Избираме най-добрата за нашето приложение безжична технология

Джейсън Толъфсън, Microchip Technology

Всяка от безжичните технологии има специфични предимства, подходящи за определени задачи. Нека се запознаем с тях и проверим как най-добре да ги използваме.

Bluetooth Low Energy

Благодарение на своите смартфони сме добре запознати с Bluetooth. Използваме мобилни приложения, за да се свържем с тонколонки, фитнес тракери и други продукти. Безжичният стандарт Bluetooth Low Energy (BLE) предлага висока оперативна съвместимост, ниска консумация на енергия, удобен потребителски интерфейс и обхват до 30-100 м. Ето защо тя е най-подходящата технология за продукти, комуникиращи с потребителя и неговия телефон.

Wi-Fi

Ако има една универсална безжична технология, това е Wi-Fi. Wi-Fi е популярен, защото е бърз, сигурен и чудесен за обмен на данни в мрежа. Скоростта на стандарта 802.11n при устройства с единична антена е на практика 25-50 Mbps. За сравнение, Bluetooth Low Energy 5 предлага под 2 Mbps. Въпреки че има добър обхват, повечето от нас биха казали, че той не е достатъчен. При Wi-Fi това е една от най-важните области за усъвършенстване. Типичният 802.11n обхват при 2,4 GHz е близо 45 м на закрито. Не е малко, но ако преминете към 5 GHz мрежа, той ще стане едва 15 м.

LoRa

Наименованието идва от съкращение на "Long Range" (дълъг обхват) и определено е вярно. LoRa мрежите могат да комуникират до 10 км, което ги прави шампиони при обмен на големи разстояния за IoT. Друга отлична характеристика на LoRa е ниското енергопотребление - важен фактор за дистанционните сензори с автономно захранване.

За разлика от Wi-Fi и BLE, LoRa изисква специална мрежова инфраструктура, подобно на мобилните телефони. Потребителят можете да настрои свои собствени мрежови гейтуеи или да ползва назаем честотна лента от мрежов доставчик. Друго различие е скоростта на обмен. Пропускателната способност на LoRa мрежите е от порядъка на килобитове в секунда, много по-ниска от Wi-Fi или Bluetooth, но подходяща за сензори, изпълнение на прости команди и управляващи функции.

IEEE 802.15.4

Стандартът IEEE 802.15.4 представлява основа за протоколите Zigbee и MiWi. Той поддържа честоти 2,4 GHz или под 1 GHz, всяка от които има леки предимства пред другата. При тази безжична технология се формират т. нар. mesh мрежи, а самата тя решава ключови за мрежите с автономно захранване проблеми - консумация на енергия, надеждност, стабилност и обхват.

Редица фактори могат да окажат негативно влияние върху функционирането на безжичните мрежи - движение на хора, промени в работната среда, изтощени батерии или смущения на сигнала. При възникване на такива проблеми mesh мрежите, базирани на 802.15.4, могат да се самовъзстановяват. Тази функция драстично подобрява устойчивостта на мрежата и надеждността на комуникацията.

Възлите в mesh мрежи, базирани на 802.15.4, имат и повишена стабилност. Те могат да влизат в режим на покой, спирайки да предават данни за продължителен период от време. За разлика от Ethernet или Wi-Fi, при които некомуникиращите възли в мрежата "стареят", 802.15.4 мрежите поддържат неактивните си членове.
Пропускателната способност за IEEE 802.15.4 мрежи варира от 100 Kbps до 1 Mbps в зависимост от конфигурацията и избрания протокол. Тези мрежи са затворени и нямат почти никаква оперативна съвместимост със съществуваща инфраструктура.

Изберете и се захващайте за работа

След като идентифицирахме силните страни на всеки безжичен инструмент, следващата стъпка е да определим най-добрия начин за работа с тези продукти. Microchip предлага продукти с четири варианта на интерфейси: UART, SPI, SDIO и автономен (standalone). Първите три се използват с хост система като микроконтролер (MCU), микропроцесор (MPU) или програмируема логическа матрица (FPGA). Автономният вариант е самостоятелна система "всичко в едно", съчетаваща микроконтролер и радиостъпало в един корпус или модул. Microchip дори създава драйвери и ASCII интерпретатори за интерфейсни продукти, за да помогне за опростяване използването на хоствани устройства. При автономната система безжичният протокол може да се обедини с вашия собствен код с цел създаване на компактно, персонализирано решение.

Независимо дали искате да реализирате елегантен потребителски интерфейс за мобилен телефон с Bluetooth Low Energy, или търсите висока скорост с Wi-Fi и SDIO/MPU изборът на най-добрия инструмент за вашето приложение е от ключово значение. Използването на подходящ продукт помага да се спести време за проектиране, да се ускори излизането на пазара и да се увеличат приходите. За повече информация посетете www.microchip.com

www.microchip.com