低功耗无线产品开发工具选型指南

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开发系统选型指南成都无线龙通讯科技有限公司ZIGBEE无线低功耗通信产品ISM频段在无线低功耗通信产品中,要使用各式各样的天线。对于一个无线系统来说,能够正确的发送和接收信息是最基本的要求。天线作为无线通信中不可缺少的一部分,其基本功就能是接收和发送无线电波。发射时,把高频电流转换为电波;接收时,把电波转换为高频电流。那么这么多的电波在空气中是如何传播,我们有是如何区分哪些是我们需要的电波呢?频谱是我们区别各种电波的一个重要依据,无线通讯的频谱在RF(RadioFrequency)这一段包括了我们常见的调频收音机,各种手机,无线电话,无线卫星电视等等,由于从几十兆到几千兆的频谱上,集中了各种不同的无线应用,而且这些无线电传播都使用同一个通讯媒介——空气,所以为了保证各种无线通讯之间不相互干扰,就需要对无线频道的使用进行必要的管理。频道管理最基本的规则是无线发送器的使用需要获得许可。各国的无线管理部门也规定了某些频带不需许可就可以使用,以满足不同的需要。这些频带通常包括ISM(Industrial、ScientificandMedical工业、医疗、科学)频带。各国的无线电管理不尽相同。在美国FCC管理无线电频谱的分配。可用的免许可证的频带包括:27MHz、260MHz至470MHz、902MHz至928MHz和最常用的2.4GHz频带。其中260MHz至470MHz频带对数据传送的类型有所限制,而其它频带则没有这样的限制。ISM频道在欧洲所分配到的频率为433MHz、868MHz和2.4GHZ。中国目前可以使用的ISM频率是:433MHZ和2.4GHZ。除了ISM频带以外,在中国整个低于135kHz,在北美、南美和日本低于400kHz,也都是可以使用的免费频段。各国对无线频谱资源的管理,不仅规定了相关的ISM开放频道的频率,同时也严格规定了在这些频率上所使用的发射功率,在实际使用这些频率时,需要查阅各国无线频谱管理机构的不同的具体技术要求。中国的无线电管理要求的具体技术参数请查阅中国信息产业部发布的《微功率(短距离)无线电设备管理暂行规定》。1无线低功耗通信产品ISM频段怎样不通过电缆,摆脱物理连接上的限制,使设备互联起来呢?为了找到这个问题的答案,十多年来,人们不断探索,形成了当今令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。随着数字通信和计算机技术的发展,许多低功耗短距离无线通信的要求被提出,低功耗短距离无线通信和长距离无线通信有很多方面的区别,主要的特征如下:●无线发射功率在几微瓦到小于100微瓦;●通信距离范围在几厘米到几百米;●主要在房间内使用;●使用全向天线和线路板天线;●使用ISM频段;●高频操作;●电池供电的无线发射器和无线接收器。典型的短距离无线系统由一个无线发射器(包括数据源,调制器,RF源,RF功率放大器,天线,电源组成)和由一个无线接收器(包括数据接收电路,RF解调器,译码器,RF低噪声放大器,天线,电源)组成。随着无线的发展,网络化、标准化要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技术标准纷纷被制订出来。以下我们来看看目前比较热门的几种无线网络技术标准。无线网络是利用无线电射频(RadioFrequency,RF)或红外线(Infrared,IR)等无线传输媒体与技术构成的通信网络系统。由于取消了有线介质(双绞线、同轴电缆、光纤等),使得网络用户真正达到信息随身化、便利走天下的理想境界。目前有多种低功耗短距离无线网络技术正在成为业界谈论的焦点,它们分别是ZigBee、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙(Bluetooth)、超宽频(UltraWideBand)和其它非标准低功耗无线技术。