在智能家居和儀表應用中通訊模塊選型有四要素，包括所需的數(shù)據(jù)吞吐量，低功耗模式，所需的傳輸范圍和網(wǎng)絡訪問頻繁度需求。儀器儀表和智能家居應用大多屬于數(shù)據(jù)采集類，具有低吞吐量，低訪問頻繁都和長傳輸距離。一個射頻模塊便是一個完整的通信子系統(tǒng)。它可能包括射頻集成電路、振蕩器、濾波器、功率放大器和各種無源元器件。使用模塊解決方案不需要射頻專業(yè)知識，這讓設計人員能夠專注于智能儀表設計的其他方面。典型的射頻模塊在到手時已按照所需的標準進行校準和認證。此外，該模塊還會包括網(wǎng)絡匹配電路，以方便集成天線，并最大限度減少任何信號損失。模塊解決方案可以采用內置或外置天線。
通訊模塊選型四要素
對于電力、水、天然氣和社區(qū)熱力管網(wǎng)的智能儀表而言，無線連接至關重要。設計一款無線收發(fā)器，設計人員可以根據(jù)智能儀表應用的需求，選擇射頻收發(fā)器集成電路或完整的射頻收發(fā)器模塊。射頻收發(fā)器 IC 可保證射頻鏈路預算超過 140 dB，輸出功率高達 +16 dBm，并且支持 SIGFOX?、無線 M-Bus、6LowPAN 和 IEEE 802.15.4g 網(wǎng)絡連接。射頻模塊則可支持無線 M-Bus 協(xié)議棧或多種無線電調制；可選擇自適應帶寬、擴頻因子、發(fā)射功率和編碼率，以滿足各種應用需求，并符合眾多國際法規(guī)的要求。這些模塊是完整的射頻系統(tǒng)，只需要一根天線，并且包括安全加密和認證功能，其超低功耗模式可實現(xiàn)更長的電池續(xù)航時間。
設計人員面臨的首要決策之一是選擇通信協(xié)議。需要考慮四個重要因素：
所需的數(shù)據(jù)吞吐量
低功耗模式
所需的傳輸范圍
網(wǎng)絡訪問需求
對于數(shù)據(jù)傳輸需求最大化的應用而言，用于物聯(lián)網(wǎng)的 Wi-Fi 可能是最佳選擇，但其功耗要求也是最高的。雖然 SubGHz 只需中等功耗而且能提供最大傳輸范圍，但其他通信協(xié)議提供了不同的性能權衡組合。
許多智能儀表應用要求電池續(xù)航時間長達數(shù)年，這讓用于物聯(lián)網(wǎng)的 Wi-Fi 技術面臨嚴峻挑戰(zhàn)。幸運的是，這些應用的數(shù)據(jù)吞吐量要求也相對有限，可以從使用 NFC、智能藍牙、藍牙或 SubGHz 技術中獲益。雖然 NFC 的低能耗頗具吸引力，但其數(shù)據(jù)吞吐量和傳輸范圍同樣不如人意，因而被排除在智能儀表應用的考慮范圍之外。
此外，在確定功耗方面，智能電表的整體設計也至關重要。使設備盡可能長時間地保持低功耗狀態(tài)，并且盡可能地縮短需要進入活動狀態(tài)的時間量，這是延長無線智能儀表電池續(xù)航時間的關鍵因素之一。選擇使用基于模塊的通信實現(xiàn)，還是分立射頻 (RF) 通信實現(xiàn)，是設計成功的另一個因素。在做出這個決定時，需要考慮性能、解決方案的尺寸、封裝靈活性、認證、上市時間和成本要求。
通訊模塊在智能家居和儀表應用案例
我愛方案網(wǎng)聯(lián)手芯片原廠富奧星電子建設方案商生態(tài)，推出基于多普勒效應的雷達感知芯片模組，可實現(xiàn)非接觸式手勢開關、人體近距喚醒、運動感知和人體存在感知等功能。如：XBR816、XBR816C、XBR8161、XBR816X、XBR818，這些雷達射頻芯片已廣泛應用于智能照明、智能家居、智能衛(wèi)浴、智能安防、智能家電等。我愛方案網(wǎng)聯(lián)合IC原廠富奧星，支持方案商自研雷達感知模塊，提供方案設計所需的原理圖，版圖，SDK，BOM清單和天線調試參數(shù)等，賦能方案商在客戶中發(fā)展新業(yè)務。同時，歡迎有智能傳感、近場識別、開關和屏幕喚醒等設備需求的終端客戶關注雷達感知芯片和方案模塊。接下來，帶大家了解射頻芯片在智能家居中的應用案例。
XBR816C設計
① 智能馬桶射頻模塊方案
產(chǎn)品尺寸：34*43*2mm
工作電壓：DC3.3~12V
工作電流：≤60mA
感知角度：水平方向50°，垂直方向：90°
感知范圍：0.5~3m（檔位可調）
輸出電壓：3V
輸出信號：TTL高低電平，串口
通信方式：串口
① 魔鏡方案
產(chǎn)品尺寸：16*16*2mm
工作電壓：DC3.3~12V
工作電流：≤6mA
感知角度：110°±10°
感知距離：半徑4~5m（掛高3m時）
1~3m（可調，接近感知）
輸出電壓：3V
輸出信號：TTL高低電平
通信方式：串口
XBR8161設計
① 局部空間照明：如櫥柜、衣柜、書柜、酒柜等；家居面板開關、86控制盒等
產(chǎn)品尺寸：16*16*2mm
工作電壓：DC3.3~12V
工作電流：≤8mA
感知角度：110°±10°
感知距離：6-8m
輸出電壓：3V
輸出信號：TTL高低電平
通信方式：串口
① 智能家電：冰箱、空調
產(chǎn)品尺寸：18*32*3mm
工作電壓：DC5~12V
工作電流：≤60mA
感知角度：110°±10°
感知范圍：感知距離：半徑2~3m
輸出電壓：3V
輸出信號：TTL高低電平，串口
通信方式：串口
XBR818設計
產(chǎn)品尺寸：8*40*3mm
工作電壓：DC3.3~12V
工作電流：15mA/100uA
感知角度：110°±10°
感知距離：1~5m
輸出電壓：3V
輸出信號：TTL高低電平
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