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羅姆集團擁有各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，包括以無(wú)線(xiàn)LAN為首的Bluetooth、ZigBee，以及針對2012年7月份日本開(kāi)放的920MHz頻段的特定小功率無(wú)線(xiàn)等技術(shù)。 羅姆通過(guò)與集團旗下公司LAPIS Semiconductor的技術(shù)融合，具備從無(wú)線(xiàn)通信用IC到模塊的產(chǎn)品優(yōu)勢，配合客戶(hù)需求，為客戶(hù)提供充分發(fā)揮各種通信規格的電波特性的通信IC與模塊。尤其是無(wú)線(xiàn)通信用IC，利用LAPIS Semiconductor引以為豪的低功耗RF-CMOS注1技術(shù)和高性能MODEM注2技術(shù)，實(shí)現了業(yè)界最高水平的低功耗和無(wú)線(xiàn)性能，這也是該類(lèi)產(chǎn)品的一大特征。 此次“高頻元器件和模塊技術(shù)系列”分為兩期。本期為第一期，將從羅姆擁有的眾多無(wú)線(xiàn)通信用IC、模塊產(chǎn)品中推出“920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)通信模塊”做重點(diǎn)介紹。第二期也將于近期推出，針對“無(wú)線(xiàn)LAN模塊技術(shù)”進(jìn)行介紹，敬請期待！ 背景介紹 近年來(lái)，在各個(gè)領(lǐng)域中節能意識高漲，各國都在不斷擴大有效利用能源方面的投入。其中，在住宅方面，對于設備之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接進(jìn)行電力供應與需求的監測，進(jìn)而有效地控制設備的HEMS (Home Energy Management System)的關(guān)注度不斷上升。為了使能源管理所需電力“可視化”，經(jīng)常使用智能觸摸等的更高級能源管理、控制系統備受期待。 在這種背景下，2012年7月份日本開(kāi)放了920 MHz頻段，這是不容易干擾現有無(wú)線(xiàn)電波、低功耗且可進(jìn)行長(cháng)距離數據通信的電波頻段。下方表1中匯總了2.4GHz頻段的ZigBee與無(wú)線(xiàn)LAN，同樣為特定小功率無(wú)線(xiàn)的400MHz頻段和920MHz頻段的特性。920MHz與使用ZigBee和無(wú)線(xiàn)LAN的2.4GHz相比，具有優(yōu)異的電波耦合屬性，因此即使在有墻壁以及障礙物的地方也可以確保穩定通信。在住宅中使用時(shí)，微波爐和無(wú)線(xiàn)鼠標等無(wú)線(xiàn)設備都使用2.4GHz，電波非�；祀s。與此相比，920MHz頻段不易發(fā)生電波干擾。另外，同樣為特定小功率無(wú)線(xiàn)的400MHz頻段的占有頻段范圍較窄，因此通信速度較慢。綜上所述，可以說(shuō)920MHz頻段是最適合HEMS的頻段（圖1）。 另外，900MHz頻段已經(jīng)在美國、中國、韓國、澳大利亞使用，歐洲也在研究開(kāi)放事宜等，該頻段越來(lái)越成為世界共通使用的頻段，預計未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。 
[表1] 無(wú)線(xiàn)性能比較
[圖1] 用于HEMS的無(wú)線(xiàn)方式比較 羅姆的920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊技術(shù) ＜低功耗＞ 羅姆面向HEMS開(kāi)發(fā)了920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊“BP3596”（圖2）。該產(chǎn)品最大的特征是業(yè)界頂級低功耗，這是通過(guò)羅姆集團旗下LAPIS Semiconductor的以低功耗著(zhù)稱(chēng)的無(wú)線(xiàn)通信IC“ML7396B”來(lái)實(shí)現的�？梢�?xún)戎糜谥悄苡|摸產(chǎn)品和家電產(chǎn)品等各種設備，可構筑低功耗無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。對于傳感器設備等這類(lèi)設置場(chǎng)所較難供應AC電源的設備，“低功耗”是非常重要的。電池驅動(dòng)類(lèi)設備在更換電池方面所花的成本太大，因此10年左右無(wú)需更換電池的需求迫切。雖然電池容量不同，但羅姆的920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊具備卓越的低功耗性能，因此即使是電池驅動(dòng)設備，無(wú)需更換電池也可使用10年。 ＜內置天線(xiàn)＞ 內置芯片天線(xiàn)，無(wú)需高頻設計即可使用。當安裝到金屬外殼的設備中時(shí)，金屬殼體起到屏蔽電波的作用，會(huì )導致無(wú)法通信。該產(chǎn)品內置天線(xiàn)連接器，只要將外置天線(xiàn)連接到天線(xiàn)連接器上即可確保通信。 ＜獲得電波法認證＞ 已經(jīng)獲得日本國內電波法認證，因此，無(wú)需進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信試驗，裝到整機中即可立即作為無(wú)線(xiàn)設備使用。沒(méi)有高頻電路設計能力和無(wú)線(xiàn)特性測量裝置的客戶(hù)也能輕松使用。 ＜序列號＞ 網(wǎng)絡(luò )中使用的16位序列號標記于標簽上。標簽上還一同印有QR碼，QR碼中含有序列號信息。組裝到整機中時(shí)，讀取QR碼輸出標簽，可輕松在殼體上標明序列號。 ＜已調整無(wú)線(xiàn)設定值＞ 模塊中內置有EEPROM，不僅寫(xiě)入了序列號，還寫(xiě)入了輸出功率的調整值等。因此無(wú)需進(jìn)行無(wú)線(xiàn)設備的繁瑣的調整即可使用。
