارشی کامل و بلوتوث استاندارد، گزینه دیگری وجود دارد: یک فرستنده رادیو خارج از قفسه است که در آن طراحان می توانند پروتکل های خود را و برنامه های برنامه نویسی خود را توسعه دهند یا از نسخه های خالی از قبیل Ant، Thread، یا ZigBee با کاهش هزینه سیلیکون موجود و طیف گسترده ای از پشتیبانی نرم افزاری، این ممکن است نقطه "شیرین" برای طراحان به دنبال تمایز، برخی از جغرافیایی برای بهینه سازی، و گزینه ای برای افزایش امنیت، همه در حالی که نگه داشتن هزینه ها به حداقل و طراحی برنامه دست نخورده

نتیجه
دلایل زیادی برای انتخاب یک طرح کامل اختصاصی طراحی RF یا یک رادیو استاندارد بلوتوث وجود دارد. هر کدام محل خود را برای رسیدن به شرایط طراحی و کاربرد از لحاظ هزینه، زمان، عملکرد، اندازه، امنیت و بسیاری از عوامل دیگر جای می دهد. با این حال، برای طراحانی که می خواهند بسیاری از مزایای هزینه و صرفه جویی در وقت صرفه جویی در سیلیکون در دسترس و همچنین انعطاف پذیری برای اضافه کردن برخی از سطح تمایز اختصاصی، فروشندگان در حال حاضر نیز ارائه سیستم های جامد سخت افزاری برای تکمیل.

قبلی:مدولاسیون چیست؟ انواع مختلف تکنیک های مدولاسیون

بعد:چگونه ترانزیستور کار می کند؟

ترک یک پیام

فهرست پیام

نظرات در حال بارگذاری ...