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作為物聯(lián)網(wǎng)應用中最重要的無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)——“藍牙、WiFi、ZigBee、Sub-G”各顯神通。而一直在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域持續不斷發(fā)力的世強則將目光聚焦在Zigbee和SUB-G兩項技術(shù)上，這源于世強代理的Silicon Labs完整、強大、可靠且最容易使用的無(wú)線(xiàn)方案。 Silicon Labs擁有最全面的SUB-GHz無(wú)線(xiàn)互連產(chǎn)品，包括EZRadio、EZRadioPRO、Wireless MCU三大系列，其核心優(yōu)勢包括：發(fā)射功率高達20dbm、接受靈敏度高達-126dbm、睡眠電流低至50nA，非常適合無(wú)線(xiàn)抄表、電子標簽、無(wú)線(xiàn)煙感、RKE……等應用。而Silicon Labs Ember ZigBee產(chǎn)品內部集成cortex-M3 MCU、睡眠電流低至0.4uA、具有業(yè)內最優(yōu)秀的協(xié)議棧、自由組網(wǎng)等特點(diǎn)，這使其成為智能家居，智能能源監控，LED控制（ZLL）……等的不二之選。 最全面的SUB-GHz無(wú)線(xiàn)互連方案搶占巨大商機 在無(wú)線(xiàn)應用領(lǐng)域，1GHz以下（Sub-GHz）頻段的無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)擁有巨大且日益增長(cháng)的商業(yè)機會(huì )。以汽車(chē)、消費電子市場(chǎng)為例：僅汽車(chē)的無(wú)鑰匙進(jìn)入系統，每年就有1.5億套產(chǎn)品市場(chǎng)；而消費類(lèi)電子產(chǎn)品的市場(chǎng)容量每年都有上億套。此外，家庭自動(dòng)化和自動(dòng)抄表應用也有很高的市場(chǎng)需求。 Silicon Labs擁有最全面的SUB-GHz無(wú)線(xiàn)互連產(chǎn)品以滿(mǎn)足這些日益增長(cháng)的物聯(lián)網(wǎng)應用需求，并且這些產(chǎn)品還擁有豐富的產(chǎn)品型號供用戶(hù)選擇，如下圖1所示。 圖1. Silicon Labs SUB-GHz無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品擁有豐富的產(chǎn)品型號選擇。 EZRadioPRO 包括了EZRadio 射頻發(fā)射器、接收器和收發(fā)器的所有吸引人的特性（例如高集成度、低成本、靈活性、低 BOM 且易于設計），同時(shí)以更復雜的 ISM 頻段應用為目標，并提供了若干增強參數和功能，包括從 119 至 1050 MHz 的頻率覆蓋范圍和高達 +20 dBm 的輸出功率。還包括喚醒定時(shí)器、低電量探測器，發(fā)射和接收數據 FIFO、加電復位電路和通用數字 I/O 等內置功能。 Wireless MCU則集成了8位低功耗MCU，再加上EZRadioPRO高端的無(wú)線(xiàn)性能，是一個(gè)SOC的無(wú)線(xiàn)MCU產(chǎn)品，不僅具備最優(yōu)秀的無(wú)線(xiàn)特性，同時(shí)還擁有自己獨特的8051 MCU特性。 1.EZRadio——設計簡(jiǎn)單，更低BOM成本的應用 EZRadio系列設計簡(jiǎn)單，適合更低BOM成本的應用。Si4010射頻發(fā)射器是業(yè)界首個(gè)單芯片遙控IC，僅需一個(gè)外部旁路電容、一塊印制電路板、電池和一個(gè)帶按鍵的外殼便能構成完整的無(wú)線(xiàn)遙控器。Si4010采用專(zhuān)利的無(wú)晶體振蕩器架構，其載波頻率精確度在商業(yè)溫度范圍內可達±150 ppm，在工業(yè)溫度范圍內則可達±250 ppm，它的精確度比傳統的表面聲波(SAW)發(fā)射器高出兩倍，且無(wú)需使用外部晶體振蕩器。 圖2. Si4010 發(fā)射解決方案外部只需接一個(gè)電容。 如上圖2所示，Si4010 發(fā)射解決方案，相比競爭對手解決方案，其外部只需接一個(gè)電容器。 2.EZRadioPRO——性能和成本優(yōu)于同類(lèi)競爭產(chǎn)品的超高性?xún)r(jià)比 EZRadioPRO系列的各方面性能都相對于EZRadio做了的提升，具有超高的性?xún)r(jià)比。如下圖3所示，相比競爭產(chǎn)品，發(fā)射功率可以達到20dBm（而競爭器件一般只能達到13 dBm）。相比競爭對手的-115 dBm的靈敏度，EZRadioPRO達到-126 dBm。 全頻段的范圍可以達到115—1050MHz，并且可以通過(guò)全頻測試，而競爭產(chǎn)品一般是固定的頻點(diǎn)。 