产品开发的演变：从孤立无援到智能连接的物联网时代

在过去，产品开发相对简单。设备往往自给自足，没有智能或连接功能。但随着物联网技术的飞速发展，这种简单的日子已经一去不复返了。从烟雾和CO2检测器到咖啡壶、冰箱，一切能想到的设备都纷纷接入互联网。这使得那些不熟悉射频细微差别的系统设计人员不得不将无线技术融入设计中。这对硬件和软件都是挑战，使得设计团队难以决定是否选择自建无线电来增加差异性并尝试降低成本，还是购买并集成射频模块。

如果选择购买，那么Wi-Fi、蓝牙和ZigBee模块是三大首选，无线协议，它们已经广泛应用于几乎所有可能的设备中。虽然高效，但集成这些模块仍需要掌握相关软件和射频特性的专业知识，这恰恰可能是许多开发人员所不具备。

自建与购买

虽然工程师可能倾向于自建定制的无线电模块，但真正开始前必须考虑众多因素。从头开发任何无线电模块，无论采用Wi-Fi、低功耗蓝牙技术(BLE)、ZigBee，还是其他标准，无线电，都将花费大量时间。此外，如果认证机构用于测试和数据审查周期较长，则可能出现延迟。这段时间本可专注于设计其他方面，但关键资源却被占用，这对于小型企业或初创企业来说是一个巨大的风险。

从头开发无线电模块不仅给予开发周期潜在延迟，还带来与认证相关额外成本。使用预认证的无线电模块，可以忽略认证成本。一方面，预认证需初始资本投资，并且维护合规要求后还需持续进行。在构建大批量产品或者此产品衍生品也将采用相同模块时，对他们而言设计新型号很有必要。大批量生产定制模块会花费5美元至10美元，而购买预认证价格为15美元至40美元，不同类型具体费用不同。当考虑到快速上市的小批量产品，可采取预认制方案；对于更灵活的大规模项目，定制方案可能更经济。

尽管如此，在大规模应用中，也可以采用预认证方案举例来说，就小批量而言，如DigiXBEE®SX（图1），其通信范围可达9至65英里，其价格为35美元。如果只考虑硬件成本，每个装置35美元似乎过高，因此选择自己设计但这极其错误，因为DigiXBEE®SX集成了ZigBee堆栈以及各种工具和软件，所涉及软件堆栈开销数十万甚至更多，如果正确实施协议特征稳健软件堆栈，将提升整体发展专业水平至一个完全不同的层次。

图1：像DigiXBEE®SX这样的长距离传输芯片对于小批量应用来说具有竞争力，其通信范围可达9至65英里

使用预先验证组件简化工作流程

借助预先验证组件，即便没有深厚背景知识，也能够降低总体开销并加快上市速度。不过实施过程极其复杂，不同级别专业知识提供利用协议特征简洁接口。在寻找适合最终需求之际，要关注功能扩展性——随着产品不断进化，如果核心功能限制过度，当需要更多特色或复杂性时，将受到限制；另一个要优先考慮的是物理尺寸——一些已通过FCC及CE标准（如TexasInstrumentsCC2564MODNCMOET蓝牙4.1双模式HCI-Modem）的微型化解决方案，比如TexasInstrumentsCC2564MODNCMOET蓝牙4.1双模式HCI-Modem（图2），尺寸7.1mm×7.1mm×1.4mm十分紧凑且时尚，小巧又节省空间，同时确保天线性能不会因为PCB下方金属区域影响导致信号干扰问题。

图2：TexasInstruments' CC256MODN Bluetooth 4.1 Dual Mode HCI Module has received full certification, featuring low-power Bluetooth characteristics.

混合解决方案结合优势

幸运的是，有第三种途径，让人们在寻求解决方案时拥有更多可能性——即混合方法。在利用SiliconLabsGecko Wireless Internet Platform（图3）等平台，他们可以自由地结合两种策略，或者带有内置前端微处理单元的情况下，以保证成功实现。

图3: Silicon Labs Blue Gecko Wireless IoT Development Kit Unboxing - Connects directly to microcontrollers, Bluetooth and software stacks

首先，无论是在哪个平台上，最重要的是保持高能源效率，因为即使是由锂池供电或网路供电的一些物联网设备，大规模部署几十亿台的时候，也不能忽视能耗的问题。例如STMicroelectronicsSTM32L0 or NXP Kinetis-L81 等低功耗MCU支持各种驱动程序库，可以帮助确保主板能效最高。而另一方面，更特别针对无线解决方案微处理器则会包含收发器内置减少零件数量加速过程节省时间资金。此类完美示例包括Silicon Labs EFR32FG1P132F64GM32-C0，它含有板载Bluetooth收发器，此MCU同时具有低功率操作能力得到支持丰富库存管理BlueTooth Stack操作能力。此微处理单元为MCU性能调控部分分配资源以管理网络流量，并避免实时任务截止期错过，从而有效提高整体运行质量并防止未来的故障发生。但为了顺利执行参考模型遵循IC供应商建议避免意外延误数月期间尽力调整传输路径直观理解参考模型改进机会正当之机获取指导意见反馈修正弱点逼近目标实现最佳结果。

结语

决策是否自己制造、购置还是集成，是让人迷惑困惑的一个面临挑战问题。通常情况下，只关心与旧式通讯相关硬件以及制造材料支出的问题。但现代通讯并不再仅仅依赖硬件手段，而需要一系列复杂的人工编码程序才能正常运行。而最初看似吸引人的“做自己的”计划实际存在多重风险障碍，而通过采购现成货或者利用现有的套装形式显然更加安全有效地完成任务。