Làm sáng tỏ Hệ thống trên chip Sub-GHz với khoảng cách truyền không dây hơn 1 dặm
Sub-GHz đề cập đến các tần số dưới 1GHz, thường là 27MHz đến 960MHz, và được coi là sự lựa chọn lý tưởng cho truyền thông đường dài và công suất thấp. So với giao tiếp không dây 2,4 GHz, Sub-GHz có những lợi thế rõ ràng, bao gồm phạm vi truyền dẫn dài hơn, phổ yên tĩnh hơn để giảm nhiễu và tiêu thụ điện năng thấp, và khả năng xuyên tường tốt hơn. Những ưu điểm này làm cho Sub-GHz có một loạt các kịch bản ứng dụng trong các lĩnh vực điện tử tiêu dùng, ô tô, công nghiệp và y tế.
Gần đây, Silicon Labs đã công bố ra mắt Hệ thống trên chip (SoC) Sub-GHz mới, đây là giải pháp không dây Sub-GHz đầu tiên trên thế giới với tần số vô tuyến đường dài và các tính năng tiết kiệm năng lượng và đã đạt chứng nhận an toàn ArmPSA Cấp 3. , Có thể đáp ứng nhu cầu toàn cầu về các sản phẩm Internet vạn vật (IoT) chạy bằng pin hiệu suất cao.
Tất cả chúng ta đều biết rằng giao tiếp không dây 2,4 GHz là mã nguồn mở để sử dụng và nó là băng tần không dây mở và phổ biến trên toàn thế giới. Các sản phẩm không dây khác nhau có thể sử dụng băng tần này. Với sự gia tăng dần số lượng ứng dụng, các vấn đề về nhiễu sóng bắt đầu để xuất hiện, chẳng hạn như WiFi trong văn phòng hoặc nhà riêng. Tất cả các loại thiết bị Bluetooth không dây, thậm chí cả lò vi sóng trong nhà bếp ...
Sự ra đời của Sub-GHz đầu tiên đã giải quyết được vấn đề này. Trong số đó, 433MHz có thể thay thế cho 2.4GHz trên thị trường toàn cầu ngoại trừ Nhật Bản, 868MHz và 915MHz có thể được áp dụng tốt hơn cho thị trường Mỹ và Châu Âu. Nhìn chung, Sub-GHz có nhiều dải tần có sẵn mà không cần hoặc không cần ủy quyền, các nhà sản xuất có thể tối ưu hóa chúng theo nhu cầu của thị trường.
Các giải pháp không dây Sub-GHz của Silicon Labs bao gồm EFR32FG23 (FG23) và EFR32ZG23 (ZG23), mở rộng nền tảng giải pháp không dây thế hệ thứ hai từng đoạt giải thưởng của Silicon Labs để hỗ trợ nhiều sơ đồ điều chế và công nghệ không dây tiên tiến, bao gồm Amazon Sidewalk, mioty, không dây M-Bus, Z-Wave và các mạng IoT độc quyền cung cấp cho các nhà phát triển các tùy chọn kết nối Sub-GHz linh hoạt, đa giao thức.
Lấy FG23 làm ví dụ, nó có mức tiêu thụ điện năng thấp và hiệu suất máy thu hiệu suất cao ở 433 MHz, 868 MHz, 915 MHz và 920 MHz.
Đặc điểm tiêu thụ điện năng thấp của FG23:
-4,2 mA RX hiện tại ở 920 MHz (400 kbps 4-FSK);
-3,8 mA RX hiện tại ở 915 MHz (4,8 kbps O-QPSK);
-5,1 mA RX hiện tại ở 915 MHz (2 Mbps GFSK);
-3,7 mA RX hiện tại ở 868 MHz (2,4 kbps GFSK);
-3,7 mA RX hiện tại ở 868 MHz (38,4 kbps FSK);
-4.0 mA RX hiện tại ở 433 MHz (100 kbps 2GFSK).
