低功耗无线产品开发工具选型指南.pdf

ZIGBEE
开
发
系
统
选
型
指
南
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1 无线低功耗通信产品ISM频段
无线低功耗通信产品ISM频段
在无线低功耗通信产品中,要使用各式各样的天线。对于一个无线系统来说,能够正
确的发送和接收信息是最基本的要求。天线作为无线通信中不可缺少的一部分,其基本功
就能是接收和发送无线电波。发射时,把高频电流转换为电波;接收时,把电波转换为高
频电流。那么这么多的电波在空气中是如何传播,我们有是如何区分哪些是我们需要的电
波呢?
频谱是我们区别各种电波的一个重要依据,无线通讯的频谱在RF(Radio Frequency)这
一段包括了我们常见的调频收音机,各种手机,无线电话,无线卫星电视等等,由于从几
十兆到几千兆的频谱上,集中了各种不同的无线应用,而且这些无线电传播都使用同一个
通讯媒介——空气,所以为了保证各种无线通讯之间不相互干扰,就需要对无线频道的使
用进行必要的管理。频道管理最基本的规则是无线发送器的使用需要获得许可。
各国的无线管理部门也规定了某些频带不需许可就可以使用,以满足不同的需要。这
些频带通常包括ISM (Industrial、Scientific and Medical工业、医疗、科学) 频带。各国的
无线电管理不尽相同。管理无线电频谱的分配。可用的免许可证的频带包括:
27MHz、260MHz至470MHz、。其中260MHz至
470MHz频带对数据传送的类型有所限制,而其它频带则没有这样的限制。ISM频道在欧洲
所分配到的频率为433MHz、。中国目前可以使用的ISM频率是:
。
除了ISM 频带以外,在中国整个低于135 kHz,在北美、南美和日本低于400 kHz,也
都是可以使用的免费频段。各国对无线频谱资源的管理,不仅规定了相关的ISM开放频道
的频率,同时也严格规定了在这些频率上所使用的发射功率,在实际使用这些频率时,需
要查阅各国无线频谱管理机构的不同的具体技术要求。
中国的无线电管理要求的具体技术参数请查阅中国信息产业部发布的《微功率(短距离)
无线电设备管理暂行规定》。
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2 无线低功耗通信系统
无线低功耗通信系统
怎样不通过电缆,摆脱物理连接上的限制,使设备互联起来呢?为了找到这个问题的
答案,十多年来,人们不断探索,形成了当今令人眼花缭乱的无线通信协议和产品。
随着数字通信和计算机技术的发展,许多低功耗短距离无线通信的要求被提出,低功
耗短距离无线通信和长距离无线通信有很多方面的区别,主要的特征如下:
●无线发射功率在几微瓦到小于100微瓦;
●通信距离范围在几厘米到几百米;
●主要在房间内使用;
●使用全向天线和线路板天线;
●使用ISM频段;
●高频操作;
●电池供电的无线发射器和无线接收器。
典型的短距离无线系统由一个无线发射器(包括数据源,调制器,RF源,RF功率放大
器,天线,电源组成)和由一个无线接收器(包括数据接收电路,RF解调器,译码器,RF
低噪声放大器,天线,电源)组成。
随着无线的发展,网络化、标准化要求逐渐出现在人们的面前。因此各种无线网络技
术标准纷纷被制订出来。以下我们来看看目前比较热门的几种无线网络技术标准。
无线网络是利用无线电射频(Radio Frequency,RF)或红外线(Infrared,IR)等
无线传输媒体与技术构成的通信网络系统。由于取消了有线介质(双绞线、同轴电缆、光
纤等),使得网络用户真正达到信息随身化、便利走天下的理想境界。
目前有多种低功耗短距离无线网络技术正在成为业界谈论的焦点,它们分别是
ZigBee 、无线局域网(Wi-Fi)、蓝牙( Blue tooth )、超宽频(Ultra Wide Band)和其它非标
准低功耗无线技术。
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3 无线低功耗通信应用
无线低功耗通信应用
近年来,数字家庭、无线通讯、无线控制、无线定位、无线组网和移动连接等词语频频映入我
们的眼帘,灌入我们的耳朵。正是由于IT产业的高速发展、网络的普及、家电的智能化以及单片机
强有力的功能拓展,才使得它们逐渐来到我们身边,进入我们的生活。有增无减的相关信息报道足
以预测这些新玩艺儿必将具有强大生命力和广阔前景,眼前的事实是,随着一声声“真实用,太方
便了”的赞叹,它们更受到人们的极大关注。
无线通