Параўнанне несвабодных РФ і Bluetooth

Канструктары маюць шмат варыянтаў, калі гаворка ідзе пра бесправадной сувязі ў прыкладаннях, пачынаючы ад прылад уводу (HIDS) да аддаленых датчыкаў для Інтэрнэту рэчаў (IoT). Адным з найбольш фундаментальных рашэнняў, якія павінны быць зроблены, і адзін, што многія дызайнеры ўсё яшчэ змагаюся з, незалежна ад таго, каб пайсці з стандартамі на аснове радыёчастотнага інтэрфейсу, такіх як Wi-Fi, Bluetooth або ZigBee або патэнтаванай РФ фізічнага ўзроўню (PHY ) праектаванне і пратакол.

Прычыны выбару аднаго над іншым шмат, але так жа адносныя кампрамісы з пункту гледжання кошту, бяспекі, энергаспажывання, сумяшчальнасць, час распрацоўкі, надзейнасць ва ўмовах патрабаванняў перашкод, суіснаванні, латэнтнасці і сертыфікацыі. Многія з гэтых кампрамісаў ўзаемазвязаны такім чынам, дызайнеры павінны спачатку вызначыць патрабаванні да канструкцыі, а затым аптымізаваць адпаведна.

У дадзеным артыкуле будуць разгледжаны фактары, якія неабходна ўлічваць пры выбары паміж стандартным Bluetooth інтэрфейсам і фірмовым пратаколам РФ. Затым ён прадставіць модуль Bluetooth 5, а затым з дапамогай крамянёвага раствора, на якім уласны пратакол можа быць рэалізаваны з адпаведнымі кіруючымі прынцыпамі для кожнага аб тым, як хутка прыступіць да працы.


Ўласныя RF перавагі і недахопы
Корпус для ўласнай PHY і пратаколу з'яўляецца моцным, калі канструкцыя патрабуе аптымізацыі ў кірунку бяспекі, нізкае энергаспажыванне, невялікія памеры і прадукцыйнасць.

Бяспеку мае вырашальнае значэнне для многіх ужыванняў, ад адчынення дзвярэй гаража да прылад ВГДА. З фірмовымі радыёпрымачамі, яна разглядаецца ў шэрагу кірункаў. Для таго, каб пачаць, уласныя канструкцыі забяспечваюць «бяспека-праз-няяснасць» у тым, што радыёчастотны інтэрфейс, які не вельмі добра вядома, цяжэй ўзламаць. Там таксама тэндэнцыя ўласныя інтэрфейсы быць кропка-кропка, або для працы ў зачыненых сістэмах, якія ня злучаюцца з больш шырокімі сеткамі, і так заставацца схаваным. Нарэшце, дызайнеры фірмовых інтэрфейсаў могуць свабодна распрацоўваць свае ўласныя алгарытмы шыфравання або пашыраных налады, устаноўленыя з іх, без таго, каб быць сумяшчальнымі з алгарытмамі бяспекі ад іншых вытворцаў. Проста быць розным, сам па сабе, перавага ў бяспецы.

Фірмовыя канструкцыі радыё можа быць карысна, калі гаворка ідзе аб забеспячэнні надзейнай сувязі ва ўмовах перашкод ад Wi-Fi сетак, мікрахвалевых печаў, бесправадных тэлефонаў і іншых бесправадных сетак з нізкім энергаспажываннем. Без прывязкі да стандарту, дызайнеры валодаюць гнуткасцю для лепшага выкарыстання спектру з дапамогай такіх метадаў, як прамы паслядоўнасці з пашыраным спектрам (DSSS) і Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS). Акрамя таго, яны могуць прымаць сваю ўласную пераважней схему кадавання на аснове чаканага бюджэту лініі сувязі, каб атрымаць больш высокія прапускную здольнасць і нізкае энергаспажыванне.

Гэтая гнуткасць таксама ставіцца да структуры пакетаў дадзеных. Без пакета накладных выдаткаў неабходныя для забеспячэння сумяшчальнасці са стандартамі на аснове бесправадных прылад, структура пакета можа быць ўпарадкавана ў адпаведнасці з патрэбамі прыкладання.

