Anonim

Koska nämä standardit on suunniteltu toimimaan 2, 4 GHz: n taajuuskaistalla, joka on ainoa taajuusalue, jolla ei ole lisensointia kaikilla tärkeimmillä maailmanmarkkinoilla, onnistuneita malleja voidaan myös markkinoida maailmanlaajuisesti ilman merkittävää uudelleensuunnittelua.

Standardoidun radioalustan käsite lupaa yksinkertaistaa suunnitteluhaasteita digitaalisuunnittelijoille, jotka eivät tunne radiotaajuussuunnittelun monimutkaisuutta. Menestyvää ZigBee- tai Bluetooth-suunnittelua ei kuitenkaan voida saavuttaa ostamalla vain hyllystä siru, kytkemällä antenni ja käynnistämällä sovellusohjelmisto. Useita haasteita, kuten laitteistointegraatio ja korttien asettelu, samoin kuin laiteohjelmistojen kehittäminen ja integrointi, ei voida täysin hoitaa sirutason suunnittelulla.

Piiradiorajoitukset
Esimerkiksi sirupohjainen lähestymistapa esittää laitteistojen suunnittelun haasteita, jotka voivat olla kovia digitaalisuunnittelijoille ilman erikoistunutta radiotaajuutta. Siruyritykset ovat panostaneet radiotaajuussuunnittelijoiden taitoihin ja ovat todellakin ratkaisseet suuren osan haasteista, mukaan lukien osa asettelua ja sovittamista koskevista kysymyksistä. Mutta kentällä, jossa vain 0, 25 mm: n piirilevyseuranta voi tehdä eron vahvan suorituskyvyn ja häiriöiden epäonnistumisen välillä, ei ole mahdollista toteuttaa kaikkia suunnittelun haasteita siististi piitasolla. Ilman erikoistuneita radiotaajuuslaitteiden suunnittelutaitoja insinöörit kestävät pitkän taistelun ratkaistakseen piileviä piirisuunnittelu- ja asetteluhaasteita, aiheuttaen riskin puuttua kriittisistä markkina-ikkunoista tai jopa toimittamatta toimivaa tuotetta.

n

Näiden kysymysten lisäksi omaa levymuotoa tuottavien insinöörien on myös vastattava tuotteen hyväksynnästä FCC: n tai EU: n (CE-merkintä) vaatimusten mukaisesti.

Sitten on kysymyksiä ohjelmistojen ja laiteohjelmistojen integroinnista. Vaikka valmistajien sovellusohjeet ja referenssisuunnitelmat vastaavat moniin kysymyksiin, langaton suunnittelu on yleensä erittäin toteutuskohtainen. Tämä pätee erityisen hyvin laitteistojen suunnitteluun, mutta hyllyratkaisut eivät myöskään usein pysty sisällyttämään ohjelmistojen tai laiteohjelmistojen avainkysymyksiä. Suunnittelijan on ensin tunnistettava puuttuvat elementit ja joko joko suunniteltava nämä sisäisesti tai löydettävä sopiva lähde. Nämä kysymykset on ratkaistava, ennen kuin projekti voi siirtyä toteuttamishaasteisiin.

Tärkeimpiä näkökohtia, joista usein puuttuu, ovat profiilit ja protokollat. Esimerkiksi ZigBee-suunnittelussa, kun profiili luodaan sisäisesti, se on sitten rekisteröitävä ZigBee Allianssiin, ennen kuin lopputuotteelle voidaan myöntää ZigBee-hyväksyntä. Nämä yleiskustannukset voitiin välttää toteuttamalla ylemmät kerrokset itsenäisesti ja ajamalla ne yleisten IEEE802.15.4-yhteensopivien MAC- ja PHY-kerrosten päälle, jotka tukevat ZigBee-protokollaa ja vastaavia protokollia.

Tämä vaatii kuitenkin ylimääräistä kehitystyötä erityisesti ratkaisemaan joitain langattoman verkon suunnittelun laajemmista näkökohdista, joita tyypillisesti käsitellään profiilitasolla. Niihin sisältyy vaatimuksia, kuten sopivan virransäästöstrategian luominen, mikä on erittäin tärkeää useimmissa matalan tiedonsiirtonopeuden verkkosovelluksissa.

Yksi tapa ratkaista nämä haasteet on saada asiantuntijaurakoitsija mukaan. Tämä lähestymistapa on yleinen, ja vaikka siruvalmistajat ovat käyttäneet viimeisen vuosikymmenen ajan vakuuttamalla insinöörejä, että radiotaajuussuunnittelu on helppoa, urakoitsijat, joilla on erikoistuneita radiotaajuussuunnittelutaitoja, ovat käyttäneet tuolloin vianmääritykseen välttämättömän massan hankkeita, jotka ovat pysähtyneet.

Langattomat moduulit
Yksi lähestymistapa on käyttää ennalta hyväksyttyä langatonta moduulia sovelluksen pultin edessä. Tämä tuo etuna RF-laitteistojen suunnittelun haasteiden ennakkoratkaisun esittäminen, esittämällä suoraviivainen digitaalisen integraation tehtävä, jonka useimmat insinöörit ovat päteviä suorittamaan.

Esimerkki on FlexiPanel Pixie -moduuli, joka yhdistää esivalmistetun IEEE 802.15.4 -lähetin-vastaanottimen 8-bittisellä mikro-ohjaimella, joka on integroitu ZigBee-pinoon. Sellaisena moduuli tarjoaa FCC / CE-yhteensopivan PHY / MAC-kerroksen. Se on helppo yhdistää FlexiPanel MailBox -protokollaan. MailBox on ilmainen yksityinen ZigBee-profiili, joka tukee yleistä viestintää ZigBee-verkon kautta. MailBox yksinkertaistaa sovelluskehitystä, kun mikään olemassa oleva julkinen profiili ei sovellu. Se poistaa myös tarpeen kehittää ja rekisteröidä profiileja ZigBee Alliancen kanssa.

Esimerkiksi teollisuus- tai ympäristöanturiverkossa tämä yhdistelmä tarjoaa nopean ja helpon tavan toteuttaa ZigBee-reititin jokaiseen anturiin, jotta suuret ja joustavat verkot kattavat laajan alueen. MailBox-profiili toteuttaa myös hienostuneita virranhallintaominaisuuksia, kuten koko verkon laajuinen lepotoiminto, lisääen etuna myymälähyllyn profiilin käyttöön. Omia profiileja kehittävien insinöörien on pohdittava, kuinka nämä tyyppiset toiminnot toteutetaan itsenäisesti.

Modulaariset lähestymistavat Bluetooth-malleihin ovat yhtä arvokkaita. Esimerkkejä ovat tiedonkeruu- ja etäohjaus (DARC-I ja DARC-II) -moduulit, joita voidaan ohjata Bluetooth-yhteydellä etälaitteella, joka käyttää asiakasohjelmistoa. Sisäinen palvelin mahdollistaa käyttöliittymien luomisen etälaitteille ilman etälaitteen kehittämistä.

Nämä ovat itsenäisiä, Bluetooth-sertifioituja 28-nastaisia ​​kaksirivisiä moduuleja yli 10 metrin ja 100 metrin etäisyydelle, joissa on integroitu mikrokontrollerijärjestelmä, joka sisältää sisäänrakennetun salaman, RAM: n ja EEPROM: n, sekä analogiatulot, erilliset ja ohjelmoitavat digitaaliset I / O: t, ja PWM-lähdöt.

Verrattuna Bluetooth-radiopiiriratkaisuun, Bluetooth-laitteistoyksiköiden, kuten DARC-moduulien, saatavuus sekä sopiva laiteohjelmisto tarjoavat mahdollisuuden todella avaimet käteen -suunnitteluun.

Moduulit nopeuttavat langatonta suunnittelua
Missä määrin langattoman järjestelmän suunnittelu voidaan standardoida piissä, on rajoitettu. Ratkaisun toteuttaminen on erityisen monimutkaista, kun taustalla olevan langattoman tietoliikenneyhteyden lisäksi on kysyntää kehittyneille verkkoyhteysominaisuuksille. Monimutkaisia ​​langattomia tuotekehityksiä aloittavien insinöörien on pidettävä mielessä, että ZigBee- tai Bluetooth-radiopiiri ei ole avaimet käteen -ratkaisu, ja todennäköisesti se vaatii radiotaajuussuunnittelutaitoja, protokollan ja profiilin kehittämistä sekä tuotetyypin hyväksyntää.