圖3. EZRadioPRO 相比競爭產(chǎn)品的優(yōu)勢。 EZRadioPRO具有更低的系統成本，競爭產(chǎn)品需外加 PA/LNA才能達到和EZRadioPRO同樣的性能，所以從整體成本上做了很大的節約。此外，更低的工作電流（18mA at +10dBm，~85mA at +20dBm）、50nA的sleep 電流、減少MCU負擔也都是EZRadioPRO的優(yōu)勢。 特別值得一提的是Si4438，其為中國智能電表量身定做，是中國智能電表市場(chǎng)上最節能的sub-GHz無(wú)線(xiàn)解決方案，所提供的睡眠/待機電流（50nA，寄存器內容保持）比同類(lèi)收發(fā)器低40倍。 利用高效的片上功率放大器(PA)，Si4438 IC通過(guò)提供+20dBm輸出功率、-124dBm靈敏度、114dB鏈路預算和58dB臨近通道抑制等規格特性，可為智能電表延長(cháng)傳輸距離并提供可靠的通信鏈路。同時(shí)，內置的分集式天線(xiàn)和跳頻支持可進(jìn)一步擴展傳輸距離、增強無(wú)線(xiàn)性能。由于分集式天線(xiàn)緊密集成到Si4438收發(fā)器，因此可以提高系統鏈路預算8~10dB，即使在惡劣的環(huán)境條件下也可以有效延長(cháng)傳輸距離。 3.最低功耗無(wú)線(xiàn) MCU——集成240-960MHZ無(wú)線(xiàn)收發(fā)器 Si10xx 無(wú)線(xiàn) MCU系列是業(yè)內功耗最低的單芯片解決方案，結合了一個(gè) MCU 解決方案和一個(gè) Sub-GHz集成射頻收發(fā)器。這些產(chǎn)品專(zhuān)為滿(mǎn)足需要射頻雙向通信鏈路的低功耗嵌入式系統的具體要求而設計。其關(guān)鍵特性包括： ● 更長(cháng)的電池壽命（業(yè)界最低的休眠功耗 100nA） ● 支持單電池供電 ● 業(yè)界領(lǐng)先的 link budget (146 dB) ● 不需要外接PA發(fā)射功率達到 +20 dBm ● -126 dBm的接受靈敏度極大的提高了接受范圍 ● 獨特的DC-DC升壓轉換能夠降低電池的工作消耗 ● 5x6mm QFN-36小封裝非常適合空間受限的物聯(lián)網(wǎng)應用 ● 2uS 喚醒時(shí)間 ● 支持天線(xiàn)分集 圖4. 無(wú)線(xiàn)MCU系列的產(chǎn)品選型，根據不同的需要選擇MCU資源及無(wú)線(xiàn)的資源 完整的無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)工具和天線(xiàn)參考設計加快開(kāi)發(fā)進(jìn)程 Silicon Labs提供各種演示和開(kāi)發(fā)工具來(lái)加快無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)。如下圖5所示為Silicon Labs關(guān)于無(wú)線(xiàn)方面所有的開(kāi)發(fā)工具。Silicon Labs主要代理商世強技術(shù)中心專(zhuān)家楊波還特別強調世強可以提供這些開(kāi)發(fā)工具并協(xié)調演示。 圖5. Silabs 無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工具，世強可以提供這些開(kāi)發(fā)工具并協(xié)調演示。 Silicon Labs 的無(wú)線(xiàn)開(kāi)發(fā)套件 (WDS) 為無(wú)線(xiàn)應用開(kāi)發(fā)人員提供一套完整的工具集，開(kāi)發(fā)人員通過(guò)它，需要很少或不需要特殊的射頻設計和測量經(jīng)驗，就可快速輕松地創(chuàng )建和部署高效而文件的低成本無(wú)線(xiàn)應用。 圖6. Wireless開(kāi)發(fā)軟件(WDS)。 Silicon Labs 在 WDS 軟件中提供 EZRadio 和 EZRadioPRO 的 GHz 子產(chǎn)品的示例項目（示例代碼）。這些示例項目已經(jīng)過(guò) Silicon Labs 優(yōu)化并已驗證性能�？梢岳脴藴驶蜃远x參數來(lái)支持雙向和單向鏈接，支持數據包和直接模式，測試 RF 性能。GUI 控制面板為啟動(dòng)應用程序代碼開(kāi)發(fā)或在實(shí)驗室評估 RF 性能而設置自有配置的過(guò)程提供完全靈活性。并且在此環(huán)境中配置 EZRadioPRO 的高級設置，如此，則無(wú)需人工設置配件中的寄存器就可以完整地配置設備。 “此外，世強還提供多種天線(xiàn)參考設計，尤其是PA天線(xiàn)，因為他的面積很大，頻率又低，所以在低頻段設計方面難度非常大。世強專(zhuān)門(mén)針對不同頻段，例如彈簧天線(xiàn)，提供天線(xiàn)參考設計，還可以免費提供參考圖，演示，客戶(hù)可以直接拿去參考�！睏畈ㄖ赋�。 