Hiệu suất cao của bộ thu FG23:
-98,6 dBm độ nhạy @ 400 kbps 920 MHz 4-GFSK;
-125,8 dBm độ nhạy @ 4,8 kbps 915 MHz O-QPSK;
-96,9 dBm độ nhạy @ 2 Mbps 915 MHz GFSK;
-125,3 dBm độ nhạy @ 2,4 kbps 868 MHz GFSK;
-111,8 dBm độ nhạy @ 38,4 kbps 868 MHz FSK;
-110,7 dBm độ nhạy @ 100 kbps 433 MHz 2GFSK.
Theo Silicon Labs, hiệu suất thu tuyệt vời của giải pháp SoC không dây FG23 được hưởng lợi từ chức năng phân tập ăng-ten linh hoạt của nó, có thể đạt được ngân sách liên kết không dây hạng nhất. Đồng thời, các tính năng không dây tiên tiến kết hợp với dòng điện ở chế độ hoạt động thấp của FG23 (26µA / MHz) và dòng điện ở chế độ nghỉ (1,2µA) làm cho nó phù hợp với các nút mạng chạy bằng pin ngoài trời, các nút cảm biến không dây và các thiết bị khó tiếp cận Một giải pháp lý tưởng cho kết nối và các lĩnh vực khác.
Matt Johnson, Chủ tịch của Silicon Labs, cho biết: "Những phát triển mới đạt được bởi nền tảng SoC không dây thế hệ thứ hai của chúng tôi sẽ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về kết nối không dây đường dài được tích hợp cao, để các thành phố, ngành công nghiệp và nhà ở có thể hiệu quả hơn và dễ tiếp cận hơn. Hoạt động liên tục. Giải pháp Sub-GHz an toàn, tiết kiệm năng lượng mới của Silicon Labs mở rộng khoảng cách giao tiếp không dây lên hơn 1 dặm, do đó cung cấp không gian rộng hơn cho các nhà phát triển cần công nghệ không dây hiệu suất cao và có thể mở rộng. Hỗ trợ chúng để thúc đẩy những thay đổi trong Internet of Things. "
1
Matt Johnson, Chủ tịch Phòng thí nghiệm Silicon
Khả năng đạt được khoảng cách truyền hơn 1 dặm chủ yếu là do các đặc tính lan truyền vượt trội của giao tiếp không dây sub-GHz. Trong các thử nghiệm liên quan, để đạt được cùng khoảng cách truyền, giao tiếp không dây 2,4 GHz tiêu thụ nhiều hơn 8,5 dB so với phụ Giao tiếp không dây -GHz. Nguồn bổ sung.
Một giải pháp khác, ZG23, hiện thực hóa các đặc tính không dây Z-Wave mạnh mẽ hơn bằng cách thêm chức năng Secure Vault ™. Đồng thời, nó có thể cung cấp hiệu suất năng lượng và RF hàng đầu trong ngành như FG23. ZG23 hỗ trợ giao thức từ xa Z-Wave (Phạm vi dài) và mạng lưới. Đây là SoC đầu tiên được tối ưu hóa cho các thiết bị đầu cuối và cổng. Nó cũng có thể hỗ trợ tất cả các giao thức được hỗ trợ bởi FG23. Các giải pháp không dây của ZG23 chủ yếu được định hướng vào các thị trường như nhà thông minh, khách sạn và các đơn vị ở nhiều nơi (MDU). Mô-đun hệ thống trong gói (SiP) siêu nhỏ gọn dựa trên ZG23 ZGM230S cũng sẽ được tung ra, chỉ hỗ trợ Z-Wave, có thể đơn giản hóa việc phát triển và tăng tốc ra mắt sản phẩm.
2
Đồng thời, Silicon Labs cũng phát hành bộ công cụ phát triển phần mềm tích hợp (Unify SDK). Unify SDK có thể cung cấp các chức năng chuyển đổi giao thức cụ thể được tạo sẵn cho Z-Wave và Zigbee (có sẵn từ bây giờ) và có kế hoạch triển khai hỗ trợ cho Bluetooth, Thread, OpenSync và Matter, do đó đơn giản hóa đáng kể khả năng tương tác của mạng không dây IoT và các công ty hỗ trợ để mở rộng nhà thông minh, thành phố, tòa nhà và hệ sinh thái công nghiệp.
