作者：安森美半導(dǎo)體無線互聯(lián)方案經(jīng)理Brian Buchanan

幾乎無盡的市場和應(yīng)用可通過物聯(lián)網(wǎng)(IoT)享有改進的生產(chǎn)力、控制和效率。許多提供互聯(lián)技術(shù)的產(chǎn)品和系統(tǒng)在可能受益于IoT之前還沒有使用。

感知、處理、驅(qū)動和互聯(lián)是IoT設(shè)計的塊，模塊化、即插即用的方案，可加快和簡化新的設(shè)計用于應(yīng)用中。如果模塊化方案包含定制的開發(fā)工具，并經(jīng)過國際監(jiān)管標準和協(xié)議要求的預(yù)認證，這一點尤其重要。關(guān)于IoT互聯(lián)有很多不同的協(xié)議。SigFox™內(nèi)置基礎(chǔ)設(shè)施和遠程互聯(lián)，是最有用的協(xié)議之一。

IoT應(yīng)用挑戰(zhàn)

IoT互聯(lián)正在給消費者和商業(yè)用戶帶來積極的變化。例如，在家庭中，遠程門鈴支持用戶從地球上的任何地方“回家”，只要他們可以訪問互聯(lián)網(wǎng)。在業(yè)務(wù)中，可以遠程監(jiān)控工廠流程，從而提供提高運營效率的數(shù)據(jù)。借助精密的數(shù)據(jù)分析、實時監(jiān)控和預(yù)測性維護，IoT的益處正在成為現(xiàn)實。然而，使IoT設(shè)備如此有用和便攜的許多屬性也會帶來挑戰(zhàn)，設(shè)計人員必須克服。

一個IoT節(jié)點需要包含很多功能。通常，這包括用于管理系統(tǒng)和處理數(shù)據(jù)的微控制器(MCU)、各種類型的傳感器和密碼技術(shù)，以確保敏感數(shù)據(jù)被安全地存儲和傳輸。此外，還需要一種電源，通常是一種電池，以支持越來越多的設(shè)備不依賴于電源供電。

尺寸限制以及可從電池獲得的有限能量意味著設(shè)計人員在選擇和實施小型、超低功耗器件和開發(fā)精密的電源管理算法方面有許多問題要克服，以確保寶貴的能量不被浪費。

聯(lián)接IoT設(shè)備的挑戰(zhàn)

IoT設(shè)備的另一個挑戰(zhàn)是提供通信接口，把節(jié)點聯(lián)接到IoT。設(shè)計人員必須從大的可用范圍中選擇最合適的協(xié)議。有些協(xié)議是專有的，適用于非常特定的應(yīng)用，而另一些協(xié)議，如藍牙和Wi-Fi被廣泛實施，但只適用于短距離應(yīng)用。

Sigfox是一種蜂窩式系統(tǒng)，為遠程聯(lián)接的設(shè)備特別是IoT節(jié)點提供低功耗、遠距離、低數(shù)據(jù)速率和低成本的通信。針對簡單的M2M通信，Sigfox網(wǎng)絡(luò)支持遠距離的簡單聯(lián)接，遠大于低功耗發(fā)射機單獨可達到的距離。該網(wǎng)絡(luò)采用超窄帶(UNB)技術(shù)，支持低發(fā)射功率，同時保持可靠的聯(lián)接。

Sigfox幾乎適用于任何IoT應(yīng)用，沒有什么限制，只要應(yīng)用發(fā)送不超過每天140條12字節(jié)的消息，并且可以接受每秒100位的無線吞吐量，它提供可靠、低功耗、低成本的方案。但與藍牙等無處不在的通信協(xié)議不同，與Sigfox有關(guān)的知識被認為是相對“小眾”的。

模塊化的Sigfox方案消除技術(shù)設(shè)計障礙

安森美半導(dǎo)體最近推出了可編程的Sigfox射頻(RF)收發(fā)器系統(tǒng)級封裝(SiP)，集成先進的RF系統(tǒng)單芯片(SoC)及所有必要的外部器件(包括1個TCXO)，從而有可能簡化和縮短設(shè)計及認證流程。

AX-SIP-SFEU SiP提供簡單的、設(shè)備到云的Sigfox互聯(lián)，包括使用Sigfox LPWAN通信的遠程IoT應(yīng)用的上行和下行鏈路。該SiP在單個封裝中集成一個Sigfox無線電IC、分立的RF匹配器件、所需的所有無源器件及固件。由于該方案已通過CE預(yù)認證，并經(jīng)Sigfox驗證，確保為設(shè)計人員提供高質(zhì)量、集成的完整方案。

該微型7 mm x 9 mm x 1mm統(tǒng)一涂層保護膜封裝確保AX-SIP-SFEU可部署在空間受限、遠程IoT應(yīng)用（如可穿戴、資產(chǎn)跟蹤標簽或任何需要小型Sigfox方案的應(yīng)用）中。

與功耗相關(guān)的問題也可以通過使用AX-SIP-SFEU來顯著減少，因為它的設(shè)計結(jié)合待機、睡眠和深度睡眠模式以省電。在這些模式中，分別只需0.55毫安(mA)、1.2微安(mA)和180納安(nA)的電流，使得該器件可由紐扣電池(CR2032)供電。或者，可以使用能量采集技術(shù)，完全無需電池。

任何無線電設(shè)計最艱巨的一方面是獲得批準。AX-SIP-SFEU SiP經(jīng)Sigfox認證用于RC1區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，這意味著它符合標準的RF和協(xié)議規(guī)范，確保了互操作性。此外，它還獲CE認證用于歐洲經(jīng)濟區(qū)。