探索无线物联网神器Can总线协议的PGN解密革新硬件解决方案
产品开发的演变:从孤立无援到智能连接
在过去,产品开发相对简单。设备往往是自给自足的,没有太多智能或连接功能。但随着物联网技术的飞速发展,这种简单的时代已经一去不复返了。从烟雾和CO2检测器到咖啡壶、冰箱,一切能想到的设备都被融入到了互联网中。这使得那些不熟悉射频细节但需要集成无线技术系统设计人员面临前所未有的挑战。
这对于硬件和软件设计团队来说都是一个巨大的考验,使得他们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,还是购买和集成预认证模块。如果选择购买,无线协议如Wi-Fi、蓝牙和ZigBee就是首选,但集成这些模块仍然需要高水平专业知识,这可能是许多开发人员所不具备的。
自建与购买:权衡利弊
虽然工程师可能倾向于自建定制的无线电模块,但在开始之前必须考虑众多因素。从头开发任何无线电模块,无论采用的是Wi-Fi、BLE还是ZigBee,都将花费大量时间。此外,如果认证周期较长,则可能出现延迟,这对于小型企业或初创企业来说是一个巨大的风险。
除了潜在延迟之外,从头开发还带来了额外成本。而使用预认证模块可以忽略这些认证成本。一方面,预认证需要初始投资,并且后续还需持续维护以保持合规;另一方面,对于大批量生产或者衍生品同样适用的产品,定制方案可能更具有经济效益。
选择哪种解决方案取决于需求。在某些情况下,即使是小批量应用,也应该考虑使用预认证解决方案,如DigiXBEE®SX这样的长距离模块,其通信范围可达9至65英里,而其价格为35美元(图1)。尽管这个价格看起来昂贵,但如果考虑到软件堆栈开发成本,以及实现协议特征稳健软件堆栈所需专业水平,那么构建模块将提升到完全不同的专业水平。
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至65英里
简化设计与缩短上市时间
借助预认证的无线模块,可以降低总体开发成本并加快上市速度。然而,不同类型的小组件并不相同。在选择时,最重要的是寻找具有可扩展性的功能。当产品不断演进时,如果核心功能过于局限,那么当需要更多特征和复杂性时,将受到限制。例如,ZigBee可扩展解决方案的一个典范就是DigiXBEE®解决方案,它提供了传输距离从几百英尺到最远65英里的灵活性,同时只需少量开销即可实现这一目标(图3)。
物理尺寸也是另一个关键因素。在一些情况下,占据空间的大型模块会影响工业设计师想要创造出的外观流畅、小巧且吸引人的设备。TexasInstrumentsCC2564MODNCMOET蓝牙4.1双模式HCI单元已获得全面合规证明,并支持低功耗蓝牙特性(图2),尺寸仅为7.1mm×7.1mm×1.4mm,是非常紧凑而时尚的小巧形态之一。
正确安装以及软件工具考量
确保正确安装PCB上的天线,以及避免金属接地层或禁区内放置,以防影响天线性能。此外,对于运行时需要大量配置设置和透明数据传输的一些模型,还须仔细考量其相关软件堆栈是否由制造商提供,以保证正常工作。如果没有提供良好的硬件抽象层微代码示例,则可能要编写数千行代码才能实现兼容性。此类微代码示例应具有良好的便携能力,以便快速部署各种场景中的不同版本。
混合方法结合优势
幸运的是,有第三种选择——混合方法——它结合了两种主要策略中的优点。这包括利用无线物联网平台,如SiliconLabsBlueGecko平台(图3),这样可以根据具体需求自由选择两个策略中的某个部分,或直接使用带有集成前端微控制器( MCU) 的解決方案。在这种情况下,团队也许能够通过精心挑选参数来确保成功,比如高能效、高性能等特点。(继续)