近年来,数字家庭、无线通讯、无线控制、无线定位、无线组网和移动连接等词语频频映入我们的眼帘,灌入我们的耳朵。正是由于IT产业的高速发展、网络的普及、家电的智能化以及单片机强有力的功能拓展,才使得它们逐渐来到我们身边,进入我们的生活。有增无减的相关信息报道足以预测这些新玩艺儿必将具有强大生命力和广阔前景,眼前的事实是,随着一声声“真实用,太方便了”的赞叹,它们更受到人们的极大关注。无线通信技术在医疗领域的应用情况,跟踪治疗、移动观察、远程医疗、患者数据管理、药物跟踪、手机求救、病人数据收集、医疗垃圾跟踪和短信沟通等多方面的新应用。最近几年,无线通信技术在国内外医疗市场得到了广泛的应用,无线医疗设备应用迅猛增长。一位报告指出,欧洲的无线医疗设备销售额将从2003年的9800万增加到2008年的4.458亿美元,主要原因是医护人员希望改善工作流程、增加生产力和改善病人的满意度,还有增加新的应用如电子病历、临床疗法决定等。城市停车诱导系统随着经济的持续发展和产业调整,大批人口将向城市转移,城市人口将不断增加,同时,经济活动日趋频繁,商业活动将更加活跃,车的数量和使用频率也将大大增加,对中心城市的交通带来沉重的压力,交通停车难日益成为制约我国大中城市经济发展的“瓶颈”。修建新的停车场和交通设施,能部分解决问题,但费用高昂且建设周期长,还受土地使用及城市规划的诸多方面因素的制约。只有在进行硬件设施建设的时候,充分利用现代科学技术,借助国外交通发展过程中的经验,引入城市停车诱导系统成,从而以软、硬结合的方式,在节省巨大建设费用的同时,更改善停车难的状况。“索诺马溪谷,气温急剧上升。但这家位于吉克庄园的葡萄酒商正在通过每棵葡萄树上的小型无线ZigBee传感器密切地监控自己的田地。这些一枚硬币大小的机器可以跟踪土壤的温度和营养成分等数据。它们利用卫星无线发射机相互连接。”当解释ZigBee无线技术是怎样改变我们生活的时候,《商业周刊》如是描述。然而事实或许更加美妙。尽管21世纪的人们并没有实现科幻小说中的某些预言。然而更为奇妙的场景很快便会成为现实:只需一台电脑,一切尽在掌控之中。你可以一边从个人PC中调控欣赏在平面电视上播放的影片,一边控制烤箱的温度,等待享受美味的下午茶,同时密切地监控与了解一切需要关注的信息:工作室里机器的运行,实验室里研究的进度,家中饮用水的成分和空气中或许可能出现有毒物质的示警,酒窖里不同位置的温度与湿度,私家公路的灯光调控,各类仪表的数据变更……不会再有过火而败味的美食,更不会有《小鬼当家》中入室的匪徒,火灾和毒气泄漏都将最大程度地被防止,博物馆的馆长则不再担惊受怕地忧虑古董名画的命运。如同计算机从单任务到多任务的跨越一般,人类将从事事亲历亲为却免不了顾此失彼的尴尬中解脱出来,同时兼顾生活与工作的方方面面,一切将变得从容而妥当。最为诱人的是,这样的效率不需要被烦冗杂乱的设备线路所缠绕,无线传感ZigBee将工作与生活的广阔空间浓缩于双手可以掌控的距离。尽管在无线网络方面,同时存在着其他几种无线网络技术,比如802.11b,Bluetooth,UWB,RFID,IrDA,可视光通信等等,但是ZigBee技术仍然以其独有的特性,在众多的无线网络技术中熠熠闪光。ZigBee技术主要应用在短距离无线网络通信方面。不远的将来,在很多领域里都可以看到ZigBee的身影。尽管智能家庭的概念已经提出很多年了,但是由于相应的通信技术及应用方面的发展速度缓慢,智能家庭一直没有走向实用化。随着ZigBee技术的出现,使得智能家庭可能在未来的2到3年内走入人们的生活中。通过建立完备的ZigBee网络,智能建筑可以感知随处可能发生的火灾隐患,及早提供相关信息;根据人员分布情况自动控制中央空调,实现能源的节约;及时掌握酒店客房内客人的出入信息,以便在突发事件时及时准确地发出通知。