Démystifier le système sur puce sub-GHz avec une distance de transmission sans fil de plus de 1 mile
Sub-GHz fait référence aux fréquences inférieures à 1 GHz, généralement de 27 MHz à 960 MHz, et est considérée comme un choix idéal pour les communications longue distance et à faible puissance. Par rapport à la communication sans fil 2,4 GHz, le Sub-GHz présente des avantages évidents, notamment une plage de transmission plus longue, un spectre plus silencieux pour de faibles interférences et une faible consommation d'énergie, et de meilleures capacités de pénétration dans les murs. Ces avantages font du Sub-GHz un large éventail de scénarios d'application dans les domaines de l'électronique grand public, de l'automobile, de l'industrie et de la médecine.
Récemment, Silicon Labs a annoncé le lancement d'un nouveau système sur puce (SoC) sub-GHz, qui est la première solution sans fil sub-GHz au monde avec radiofréquence longue distance et fonctionnalités d'économie d'énergie et a passé la certification de sécurité ArmPSA niveau 3 , Peut répondre à la demande mondiale de produits Internet des objets (IoT) alimentés par batterie hautes performances.
Nous savons tous que la communication sans fil 2,4 GHz est une source ouverte d'utilisation et qu'il s'agit d'une bande de fréquence sans fil ouverte et universelle dans le monde entier. Divers produits sans fil peuvent utiliser cette bande de fréquence. Avec l'augmentation progressive du nombre d'applications, les problèmes d'interférence commencent à apparaître, comme le WiFi dans les bureaux ou les maisons.Toutes sortes d'appareils Bluetooth sans fil, même les fours à micro-ondes dans la cuisine...
L'introduction du Sub-GHz a d'abord résolu ce problème. Parmi eux, 433MHz peut devenir un substitut au 2,4GHz sur le marché mondial sauf au Japon, et 868MHz et 915MHz peuvent être mieux appliqués aux marchés américain et européen. En général, le Sub-GHz dispose de nombreuses bandes de fréquences disponibles qui ne nécessitent ou ne nécessitent pas d'autorisation, et les fabricants peuvent les optimiser en fonction des besoins du marché.
Les solutions sans fil sub-GHz de Silicon Labs comprennent EFR32FG23 (FG23) et EFR32ZG23 (ZG23), qui étendent la plate-forme de solutions sans fil de deuxième génération primée de Silicon Labs pour prendre en charge plusieurs schémas de modulation et technologies sans fil avancées, y compris Amazon Sidewalk, mioty, sans fil Les réseaux M-Bus, Z-Wave et IoT propriétaires offrent aux développeurs des options de connexion sous-GHz flexibles et multi-protocoles.
En prenant le FG23 comme exemple, il a une faible consommation d'énergie et des performances de récepteur hautes performances à 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz et 920 MHz.
Caractéristiques de faible consommation d'énergie du FG23 :
-4,2 mA RX courant à 920 MHz (400 kbps 4-FSK);
-3,8 mA de courant RX à 915 MHz (4,8 kbps O-QPSK) ;
-5,1 mA RX courant à 915 MHz (2 Mbps GFSK);
-3,7 mA de courant RX à 868 MHz (2,4 kbps GFSK);
-3,7 mA de courant RX à 868 MHz (38,4 kbps FSK) ;
-4,0 mA de courant RX à 433 MHz (100 kbps 2GFSK).
Haute performance du récepteur FG23 :
-98,6 dBm sensibilité à 400 kbps 920 MHz 4-GFSK ;
-125,8 dBm sensibilité @ 4,8 kbps 915 MHz O-QPSK ;
-96,9 dBm sensibilité @ 2 Mbps 915 MHz GFSK ;
-125,3 dBm sensibilité @ 2,4 kbps 868 MHz GFSK ;
-111,8 dBm sensibilité @ 38,4 kbps 868 MHz FSK ;
-110,7 dBm de sensibilité à 100 kbps 433 MHz 2GFSK.
Selon Silicon Labs, les excellentes performances de réception de la solution SoC sans fil FG23 bénéficient de sa fonction de diversité d'antenne flexible, qui permet d'obtenir un budget de liaison sans fil de première classe. Dans le même temps, les fonctionnalités sans fil avancées combinées au faible courant de mode actif (26 µA/MHz) et au courant de mode veille (1,2 µA) du FG23 le rendent adapté aux nœuds de réseau extérieurs alimentés par batterie, aux nœuds de capteurs sans fil et aux appareils difficiles à atteindre. Une solution idéale pour la connexion et d'autres domaines.
Matt Johnson, président de Silicon Labs, a déclaré : « Les nouveaux développements réalisés par notre plate-forme SoC sans fil de deuxième génération répondront à la demande croissante de connexions sans fil longue distance hautement intégrées, afin que les villes, les industries et les foyers puissent être plus efficaces et plus accessible.Fonctionnement continu.La nouvelle solution sûre et ultra basse consommation Sub-GHz de Silicon Labs étend la distance de communication sans fil à plus de 1,6 km, offrant ainsi un espace plus large aux développeurs qui ont besoin d'une technologie sans fil évolutive et hautes performances. eux pour promouvoir les changements dans l'Internet des objets."