Ember ZigBee平臺——物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)連接方案的寵兒 而當家里需要幾十個(gè)不同的照明設備互連，這時(shí)ZigBee是更適合的無(wú)線(xiàn)技術(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)里有很多設備已經(jīng)開(kāi)始大量使用ZigBee技術(shù)，包括照明、溫度調節以及電視遙控。當大量的設備需要互連時(shí)，ZigBee技術(shù)的應用會(huì )更多更重要。 Ember ZigBee平臺是對Silicon Labs EZRadio 、EZRadioPRO sub-GHz收發(fā)器以及Si10xx無(wú)線(xiàn)MCU等產(chǎn)品組合的有力補充，為需要擴展無(wú)線(xiàn)范圍、提高帶寬和延長(cháng)電池壽命的點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )以及星型網(wǎng)絡(luò )應用提供高性能、低功耗解決方案。 Silicon Labs Ember ZigBee產(chǎn)品具有強大的硬件性能，包括：強大的 RF性能（IEEE 802.15.4 transceiver、發(fā)射功率可達 +8dBm、-102dBm 靈敏度 @ 250kbps）；業(yè)界領(lǐng)先 CPU（32-bit ARM Cortex-M3 、512/256kB flash、64/32kB RAM）；豐富的外圍（14-bit ΣΔ ADC、串口: UART, SPI, I2C, USB）；超低的待機電流（最低可達0. 4uA）。 EM35x和EM358x ZigBee芯片是業(yè)內領(lǐng)先的基于 ARM Cortex-M3 的 ZigBee SoC 系列，其可在一個(gè)緊湊的封裝內提供無(wú)與倫比的性能、功耗和代碼密度。EM35x和EM358x 系列結合了一個(gè) 2.4 GHz IEEE 802.15.4 無(wú)線(xiàn)電收發(fā)器與一個(gè) 32 位微處理器、閃存和 RAM，具有受硬件支持的強大的網(wǎng)絡(luò )級調試功能。這些設備結合了 ARM 工具的強大生態(tài)系統，使 OEM 可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，并縮短上市時(shí)間。Ember ZigBee器件還可提供極佳的信息延遲和數據吞吐量，比其他ZigBee解決方案的電池壽命至少延長(cháng)25%。 圖7. EM35x ZigBee芯片和競爭器件的基礎特性對比。 “軟件是ZigBee最大的亮點(diǎn)，作為ZigBee聯(lián)盟的領(lǐng)袖，他還具有業(yè)內最優(yōu)秀的協(xié)議棧，可以支持成千上萬(wàn)個(gè)節點(diǎn)并避免網(wǎng)路阻塞等狀況的發(fā)生。在代碼應用方面都有完整的協(xié)議包，方便用戶(hù)按需調用�！睏畈ū硎�。 如下圖8所示的拉斯維加斯亞洲大酒店，具有1萬(wàn)多個(gè)節點(diǎn)，通過(guò)Silabs zigBee的產(chǎn)品進(jìn)行控制，其具有業(yè)界最強大的ZigBee協(xié)議棧和應用層，每一組網(wǎng)絡(luò )支持最多節點(diǎn)數可達1000多，而競爭方案只有100左右。世強還能夠提供參考的ZigBee協(xié)議庫和應用參考代碼，縮短設計周期，更快的投入市場(chǎng)。 圖8. 通過(guò)Silabs ZigBee產(chǎn)品進(jìn)行控制的拉斯維加斯亞洲大酒店。 在開(kāi)發(fā)工具方面，如下圖12所示的調試軟件。Ember Desktop 可以查看和控制每個(gè)單一節點(diǎn)。USB Debug Adapter 能夠快速的數據傳輸，方便通過(guò)desktop實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò )數據分析。數據包跟蹤接口可以方便跟蹤網(wǎng)絡(luò )的每個(gè)節點(diǎn)數據動(dòng)態(tài)情況。 圖9. ZigBee開(kāi)發(fā)工具。 本文小結 高性能、低成本、低功耗、可擴展性是Silabs 無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品的主要優(yōu)勢，而通過(guò)世強的強大技術(shù)支持團隊，能夠為客戶(hù)提供所需要的技術(shù)支持，包括硬件和軟件方面，以幫助客戶(hù)成功。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)——正在——繼續改變我們的生活方式、工作方式、周?chē)h(huán)境，你準備好把握無(wú)線(xiàn)物聯(lián)這一市場(chǎng)孕育的巨大商機了么？ |