无线低功耗通信应用无线低功耗通信应用4无线低功耗通信模块选择全频段(315M/433M/868M/915M/2.4G)无线低功耗模块选择。无线低功耗模块包括无线单片机,LED灯,外接天线接口,PCB天线,双排20针仿真接口(扩展I/O)等。5无线低功耗通信开发工具选择今天的世界,已经是无线的世界,未来的世界,更是无线的天下。无线应用已成为国内外嵌入式应用热点,从方便灵活的“无线工业控制”到方便舒适的“无线数字家庭”;从方便千家万户的便民项目“无线抄表免入户”到彻底改变商品标签“RFID”;从生命保护线的“无线矿井定位”到方便快捷的“集装箱定位系统”。千千万万无线项目、无线产品,如雨后春笋一样不断涌现,预报一个无线应用百花齐放的春天正在向我们走来。无线通讯技术的发展日新月异,各种新的无线通讯技术层出不穷,从WI-FI,到蓝牙,再到今天短距离通讯的热点ZigBee/无线定位,无线传感器网络,令电子工程师们应接不暇,如果电子工程师有机会通过很少量的投资,迅速建立自己的无线网络开发平台,通过自己动手实践,掌握开发无线网络的技术经验和核心技术,在今天这个无线的时代应该是非常重要的事情。如何选择嵌入式无线开发工具和平台1.了解市场以及技术发展状况由于低功耗无线技术是目前嵌入式应用的大热门。所以目前全世界很多公司陆续投入这个市场,市场上各种低功耗无线的开发工具五花八门,争奇斗艳,但俗话说“外行看热闹,内行看门道”。以大家的眼光看,每个方案的提供商,无不追求一个“利”字,芯片公司为了推销自己的微处理器,推销给用户不同的微处理器(MCU),不同公司的硬件平台,不同的编译调试系统。这对应初次进入无线领域的工程师而言,既要面对复杂的无线通讯协议,超高频的硬件环境,再加上完全陌生的指令系统,硬件平台。2.根据你的应用需要,选择合适的开发工具如果你的应用主要要求是成本的考虑,而且应用比较简单,如:设计一个简单的遥控器产品,包括遥控一个窗帘,灯的开关,简单的点对点数据传输,遥控门铃,无线电子显示牌,无线键盘,无线鼠标,无线游戏手柄等,高频系统工作在300MHZ-2.4GHZ的高频频段,你可以选择采用比较成熟和价格低廉的NRF9E5/NRF24E1/CC1010/CC1110/CC2510无线单片机芯片和价格较低C51RF-2或C51RF-PS系列仿真器和开发工具(包括该开放工具配套的全部无线通讯培训教材);如果你采用MCU+RF的技术方案,你可以采用CC1100/CC2500/NRF2401/NRF905等无线芯片和无线龙C51RF-S3000(8051处理器+RF芯片)开发平台。如果你的应用比较复杂,有较多的节点共同工作,需要有比较复杂的网络拓扑进行连接,如超级星状网络,树(串)状网络,网状网络等,或者需要兼容802.15.4国际短距离无线通讯标准,应用系统包括:井下人员安全系统,高精度实时定位系统,大容量无线传感器网络,数字家庭系统,集装箱跟踪系统,RFID系统,符合802.15.4标准的无线网络家电产品,无线安全系统等等,工作在高于2.4GHZ的高频频段,你可以选择C51RF-3的ZigBee/802.15.4系列仿真器和开发工具和开发平台。如果你的应用是要求非常小的体积,比较简单的网络拓扑,非常快的发时间,无线节点数量比较上,一般小于6个。应用包括:无线手表,无线运动器材,医学微型传感器,你可以采用NRF24AP1/NRF24L01等无线网络芯片和无线龙S3000(8051处理器+RF芯片)开发平台(无线龙最新增加了对这两种无线网络芯片的支持)。3.根据自己的知识水平和对无线技术熟悉的程度,选择开发平台对较少接触高频设计的电子工程师而言,要快速完成一个无线通讯系统开发/设计是一件具有挑战性的工作,要对应这个挑战,需要有一个逐渐学习过程和有一定的实验设备和测试环境;如果你是第一次接触嵌入式无线通讯技术,你可以选择从低价格的C51

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