3
"Silicon Labs 'Unify SDK đã thực hiện một bước tiến quan trọng cho ngành để tiến gần hơn đến một thế giới nơi tất cả các thiết bị không dây IoT có thể dễ dàng hoạt động cùng nhau trên nhiều ngành và trong nhà", Chủ tịch Silicon Labs Matt Johnson cho biết. "Với chức năng mạnh mẽ là 'thiết kế một lần, tất cả hỗ trợ', Unify SDK có thể đơn giản hóa quá trình cập nhật, do đó tăng tốc độ khởi chạy sản phẩm, đơn giản hóa việc bảo trì và đảm bảo khoản đầu tư không bị lỗi thời. Đây là lần đầu tiên các nhà cung cấp IoT chỉ cần phát triển và duy trì một mã phần mềm duy nhất Thư viện có thể hỗ trợ nhiều thiết bị IoT bao gồm các cổng và có thể dễ dàng thêm hỗ trợ giao thức không dây khi cần thiết. "
Làm cách nào để Unify SDK đạt được những hiệu suất tuyệt vời này? Silicon Labs đã đưa ra câu trả lời trong phần giới thiệu trên trang web chính thức của mình. Thông qua các điểm tích hợp được xác định rõ ràng, giúp rút ngắn thời gian ra mắt sản phẩm, bảo trì liên tục và phát triển tùy chỉnh; thông qua tùy chọn MQTT phổ biến trong khuôn khổ, nhận ra con đường tương thích tự nhiên của tích hợp hệ sinh thái và dịch vụ đám mây, đồng thời hỗ trợ đa đám mây và giảm quy tắc cục bộ Độ phức tạp của động cơ; thông qua kiến trúc mở mô-đun và có thể mở rộng, đạt được tính di động và khả năng mở rộng, các sản phẩm đa giao thức được hỗ trợ và khách hàng được phép tích hợp các thiết bị đầu cuối mới từ các giao thức khác nhau; thông qua một lộ trình giao thức không dây đầy đủ chức năng, Khách hàng có thể giảm và các khoản đầu tư không phải cốt lõi và cho phép sự phát triển từ một giao thức đơn lẻ thành nhiều giao thức, do đó gia tăng các ứng dụng thị trường mục tiêu; thông qua mô hình dữ liệu được xác định rõ, sự phức tạp của mô hình dữ liệu được loại bỏ khỏi chu kỳ phát triển.
Hiện tại, EFR32FG23 SoC trong các gói QFN40 5mm x 5mm và 6mm x 6mm QFN48 đã chính thức được phát hành tại Hội nghị nhà phát triển Works With Internet of Things năm 2021 do Silicon Labs tổ chức và sẽ có mặt từ ngày 14 tháng 9 năm 2021. Bộ phát triển FG23 hiện cũng có sẵn với giá bán lẻ bắt đầu từ $ 39,99. Các mô-đun EFR32ZG23 SoC, ZGM230S và các bộ công cụ hỗ trợ sẽ có mặt trên thị trường vào quý 4 năm 2021.
Nếu bạn quan tâm đến FG23 đã được cung cấp, bạn cũng có thể chú ý đến giải pháp sau. Silicon Labs và nền tảng phát triển IoT toàn cầu Tuya Smart gần đây đã thông báo rằng họ đã hợp tác để cung cấp giải pháp Sub-GHz hoàn chỉnh nhằm đạt được mức tiêu thụ điện năng thấp, bảo mật cao và đường truyền xa. Giải pháp tích hợp hệ thống trên chip EFR32FG (Flex Gecko) Sub-GHz của Silicon Labs vào mô-đun SS3L của Tuya Smart, có thể được sử dụng cho các ứng dụng trong nhà và ngoài trời trong các tình huống như nhà thông minh, tòa nhà thông minh, điều khiển không dây công nghiệp, khách sạn thông minh và các cộng đồng thông minh. Các ứng dụng IoT cung cấp các chức năng mạnh mẽ.