З апаратнай пункту гледжання дызайну, добра зразумелых патрабаваннямі да прадукцыйнасці і гарантый таго, што гэтыя патрабаванні не будуць змяняцца на больш познім этапе, дазваляе распрацоўшчыкі прапрыетарнага радыёчастотнага інтэрфейсу павінны быць аптымізаваныя для прасторы, магутнасці і прадукцыйнасці. Яны могуць зрабіць гэта яшчэ раз, уключаючы толькі тыя функцыі, неабходныя для задавальнення патрэбаў прыкладання.

Хоць ўласнасць РФ мае шмат пераваг, існуе шэраг фактараў, якія павінны быць прыняты пад увагу. Па-першае, кошт: каб апраўдаць выдаткі аднаразовай інжынірынг (ярд) нестандартнага RF IC дызайн і адпаведнага праграмнага забеспячэння, асабліва для недарагіх прылад, чаканы аб'ём павінен быць> 100,000.

Шчыльна ў спалучэнні з коштам з'яўляецца часам распрацоўкі, асабліва ўлічваючы капрызы дызайну РФ і добра дакументаваных беднасці ведаў РФ, а таксама час, неабходнае для распрацоўкі убудаванага праграмнага забеспячэння і праграмнага забеспячэння, неабходнае для паспяховага дызайну.

Bluetooth шырока ўжываецца, заўсёды прыстасоўваючыся
На іншым полюсе знаходзіцца Bluetooth. Першапачаткова распрацаваны ў якасці прамой замены кабеля тэхналогіі кропка-кропка для HIDs і іншых прылад, якія былі заблытаных карыстальнікаў, неўзабаве стала бесправоднае аўдыё і прылада-прылада рашэнне падключэння. Карысць ад жорсткага кантролю з боку Bluetooth Special Interest Group (SIG), Bluetooth добра разумеюць і распрацоўшчыкі могуць быць упэўненыя ў іх прылады будуць падключацца і ўзаемадзейнічаць з іншымі прыладамі з тэхналогіяй Bluetooth®, незалежна ад апаратнага крыніцы.

Шырокае прымяненне і функцыянальна сумяшчальныя прылады прывялі да пладавітым апаратных сродках і праграмным забеспячэнні, у выніку чаго з ёй і з меншымі выдаткамі і хуткае часам выхаду на рынак для канструкцыі, якая патрабуе бесправодны інтэрфейс. Акрамя таго, Bluetooth развівалася на працягу многіх гадоў.

Яна заўсёды працуе ў прамысловай, навуковай і медыцынскай (ISM) паласе 2.4 Ггц, пачынаючы з GFSK мадуляцыі яго носьбітаў семдзесят дзевяць 1 Мгц, што дае прапускную здольнасць 1 Мбіт / с. Гэта называецца Bluetooth Basic Rate (BR). Яго адаптыўная схема кадавання FHSS дазваляе яму па-ранейшаму застаецца надзейнымі ва ўмовах перашкод, нават калі IoT прыводзіць да больш падлучаным прыладам без правадоў. Для таго, каб дабрацца да больш высокіх хуткасцяў перадачы дадзеных, Bluetooth 2.0 + Enhanced Data Rate (EDR) выкарыстоўвае л / 4-DQPSK (дыферэнцыяльная квадратурнай фазавая маніпуляцыя) і 8DPSK мадуляцыі, каб дабрацца да хуткасцяў 2 і 3 Мбіт / с, адпаведна.

Хоць Bluetooth знаходзіцца пад жорсткім кантролем SIG, дызайнеры павінны ўважліва вывучыць змены, якія прыйшлі прыкладна з увядзеннем асноўны спецыфікацыі Bluetooth 4.0 ў 2010. Гэта прадставіла Bluetooth нізкай энергіі (BLE), раней які прадаецца ў якасці Bluetooth Smart. BLE ня валодае зваротнай сумяшчальнасцю з Bluetooth Classic, таму дызайнеры павінны быць асцярожныя.

Асноўная мэта BLE нізкая магутнасць. Гэта дасягаецца шляхам пераходу ад падыходу арыентаванага на падлучэнне Bluetooth класіка, дзе прылады заўсёды звязаны, у ненагруженном падыход, пры якім яны падключаюцца толькі тады, калі ім трэба на працягу кароткіх інтэрвалаў. Гэтыя прыкладання, такія як смарт-Адзенне з сімволікай гадзіны і датчыкі для IoT.

