無線設(shè)計的關(guān)鍵指南

　　根據(jù)上面列出的技術(shù)指標(biāo)，使用這個表選擇要采用的技術(shù)。你可能會發(fā)現(xiàn)只有一種適合，或者可以使用兩種或更多。該表可幫助你找到特定選擇，選擇時還需要考慮其它另外幾個因素。

　　藍(lán)牙是應(yīng)用最為廣泛的無線標(biāo)準(zhǔn)，比Wi-Fi廣泛10倍或者更多。藍(lán)牙技術(shù)的成功主要與手機(jī)和手機(jī)耳機(jī)應(yīng)用有關(guān)，而在多種其它應(yīng)用(如計算機(jī)外設(shè))中也有藍(lán)牙技術(shù)。最主要的是，藍(lán)牙是遠(yuǎn)程耳機(jī)和揚(yáng)聲器及其它音頻應(yīng)用中首屈一指的音頻無線技術(shù)。

　　藍(lán)牙具有廣泛的速度選項?；緮?shù)據(jù)率為1 Mbps，但也可以選3 Mbps增強(qiáng)型數(shù)據(jù)率(EDR)。2008年之后，對視頻和其它非常高的數(shù)據(jù)率需求，將會出現(xiàn)一種數(shù)據(jù)率達(dá)480 Mbps的超寬帶版本。

　　最后，藍(lán)牙能夠滿足基本聯(lián)網(wǎng)?？梢耘c稱作微微網(wǎng)(piconet)中的其它7個藍(lán)牙節(jié)點(diǎn)會話。這些節(jié)點(diǎn)依次在更多的擴(kuò)展分散網(wǎng)中互相會話。

　　雖然藍(lán)牙在許多應(yīng)用中都具有巨大潛力，但不是對所有應(yīng)用都適合。由于藍(lán)牙協(xié)議及相關(guān)堆棧都很復(fù)雜，對某些簡單應(yīng)用就是多余的。然而，對某些預(yù)先確定的應(yīng)用，如音頻，其正式化的概圖和認(rèn)證是其它技術(shù)所無法比擬的。

　　紅外(IR)無線技術(shù)，跟藍(lán)牙一樣，它們的應(yīng)用比你能想象到的要更廣泛。事實上，世界上每種遠(yuǎn)程控制都采用IR。IR工作很出色，并且成本很低。最大問題是范圍很有限，另外，視線路徑也必須暢通無阻。理想范圍是±15°錐型1米范圍，不過也可以達(dá)到更長距離。IrDA標(biāo)準(zhǔn)提供的數(shù)據(jù)率可以達(dá)到16 Mbps，并且模塊非常廉價。

　　ISM頻帶是可以使用的最簡單的標(biāo)準(zhǔn)之一。ISM最適合超簡單控制或監(jiān)測應(yīng)用。其數(shù)據(jù)率很少超過100 kbps，并且一般都比此值小許多?？梢赃x的頻率很多，但大多數(shù)應(yīng)用采用315～938 MHz、433.92～938 MHz, 及902 ～938-MHz (915MHz最普遍)及2.4 GHz 頻帶。

　　沒有正式協(xié)議。所以，如果打算采用這些簡單而成本低廉的設(shè)備，就需要制定自己的協(xié)議。ADI的ADF70xx ISM系列芯片包括有一個軟件包，有助于使用該公司的芯片，建立一個簡單的協(xié)議來解決自己的問題。

　　賽普拉斯半導(dǎo)體公司的WirelessUSB系列使用2.4GHz直接序列擴(kuò)頻(DSSS)，給人機(jī)接口設(shè)備(HID)提供低速無線通信(如鍵盤和鼠標(biāo))。其基本數(shù)據(jù)率只有62.5 kbps，不過也可以采用一種1Mbps版本。對多點(diǎn)到單點(diǎn)應(yīng)用也不錯?？梢圆捎靡环N簡單協(xié)議，使設(shè)計人員可以把精力集中到設(shè)計的其它方面。

　　在過去的10年間，Wi-Fi得到了不斷發(fā)展。Wi-Fi主要用在無線局域網(wǎng)(LAN)中。偶而也用在短距離監(jiān)測和控制中。

　　Wi-Fi是一種復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)，但是如采用一個功放和定向天線，則能擴(kuò)展到100 米甚至更遠(yuǎn)的距離。新的802.11n標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)率從11 Mbps到遠(yuǎn)大于100 Mbps，這對大多數(shù)短距離應(yīng)用都過度了。功耗相應(yīng)較高。

