無線通信是指利用電磁波信號可以在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信技術。近些年來,從便捷的手機通信到智能互聯的家居系統,再到“萬物互聯”的物聯網時代,無線通信技術都以其無處不在的身影,展現出了強大的生命力和無限的可能性。
其中,Sub-GHz是一種工作在1GHz以下頻段的無線通信技術,由于其頻率較低、波長較長,因此Sub-GHz與工作在2.4GHz頻段中的Wi-Fi和藍牙等無線通信技術相比,可實現更低的運行功耗、更遠的傳輸距離和更為穩定的通信質量,更適合應用在智能抄表、工業自動化與街道照明等低功耗廣域物聯網的組網場景之中。
Sub-GHz無線組網方案有何優勢?
此前,由于Sub-GHz組網方案所采用的通信模式多被局限于點對點通訊的框架內,雖然通信便利但功能相對單一,難以滿足多個物聯網設備之間的“互聯”需求。同時,LoRaWAN、Wi-SUN等協議雖然提供了強大的組網能力,但協議本身具備較高的復雜度且需要一定的設施成本,限制了其普及的程度。
因此,市面上迫切地需要一種既能滿足基本組網通信需求,又具備易于部署、易于維護和輕量化特性的Sub-GHz組網方案,而華普微作為中國本土發展了二十年的Sub-GHz無線射頻芯片原廠,則可完美解決這一市場需求。
以其Sub-GHz無線組網演示方案為例,該方案支持的網絡結構為星形拓撲和擴展星形拓撲,不僅具備傳輸距離遠的特性,還可輕松構建由成百上千個終端節點所組成的低功耗廣域物聯網。
Sub-GHz無線組網演示方案及其網絡拓撲
如上圖所示,在華普微Sub-GHz無線組網演示方案中,共包括一個中心節點和九個終端節點(需要增加傳輸距離時可酌情增加中繼節點)。在開機時,首先需要通過中心節點輸入AT指令(AT+FORMNET=,)創建網絡,隨后設置允許終端節點在規定時間內加入網絡的AT指令(AT+PJOIN=)。
各個終端節點可通過輸入AT指令(AT+JOINED=,或AT+JOINSLP=,)與中心節點進行組網,無需編程、上手即用。此外,已與中心節點組網成功的終端節點會自動儲存連接信息,在下一次開機時會自動與中心節點進行組網,方便快捷。
Sub-GHz無線組網演示方案
終端節點在接入網絡時,可以根據實際需求輸入對應的AT指令(AT+JOINED=,或AT+JOINSLP=,)被配置為“工作”模式或“休眠”模式。
“工作”模式下,終端節點將持續保持活躍狀態,與控制中心進行實時的雙向通信,適用于煙霧報警器、氣象監測站及其他需要持續監控的組網場景。如終端節點需要退網,輸入AT指令(AT+LEAVE)即可,同時終端節點將會消除與中心節點之間儲存的連接信息。
例如:在樓宇自動化領域 ,由于樓高墻多,Sub-GHz無線組網演示方案可完美發揮自身遠距離傳輸與穿墻能力強等優勢,為各個樓層的煙霧報警器(終端節點)與控制中心進行實時雙向通信提供堅實的保障,為樓宇安全保駕護航。
“休眠”模式下,終端節點會按照設定好的上報時間,根據自身所擁有的感知功能定期向控制中心傳輸溫度、氣壓與距離等數據信息,且終端節點只有向控制中心進行傳輸時才會被短暫喚醒,其余時間則保持著休眠狀態,可極大地提升終端節點的電池壽命。
例如:在大范圍的智能抄表領域中 ,通過采用Sub-GHz無線組網方案,可為各個家庭戶下水表/電表/燃氣表(終端節點)設定合適的上報時間,將用水/用電/用氣的數據信息定時傳輸至控制中心,可極大地簡化電力公司的人力抄表成本、提高能源利用效率。
此外,終端節點與中心節點在組網成功后,除自行上傳數據外,亦可手動上傳,只需輸入AT指令(AT+SEND=,)即可。
產品推薦:高性能Sub-GHz射頻收發模塊RFM23A020
RFM23A020是一款高性能、高集成度、高性價比與支持遠距離通信的無線射頻收發模塊,支持1.8V到3.8V寬電壓輸入,并提供多個通用IO,可進行自由度極高的多方位開發。此外,RFM23A020還擁有著高達20dBm的發射功率,極大地提升了應用的鏈路性能。
RFM23A020典型應用電路
RFM23A020產品特性
- 超強的抗干擾能力,適合復雜干擾環境的情景使用
- 工作頻率:868MHz,915MHz
- 調制方式:OOK,(G)FSK,(G)MSK,OQPSK
- 電壓范圍:1.8V 至 3.8V
- 接收靈敏度:-118dBm @868MHz、2.4kbps、GFSK
- 發射電流:77mA @20dBm, 868MHz, 73mA @20dBm, 915MHz
- 接收電流:5mA
- 靜態電流:1.2uA
值得一提的是,RFM23A020采用了DSSS技術,具備著超強的抗干擾能力,尤其適合在復雜干擾環境的情景使用,是智能家居、安防、照明、樓宇自動化和計量等Sub-GHz“物聯網”應用的理想解決方案。
展望未來,隨著物聯網應用的不斷普及和深化,我們相信,Sub-GHz無線通信技術必將在更多領域發揮重要作用,為我們的生活帶來更加便捷、智能和綠色的體驗。
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審核編輯 黃宇
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