Апошняя версія, Bluetooth 5, падвойвае BLE хуткасць перадачы дадзеных 2 Мбіт / с ад 1 Мбіт / с, а таксама павялічвае радыус дзеяння 128 кбіт / с злучэння па 4x, каб да 50 м з дапамогай моцнай папераджальнай карэкцыі памылак (FEC), , Чым вышэй хуткасць перадачы дадзеных дазваляе больш пакеты, якая падлягае перадачы на ​​працягу зададзенага часовага інтэрвалу, так што спажыванне электраэнергіі зніжаецца, так як прылада можа заставацца ў малой магутнасці або рэжыме чакання на працягу працяглых перыядаў.

Чым больш дыяпазон дае распрацоўнікам больш гнуткасці для хуткасці перадачы дадзеных кампраміс для адлегласці для любой прылады Bluetooth, уключаючы маякі. Маякі батарэя прывад BLE прылады, якія транслююць свае ідэнтыфікатары для суседніх мабільных прылад, так што гэтыя прылады могуць выконваць пэўныя дзеянні пры блізкіх да маяка. Папулярны з рэкламадаўцамі, яны таксама дазваляюць дакладна крыты і адкрыты трэкінг.

Аднак SIG рэалізаваны яшчэ адзін цікавы Твік, што патэнтаваныя дызайнеры радыёчастотнага інтэрфейсу таксама могуць зрабіць: яны зьнізілі суадносіны накладных-к-карысную нагрузкі, што патрабуе меншага колькасці перадач, каб адправіць пэўную колькасць «рэальных» дадзеных, у мэтах далейшага зніжэння спажывання энергіі.

Тое, што пачалося як простая тэхналогія замены кабеля перарасло ў нешта значна больш карысным. У выніку, распрацоўнікі зараз больш схільныя шукаць для хуткага і простага рашэння Bluetooth, а не ісці па кошту і за кошт стварэння ўласнага радыёчастотнага інтэрфейсу.


Атрыманне і працуе па Bluetooth
Гэты нахіл выбраць для інтэрфейсу Bluetooth ператвараецца ў неабходнасць, як вокны часу выхаду на рынак звужацца і праектныя бюджэты скарачацца. На шчасце, для многіх канструкцый ёсць дастаткова месцаў для размяшчэння модуля Bluetooth па-за-паліцы, які дазволіць праектнай групе, каб засяродзіцца на іх канчатковым ўжыванні і дыферэнцыяцыі.


Фірмовы супраць Bluetooth салодкага плямы
Паміж поўнай мытным запатэнтаванай канструкцыі радыё і стандартным Bluetooth, ёсць яшчэ адзін варыянт: не зусім на шэльфе радыёперадавальнік, вакол якога дызайнеры могуць распрацаваць свой уласны пратакол і схему кадавання, або прыняць пазадарожныя гатовыя варыянты, такія як Ant, тэма, або ZigBee. З падзеннем кошту паступіў крэмнія і шырокі спектр падтрымкі праграмнага забеспячэння, гэта можа быць «салодкае пляма" для дызайнераў шукае дыферэнцыяцыі, некаторую свабоду для аптымізацыі, а таксама магчымасць павышэння бяспекі, захоўваючы пры гэтым усе выдаткі да мінімуму і дызайну раскладу некранутымі.


заключэнне
Ёсць шмат прычын, каб выбраць альбо поўны уласны дызайн RF маршруту або стандартнае радыё Bluetooth. Кожны з іх мае сваё месца, калі справа даходзіць да задавальнення патрабаванняў дызайну і прыкладанняў з пункту гледжання кошту, часу, прадукцыйнасці, памеру, бяспекі і многіх іншых фактараў. Тым не менш, для дызайнераў, якія хочуць шмат выдаткаў і эканомія часу перавагі па-за-палка крэмнія, а таксама гнуткасці, каб дадаць некаторы ўзровень уласнай дыферэнцыяцыі, вытворцы зараз таксама прадастаўляюць самавітыя апаратныя платформы для пабудовы на.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў