Desmitificando el sistema en chip sub-GHz con una distancia de transmisión inalámbrica de más de 1 milla
Sub-GHz se refiere a frecuencias por debajo de 1 GHz, generalmente de 27 MHz a 960 MHz, y se considera una opción ideal para comunicaciones de larga distancia y baja potencia. En comparación con la comunicación inalámbrica de 2,4 GHz, Sub-GHz tiene ventajas obvias, que incluyen un rango de transmisión más largo, un espectro más silencioso para una baja interferencia y un bajo consumo de energía, y mejores capacidades de penetración en la pared. Estas ventajas hacen que Sub-GHz tenga una amplia gama de escenarios de aplicación en los campos de la electrónica de consumo, automotriz, industrial y médica.
Recientemente, Silicon Labs anunció el lanzamiento de un nuevo sistema en chip (SoC) Sub-GHz, que es la primera solución inalámbrica Sub-GHz del mundo con radiofrecuencia de larga distancia y funciones de ahorro de energía y ha pasado la certificación de seguridad ArmPSA Nivel 3. , Puede satisfacer la demanda mundial de productos de Internet de las cosas (IoT) de alto rendimiento que funcionan con baterías.
Todos sabemos que la comunicación inalámbrica de 2,4 GHz es de código abierto para su uso, y es una banda de frecuencia inalámbrica abierta y universal en todo el mundo. Varios productos inalámbricos pueden utilizar esta banda de frecuencia. Con el aumento gradual en el número de aplicaciones, comienzan los problemas de interferencia aparecer, como WiFi en oficinas u hogares. Todo tipo de dispositivos inalámbricos Bluetooth, incluso hornos microondas en la cocina ...
La introducción de Sub-GHz resolvió primero este problema. Entre ellos, 433MHz puede convertirse en un sustituto de 2.4GHz en el mercado global excepto Japón, y 868MHz y 915MHz se pueden aplicar mejor a los mercados de Estados Unidos y Europa. En general, Sub-GHz tiene muchas bandas de frecuencia disponibles que no requieren o requieren autorización, y los fabricantes pueden optimizarlas según las necesidades del mercado.
Las soluciones inalámbricas sub-GHz de Silicon Labs incluyen EFR32FG23 (FG23) y EFR32ZG23 (ZG23), que amplían la galardonada plataforma de soluciones inalámbricas de segunda generación de Silicon Labs para admitir múltiples esquemas de modulación y tecnologías inalámbricas avanzadas, incluidas Amazon Sidewalk, mioty, wireless M-Bus, Z-Wave y las redes de IoT patentadas brindan a los desarrolladores opciones de conexión de sub-GHz multiprotocolo flexibles.
Tomando el FG23 como ejemplo, tiene un bajo consumo de energía y un rendimiento de receptor de alto rendimiento a 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz y 920 MHz.
Características de bajo consumo de energía de FG23:
Corriente RX de -4,2 mA a 920 MHz (400 kbps 4-FSK);
-3,8 mA corriente RX a 915 MHz (4,8 kbps O-QPSK);
-5,1 mA corriente RX a 915 MHz (2 Mbps GFSK);
-3,7 mA corriente RX a 868 MHz (2,4 kbps GFSK);
-3,7 mA corriente RX a 868 MHz (38,4 kbps FSK);
Corriente RX de -4,0 mA a 433 MHz (100 kbps 2GFSK).
Alto rendimiento del receptor FG23:
-98,6 dBm de sensibilidad a 400 kbps 920 MHz 4-GFSK;
-125,8 dBm de sensibilidad a 4,8 kbps 915 MHz O-QPSK;
-96,9 dBm de sensibilidad a 2 Mbps 915 MHz GFSK;
-125,3 dBm de sensibilidad a 2,4 kbps 868 MHz GFSK;
-111,8 dBm de sensibilidad a 38,4 kbps 868 MHz FSK;
-110,7 dBm de sensibilidad a 100 kbps 433 MHz 2GFSK.
Según Silicon Labs, el excelente rendimiento del receptor de la solución SoC inalámbrica FG23 se beneficia de su función de diversidad de antena flexible, que puede lograr un presupuesto de enlace inalámbrico de primera clase. Al mismo tiempo, las funciones inalámbricas avanzadas combinadas con la corriente de modo activo bajo (26 µA / MHz) y la corriente de modo de suspensión (1,2 µA) de FG23 lo hacen adecuado para nodos de red que funcionan con baterías, nodos de sensores inalámbricos y dispositivos de difícil acceso para exteriores. .Una solución ideal para conexión y otros campos.
Matt Johnson, presidente de Silicon Labs, dijo: "Los nuevos desarrollos logrados por nuestra plataforma SoC inalámbrica de segunda generación satisfarán la creciente demanda de conexiones inalámbricas de larga distancia altamente integradas, de modo que las ciudades, industrias y hogares puedan ser más eficientes y Más accesible. Operación continua. La nueva solución segura de sub-GHz de potencia ultrabaja de Silicon Labs extiende la distancia de comunicación inalámbrica a más de 1 milla, proporcionando así un espacio más amplio para los desarrolladores que necesitan tecnología inalámbrica escalable y de alto rendimiento. ellos para promover cambios en el Internet de las cosas ".
