产品开发的演变之旅：从孤立无援到物联网时代的无线连接深度解析

在过去，产品开发相对简单。设备通常独立运行，没有智能功能或网络连接能力。随着物联网技术的飞速发展，这种简单日子已经一去不复返了。从烟雾和CO2检测器到咖啡机、冰箱，一切能想到的设备都已被融入互联网。这使得那些不熟悉射频细节的系统设计师不得不将某种形式的无线技术融入设计中。这对于硬件和软件都提出了挑战，让设计团队难以决定是自建无线电来增加差异性并尝试降低成本，还是购买和集成射频模块。

如果选择购买，无线协议如Wi-Fi、蓝牙和ZigBee模块成为首选，它们几乎适用于所有可能的设备。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细微差别高水平专业知识，这恰恰可能是许多开发人员所不具备。

自建与购买

尽管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，无疑是一个巨大的风险。

从头开发无线电模块，不仅给予开发生命周期潜在延误，还带来与认证相关额外成本使用预认证的无線電模組，可以忽略認證成本。一方面，認證後還需持續進行維護並滿足合規要求。如果團隊正構建大批量產品或者此產品衍生品也將採用相同模組，那麼對他們而言設計模組很有必要。在大批量生产定制模组，将花费5美元至10美元，而购买预认证模型价格为15美元至40美元，具体取决于模型类型。

尽管如此，在大批量应用中，也可采纳预认证方案。举例来说，就小批量而言，DigiXBEE®SX 模块价格为35美元（图1）。如果仅考虑硬件成本，每个装置35美元过于昂贵，因此选择自己设计则是不正确地考虑了软件堆栈开发费用，以及实施协议特征稳健软件堆栈所需专业水平提升。

图1：像DigiXBEE®SX这样的长距离模块对于小批量应用来说价格富有竞争力，其通信范围可达9到65英里

使用预认证简化设计

借助预认证無線電學門，用於無線連接技術發展人員可以降低總開發成本，並加快上市速度。這些技術無處不在，但實施過程極其複雜，以提供利用協議特性的簡單界面為條件必須具有特殊專業知識。在選擇無線電學門時，可擴展功能集是一個要尋找關鍵功能之一隨著產品持續演進，如果從核心功能集中開始設計，那么當需要更多特征與複雜性時整體設計會受到限制。

另一個應該優先考慮的是物理尺寸與一些預認證數據表相關聯的一些問題，有些預認證數據表可能尺寸較大且占据空间。此外，一旦選擇了預認證數據表，便應注意確保它們正確安裝於PCB上，並避免位於天線下方或製造商規格書中指定禁區內的地面層或金屬，因為這樣做會影響天線性能並導致通訊不安穩定的問題。

最后，对于启动并运行这些数码工具及堆栈，还须进行仔细考察。不幸的是，并非所有制造商提供良好的硬件抽象层示例，以实现便携性。而混合解决方案能够结合以上两种解决方案之间优势，如SiliconLabsGecko 无限平台（图3），允许他们选择将两者部分相结合，或带有集成前端微处理器。在这两种情况下，都需要寻找一些参数，以确保成功。

图3：SiliconLabsBlueGecko 无限平台 开箱即用，可直接连接微、蓝牙及软件堆栈

总结

决定是否自行构建、中继传输还是采用现有的材料，是一个让人感到困惑的问题。大多数时候，我们只关注旧有通信方式中的硬件配置以及制作过程中的费用。但这种方法存在问题，因为今天我们对通信方式并不再满足只是简单的手工艺技巧，而是需要一系列复杂的人工编码以及工具才能使它们正常工作。虽然在起步时，有一种理想化的情况，即通过自己的手动操作建立最终结果看起来非常吸引人但实际上隐藏着风险以及障碍，而采用已经经过证明且有效率的人工配置或者基于电子元件原理的人工构造就显得更加安全顺畅。