物联网涵盖许多垂直市场,包括家庭和建筑自动化、抄表和传感器/执行器监测。无线联接是物联网的基础,LPWAN正在成为目前物联网所含的许多应用的关键促成因素。文章总结了开发人员通过LPWAN联接满足物联网需求的方法。
一、选择正确的无线协议
为了应对物联网的挑战,低于1GHz(Sub-GHz)协议也随着越来越多的支持互操作性的标准化方案的发展而发展;它是物联网及其许多垂直领域的协议。
二、为物联网开发
为支持LPWAN而开发的技术提供了可在较低载波频率下实现的范围,但对于物联网端点所需的电池使用寿命,真正的折中是在有效载荷上。LPWAN利用物联网中的端点通常只需相对较低频传输少量数据的优势,这说明每次传输所用的能量保持比较低。
LPWAN使用的网络拓扑模拟移动网络,因为它通常使用基站的星形网络,而不是由中继器组成的网状网络。网络可以是开放的,也可以是专有的,这取决于应用。目前协议的例子包括无线计量总线(广泛用于智能抄表)、KNX(用于家庭自动化系统)和Sigfox(实际上是一种协议和一个全球LPWAN,专注于联接物联网传感器)。
三、LPWAN联接的单芯片方案
将这两种功能元素整合到一个单一器件中,可创建一种灵活的方案,比双芯片方案更具有成本优势且更高能效。由于这主要由软件定义,为制造商提供了一个易调整的平台,可通过使用不同无线协议满足更广泛应用的需求。
需要限制通过LPWAN运行的许多IoT端点进行无线交换的数据量,这更强调了边缘处理;使端点能够在本地处理数据并且在不涉及云平台的情况下采取行动。为了支持这一点,任何方案的处理性能都需要很好地平衡功率和性能。
四、通用外设
除了集成微控制器和RF收发器外,AXM0F243还具有可编程和固定功能的模拟和数字外设。模拟块由两个运算放大器、一个12位SARADC、低功耗比较器和电流DAC组成。两个专用总线使用可以通过固件控制的模拟开关联接模拟块,能将任何I/O引脚路由到任何模拟块。可编程数字块使用联接到交换式网络的LUT(查阅表)实现,类似于FPGA的CPLD,支持将一系列固件定义的逻辑功能应用于从GPIO端口路由的任何信号。固定的功能包括一个定时器/计数器/PWM块,一个可在I2C、SPI和UART模式下工作的串行通信块。
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