　　超寬帶(UWB)是另一種針對速率非常高的應(yīng)用的技術(shù)，可以達(dá)到53 ～480 Mbps的數(shù)據(jù)，但距離小于10米。其標(biāo)準(zhǔn)專注于實現(xiàn)USB接口標(biāo)準(zhǔn)的無線版，USB接口標(biāo)準(zhǔn)在計算機(jī)外設(shè)和其它設(shè)備中非常普及。其他潛在的應(yīng)用包括視頻。

　　ZigBee是為短距離監(jiān)測和控制設(shè)計的，具有在所有這些技術(shù)中 功耗最低的特點(diǎn)。在其基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的最簡單形式中，對P2P、M2P或P2M應(yīng)用很適合。通過增加ZigBee聯(lián)盟堆棧，mesh聯(lián)網(wǎng)成為可能，因此擴(kuò)展了所有節(jié)點(diǎn)的范圍和可靠性。有多種芯片和模塊可供使用。只是要注意，如果采用ZigBee堆棧，則不僅要面臨認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的問題，而且要面臨專利付費(fèi)問題。

　　如果在高噪聲環(huán)境下工作，就選擇能降低噪聲的調(diào)制方法。所有FSK相關(guān)(頻移鍵控)調(diào)制都不錯。DSSS因其基于BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)調(diào)制，效果更好，但要更復(fù)雜，并且成本更高。幅移鍵控/開-關(guān)鍵控(ASK/OOK)是到目前為止最簡單的方法，但要使性能達(dá)到最佳，要求距離更短，并且環(huán)境噪聲要更低。

　　應(yīng)用也可能影響工作頻率。根據(jù)Friis自由空間功率公式，頻率越低(波長越大)，則給定功率下總距離越長。就是說，如果最大距離很關(guān)鍵，就要使用較低的260～470 MHz非認(rèn)證頻帶，而不是更高的900MHz和 2.4 GHz頻帶。另一方面，頻率越低，天線尺寸越大。對某些便攜式應(yīng)用或移動應(yīng)用，這可能成為一個實際問題，是需要權(quán)衡考慮的一項關(guān)鍵因素。

　　最后，可能影響選擇的一個關(guān)鍵問題是安全性。Bluetooth、IrDA和ISM頻帶中不具備安全性，而UWB、Wi-Fi及ZigBee則具有。

　　第四步：制造還是購買?

　　在本步驟中，必須確定制造和購買哪個更好。如果項目需要盡可能低成本的嵌入式方案，或許就要選擇芯片并設(shè)計自己的方案。如果應(yīng)用允許，可以合并現(xiàn)有模塊而加快設(shè)計的完成。

　　這些模塊有無線連接需要的所有東西，有時還包括有天線。費(fèi)用要高一些，而且模塊一般體積要大一些，并且價格更高。不過，對某些小批量且體積/成本要求靈活的應(yīng)用，選擇這些模塊相當(dāng)好。如果對無線了解越少，則選擇模塊方法更佳。

　　第五步：天線

　　不要忘記還有天線，天線是所有無線設(shè)備中的關(guān)鍵機(jī)械部件。實際上，一開始就要把天線考慮在內(nèi)，因為應(yīng)用能否成功取決于它。

　　第六步：符合FCC

　　要為“聯(lián)邦通訊委員會(FCC)”測試作準(zhǔn)備。無線設(shè)備已經(jīng)設(shè)計好之后，需要得到FCC的使用和銷售認(rèn)可。FCC要求產(chǎn)品能達(dá)到設(shè)備所屬分類已有輻射限值的認(rèn)證。此外，所有有意輻射體都必須有完整FCC證書。

　　自己可以對設(shè)備進(jìn)行測試，但大多數(shù)公司將此分包給專門進(jìn)行此類業(yè)務(wù)的機(jī)構(gòu)來完成。在Yahoo或Google里輸入“FCC testing”就能找到幾十家。要確認(rèn)預(yù)算中包括了這項服務(wù)費(fèi)用。