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Matt Johnson, presidente de Silicon Labs
La capacidad de lograr una distancia de transmisión de más de 1 milla se debe principalmente a las características de propagación superiores de la comunicación inalámbrica sub-GHz. En las pruebas relacionadas, para lograr la misma distancia de transmisión, la comunicación inalámbrica de 2,4 GHz consume más de 8,5 dB más que la -Comunicación inalámbrica GHz. Potencia adicional.
Otra solución, ZG23, logra características inalámbricas Z-Wave más potentes al agregar la función Secure Vault ™. Al mismo tiempo, puede proporcionar el mismo rendimiento de potencia y RF líder en la industria que FG23. ZG23 es compatible con el protocolo remoto Z-Wave (Long Range) y la red de malla. Es el primer SoC optimizado para dispositivos terminales y puertas de enlace. También puede admitir todos los protocolos compatibles con FG23. Las soluciones inalámbricas ZG23 están orientadas principalmente a mercados como hogares inteligentes, hoteles y unidades de viviendas múltiples (MDU). También se lanzará el módulo ultracompacto de sistema en paquete (SiP) ZGM230S basado en ZG23, que solo es compatible con Z-Wave, que puede simplificar el desarrollo y acelerar el lanzamiento del producto.
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Al mismo tiempo, Silicon Labs también lanzó un kit de desarrollo de software integrado (Unify SDK). Unify SDK puede proporcionar funciones de conversión específicas de protocolo listas para usar para Z-Wave y Zigbee (disponibles a partir de ahora), y planea implementar soporte para Bluetooth, Thread, OpenSync y Matter, simplificando así en gran medida la interoperabilidad de las redes inalámbricas de IoT y las empresas de apoyo. para expandir hogares, ciudades, edificios y ecosistemas industriales inteligentes.
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"Unify SDK de Silicon Labs ha dado un importante paso adelante para que la industria se acerque a un mundo en el que todos los dispositivos inalámbricos de IoT pueden trabajar juntos fácilmente en múltiples industrias y en el hogar", dijo Matt Johnson, presidente de Silicon Labs. "Con la poderosa función de 'diseñar una vez, todo el soporte', Unify SDK puede simplificar el proceso de actualización, acelerando así el lanzamiento del producto, simplificando el mantenimiento y asegurando que la inversión no sea obsoleta. Esta es la primera vez que los proveedores de IoT solo necesitan desarrollar y mantener un solo código de software La biblioteca puede admitir varios dispositivos de IoT, incluidas puertas de enlace, y puede agregar fácilmente compatibilidad con protocolos inalámbricos cuando sea necesario ".
¿Cómo consigue Unify SDK este excelente rendimiento? Silicon Labs dio la respuesta en la introducción de su sitio web oficial. A través de puntos de integración claramente definidos, ayude a acortar el tiempo para el lanzamiento del producto, el mantenimiento continuo y el desarrollo personalizado; a través de la omnipresente opción MQTT en el marco, realice la ruta natural compatible de integración de servicios en la nube y el ecosistema, al tiempo que admite múltiples nubes y reduce las reglas locales. Complejidad del motor; a través de una arquitectura abierta modular y escalable, se logra portabilidad y escalabilidad, se admiten productos multiprotocolo y los clientes pueden integrar nuevos dispositivos terminales de diferentes protocolos; a través de una hoja de ruta de protocolos inalámbricos completamente funcional, los clientes pueden reducir sus e inversiones complementarias y permiten la evolución de un solo protocolo a múltiples protocolos, aumentando así las aplicaciones del mercado objetivo; a través de un modelo de datos bien definido, la complejidad del modelo de datos se elimina del ciclo de desarrollo.
Actualmente, el SoC EFR32FG23 en paquetes QFN40 de 5 mm x 5 mm y QFN48 de 6 mm x 6 mm se lanzó oficialmente en la Conferencia de desarrolladores Works With Internet of Things de 2021 celebrada por Silicon Labs, y estará disponible a partir del 14 de septiembre de 2021. El kit de desarrollo FG23 también está disponible ahora, con precios minoristas a partir de $ 39,99. Los módulos EFR32ZG23 SoC, ZGM230S y los kits de soporte estarán disponibles en el cuarto trimestre de 2021.
Si está interesado en el FG23 que se ha suministrado, también puede prestar atención a la siguiente solución. Silicon Labs y la plataforma global de desarrollo de IoT Tuya Smart anunciaron recientemente que han cooperado para proporcionar una solución completa de Sub-GHz para lograr un bajo consumo de energía, alta seguridad y transmisión a larga distancia. La solución integra el sistema en chip EFR32FG (Flex Gecko) Sub-GHz de Silicon Labs en el módulo SS3L de Tuya Smart, que se puede utilizar para aplicaciones en interiores y exteriores en escenarios como hogares inteligentes, edificios inteligentes, control inalámbrico industrial, hoteles inteligentes. y comunidades inteligentes.Las aplicaciones de IoT proporcionan funciones poderosas.
