無(wú)線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指南

　　要使一種方案具有秘密武器或使其有別于競(jìng)爭(zhēng)者，無(wú)線可能是一種非常好的選擇。只要遵照幾個(gè)關(guān)鍵指南，你就能達(dá)到無(wú)線工程師的水平。

　　作為參考，此處的“短距離無(wú)線”不是指手機(jī)或WiMAX，而是包括你聽(tīng)說(shuō)過(guò)的所有技術(shù)，如藍(lán)牙、IrDA、ISM、 Wi-Fi和 ZigBee，以及其他一些值得提及的專業(yè)設(shè)計(jì)。本文可以作為你未來(lái)方案的經(jīng)典。特別是，看看覆蓋260～470MHz頻帶的15.231，以及覆蓋常用的902～928MHz 頻帶的15.249。

　　設(shè)計(jì)步驟

　　第一步：明確應(yīng)用和特點(diǎn)

　　像任何設(shè)計(jì)冒險(xiǎn)一樣，無(wú)線設(shè)計(jì)的第一步是明確應(yīng)用并定義參數(shù)。究竟想要做什么?將它寫(xiě)出來(lái)。

　　遙感勘測(cè)包括住宅/建筑物環(huán)境檢測(cè)、自動(dòng)讀表、醫(yī)學(xué)、汽車(溫度、輪胎壓力)，以及工業(yè)傳感器監(jiān)測(cè)，是更流行的應(yīng)用之一。另外很受歡迎的應(yīng)用場(chǎng)合是遠(yuǎn)程控制車庫(kù)門、玩具、遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙進(jìn)入、HVAC、安全/報(bào)警以及工業(yè)控制。

　　第二步：定義關(guān)鍵特性

　　定義項(xiàng)目的重要特性很關(guān)鍵，這些特性包括理想距離、環(huán)境、功耗限制、是固定還是便攜?調(diào)制信號(hào)(是模擬還是數(shù)字?)、需要收發(fā)器而不是只要發(fā)射器或接收器、輸入、輸出、接口、以及其它相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。某些性能測(cè)量，如位差錯(cuò)率或可靠性，如果使用，也應(yīng)包含在內(nèi)。需要特別關(guān)注的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)包括：

　　距離：短距離無(wú)線技術(shù)覆蓋的距離范圍很大，從數(shù)英寸直到很多英里范圍。需要具體確定距離范圍，或者至少定出盡可能接近的距離范圍，因?yàn)檫@些信息決定了所選的技術(shù)。

　　環(huán)境：是室內(nèi)還是室外?發(fā)射器和接收器之間的視線是否很好，或者還是穿過(guò)墻、地板或樹(shù)木?環(huán)境是否充滿了來(lái)自電器系統(tǒng)和設(shè)備(如馬達(dá)或者附近工作的其它無(wú)線設(shè)備)的噪音?一般情況下，頻率越高，距離越短。

　　連接：是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊(P2P)、點(diǎn)到多點(diǎn)(P2M)還是多點(diǎn)到點(diǎn)(M2P)通訊?當(dāng)然，單個(gè)P2P連接用起來(lái)最簡(jiǎn)單。但是，應(yīng)用可能需要多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如在遙感勘測(cè)中就要采用M2P?；蛘撸绻仨殢囊粋€(gè)地點(diǎn)控制多個(gè)設(shè)備，就要采用P2M。此外，要考慮連接是單工(單向，播放)還是雙工(雙向)，是半雙工還是全雙工?

　　信息類型：信息源是模擬的還是數(shù)字的?目前，大多數(shù)信息源都是數(shù)字碼或稱數(shù)據(jù)，但如果本質(zhì)是模擬的話，也可以處理。需要模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換。在15.231節(jié)，在260MHz～470 MHz頻段，只能發(fā)送短數(shù)據(jù)脈沖。此外，不允許發(fā)送聲音或視頻信息。但可以以模擬或數(shù)字形式在902～928 MHz頻段傳送聲音、視頻或任何其它信息。

　　數(shù)據(jù)率：需要的最大數(shù)據(jù)率是多少?大多數(shù)遙感勘測(cè)和控制的數(shù)據(jù)率都非常低，小于100 kbps。不過(guò)，也可以達(dá)到幾百兆位每秒的數(shù)據(jù)率。

　　網(wǎng)絡(luò)：項(xiàng)目是一個(gè)簡(jiǎn)單的P2P連接還是網(wǎng)絡(luò)的組成部分?聯(lián)網(wǎng)就要與某一主機(jī)或者一個(gè)或多個(gè)其它節(jié)點(diǎn)會(huì)話。需要mesh網(wǎng)絡(luò)嗎?

　　安全：無(wú)線連接要涉及關(guān)鍵數(shù)據(jù)的保護(hù)嗎?這些要求會(huì)影響到協(xié)議和技術(shù)的選擇。

　　協(xié)議：需要兼容特定協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，如藍(lán)牙、Wi-Fi或 ZigBee嗎?或者還是自己設(shè)計(jì)協(xié)議來(lái)滿足應(yīng)用要求嗎?

　　接口：需要哪種數(shù)據(jù)接口(RS-232、SPI、USB 等)?對(duì)于簡(jiǎn)單應(yīng)用，可能只需要微控制器上的一個(gè)總線。

　　功耗：如果設(shè)備為遠(yuǎn)程或便攜式，電池使用壽命是一個(gè)關(guān)鍵因素。需要選擇具有休眠模式和低占空比工作的芯片或模塊和協(xié)議，以最大限度延長(zhǎng)電池壽命。

　　第3步：選擇技術(shù)