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Matt Johnson, président de Silicon Labs
La capacité d'atteindre une distance de transmission de plus de 1 mile est principalement due aux caractéristiques de propagation supérieures de la communication sans fil sub-GHz. Dans les tests connexes, pour atteindre la même distance de transmission, la communication sans fil 2,4 GHz consomme plus de 8,5 dB de plus que sub -Communication sans fil GHz.Puissance supplémentaire.
Une autre solution, ZG23, réalise des caractéristiques sans fil Z-Wave plus puissantes en ajoutant la fonction Secure Vault ™.En même temps, il peut fournir les mêmes performances RF et de puissance que le FG23. Le ZG23 prend en charge le protocole distant Z-Wave (Long Range) et le réseau maillé. C'est le premier SoC optimisé pour les terminaux et les passerelles. Il peut également prendre en charge tous les protocoles pris en charge par le FG23. Les solutions sans fil ZG23 sont principalement orientées vers des marchés tels que les maisons intelligentes, les hôtels et les unités multi-logements (MDU). Le module de système en boîtier (SiP) ultra-compact basé sur ZG23 ZGM230S sera également lancé, qui ne prend en charge que Z-Wave, ce qui peut simplifier le développement et accélérer le lancement du produit.
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Dans le même temps, Silicon Labs a également publié un kit de développement logiciel intégré (Unify SDK). Unify SDK peut fournir des fonctions de conversion prêtes à l'emploi spécifiques au protocole pour Z-Wave et Zigbee (disponibles à partir de maintenant), et prévoit de mettre en œuvre la prise en charge de Bluetooth, Thread, OpenSync et Matter, simplifiant ainsi considérablement l'interopérabilité des réseaux sans fil IoT et prenant en charge les entreprises pour étendre les maisons, les villes, les bâtiments et les écosystèmes industriels intelligents.
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« Unify SDK de Silicon Labs a fait un grand pas en avant pour que l'industrie se rapproche d'un monde où tous les appareils sans fil IoT peuvent facilement fonctionner ensemble dans plusieurs secteurs et à la maison », a déclaré Matt Johnson, président de Silicon Labs. « Avec la puissante fonction de" conception unique, prise en charge complète ", Unify SDK peut simplifier le processus de mise à jour, accélérant ainsi le lancement du produit, simplifiant la maintenance et garantissant que l'investissement n'est pas obsolète. C'est la première fois que les fournisseurs IoT n'ont qu'à développer et maintenir un code logiciel unique. La bibliothèque peut prendre en charge plusieurs appareils IoT, y compris des passerelles, et peut facilement ajouter la prise en charge du protocole sans fil si nécessaire."
Comment Unify SDK atteint-il ces excellentes performances ? Silicon Labs a donné la réponse en introduction sur son site officiel. Grâce à des points d'intégration clairement définis, aidez à raccourcir le temps de lancement du produit, la maintenance continue et le développement personnalisé ; grâce à l'option MQTT omniprésente dans le cadre, réalisez le chemin compatible naturel de l'intégration des services cloud et de l'écosystème, tout en prenant en charge le multi-cloud et en réduisant la règle locale Complexité du moteur ; grâce à une architecture ouverte modulaire et évolutive, la portabilité et l'évolutivité sont atteintes, les produits multiprotocoles sont pris en charge et les clients sont autorisés à intégrer de nouveaux terminaux à partir de différents protocoles ; grâce à une feuille de route de protocole sans fil entièrement fonctionnelle, les clients peuvent réduire leurs et les investissements non essentiels et permettent l'évolution d'un protocole unique à plusieurs protocoles, augmentant ainsi les applications du marché cible ; grâce à un modèle de données bien défini, la complexité du modèle de données est éliminée du cycle de développement.
Actuellement, le SoC EFR32FG23 en boîtiers QFN40 de 5 mm x 5 mm et QFN48 de 6 mm x 6 mm a été officiellement publié lors de la conférence des développeurs Works With Internet of Things de 2021 organisée par Silicon Labs, et sera disponible à partir du 14 septembre 2021. Le kit de développement FG23 est également disponible dès maintenant, avec des prix de détail à partir de 39,99 $. Les modules SoC EFR32ZG23, les modules ZGM230S et les kits de support seront disponibles au quatrième trimestre 2021.
Si vous êtes intéressé par le FG23 qui a été fourni, vous pouvez également faire attention à la solution suivante. Silicon Labs et la plate-forme mondiale de développement IoT Tuya Smart ont récemment annoncé qu'ils avaient coopéré pour fournir une solution sub-GHz complète pour obtenir une faible consommation d'énergie, une sécurité élevée et une transmission longue distance. La solution intègre le système sur puce sous-GHz EFR32FG (Flex Gecko) de Silicon Labs dans le module SS3L de Tuya Smart, qui peut être utilisé pour des applications intérieures et extérieures dans des scénarios tels que les maisons intelligentes, les bâtiments intelligents, le contrôle sans fil industriel, les hôtels intelligents , et les communautés intelligentes. Les applications IoT fournissent des fonctions puissantes.