[圖2] BP3596外形尺寸圖 ＜硬件的簡(jiǎn)單連接＞ RF控制用微控制器與RFIC連接時(shí)，SPI(5pin)、EEPROM通過(guò)I2C(2pin)、GPIO連接。與RF控制用微控制器之間的接線(xiàn)圖如圖3所示�？梢�(jiàn)，用很少的布線(xiàn)數即可輕松連接。
[圖3] RF控制用微控制器接線(xiàn)圖 ＜支持各國的電波頻段＞ 900MHz頻段有望成為可世界各國通用的頻段。美國、中國、韓國、澳大利亞已經(jīng)將900MHz頻段作為無(wú)需申請的Sub-GHz頻段，頻率分配的國際協(xié)作已經(jīng)取得進(jìn)展。羅姆的BP3596通過(guò)調整模塊，即可應對各國的電波頻段(關(guān)于各國電波規格另行協(xié)商)。 BP3596的使用方法 ＜協(xié)議棧構成例＞ BP3596是覆蓋到物理層的模塊。因此，在使用時(shí)，需要客戶(hù)準備比MAC層更高級別的協(xié)議。用于家電時(shí)的協(xié)議棧構成例如圖4所示。 滿(mǎn)足ECHONET Lite的協(xié)議棧構成例如圖4所示，是通過(guò)BP3596與微控制器板連接到整機中的。只要具備這樣的協(xié)議棧，即可將HOST側本體的變更控制在最小，從而安裝920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)。當然，也可以采用直接存儲于HOST的形式。
[圖4] 協(xié)議棧構成例 ＜實(shí)現HEMS＞ 在實(shí)際住宅中使用的示意圖如圖5所示。該產(chǎn)品可實(shí)現HEMS的巨大作用即電力供給與需求的“可視化”，以及“有效地控制”。在家中的各終端安裝920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊，通過(guò)特定小功率無(wú)線(xiàn)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )化。它將各設備的電力供需情況信息集成于家庭網(wǎng)關(guān)注3（Home Gate Way），監測器畫(huà)面顯示供需情況，實(shí)現電力的“可視化”，并通過(guò)家庭網(wǎng)關(guān)綜合管理，有效控制設備。 不僅如此，還可以從家庭網(wǎng)關(guān)經(jīng)由無(wú)線(xiàn)LAN，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )確認電力情況。
[圖5] HEMS構成例 今后 羅姆充分利用已經(jīng)量產(chǎn)的無(wú)線(xiàn)LAN模塊（BP3591等）的技術(shù)積累，正在推進(jìn)內置無(wú)線(xiàn)LAN和API互換協(xié)議棧的特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊的開(kāi)發(fā)（圖6）。以往進(jìn)行過(guò)無(wú)線(xiàn)LAN開(kāi)發(fā)的客戶(hù)，使用該資源即可大大加快開(kāi)發(fā)速度。
[圖6] 關(guān)于協(xié)議棧內置型特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊的概念展望 （在近期即將發(fā)布的“系列二”中將為您重點(diǎn)介紹圖中的無(wú)線(xiàn)LAN模塊（BP3591/BP3580等）技術(shù)，敬請期待。） 今后，羅姆還會(huì )繼續為客戶(hù)提供更易用的模塊，通過(guò)結合羅姆的傳感器與920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊，開(kāi)發(fā)出不僅節能，而且能夠提供更便捷、更舒適、更安心、更安全生活的產(chǎn)品，為人類(lèi)做出更多貢獻。 <專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)> 注1：CMOS CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor），互補金屬氧化物半導體，電壓控制的一種放大器件，是組成CMOS數字集成電路的基本單元。 注2：MODEM 調制解調器的英文名稱(chēng)。調制器和解調器合在一起的總稱(chēng)。 注3：家庭網(wǎng)關(guān) 家庭網(wǎng)關(guān)是一種設備，可以利用單一Internet連接將多個(gè)計算機連接到Internet上�？蛻�(hù)機依靠家庭網(wǎng)關(guān)來(lái)提供Internet訪(fǎng)問(wèn)。 |
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專(zhuān)注于為產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供接入通信產(chǎn)品和相關(guān)服務(wù)，產(chǎn)品涵蓋2G/3G/4G/NB-IoT/eMTC等無(wú)線(xiàn)通信模塊及整機、管道云、接入云，廣泛應用于智慧能源、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、商業(yè)零售、智慧城市等行業(yè)。
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