M2M系統(tǒng)蜂窩調(diào)制解調(diào)器

通過利用該運(yùn)營商已經(jīng)到位的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施，設(shè)計(jì)人員可以利用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而不是Wi-Fi或收集數(shù)據(jù)或提供遠(yuǎn)程管理的替代網(wǎng)絡(luò)接口。非常適合中小規(guī)模的數(shù)據(jù)包，蜂窩網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)闆]有本地Wi-Fi熱點(diǎn)或中繼器需要為每個(gè)連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備可以減少硬件預(yù)算的大型，分布式系統(tǒng)。此外，蜂窩調(diào)制解調(diào)器有一個(gè)較長的距離(該信號可以走得更遠(yuǎn))比Wi-Fi或其他無線網(wǎng)絡(luò)接口。有這取決于你所需要的數(shù)據(jù)傳輸速率，并在需要連接的區(qū)域中可用的運(yùn)營商多個(gè)蜂窩選項(xiàng)?，F(xiàn)在使用中的各種標(biāo)準(zhǔn)包括GSM / GPRS，CDMA 2000，HSPA EVDO / CDMA，EDGE，和LTE。在一些地區(qū)的2G移動(dòng)電話服務(wù)可以提供低數(shù)據(jù)速率連接高達(dá)約40千比特/秒，以提高連接速度，3G服務(wù)，如EDGE和CDMA2000和HSPA +可以提供數(shù)據(jù)傳輸速率高達(dá)約3.1兆比特/秒和21兆比特/秒，分別，而對于最高的數(shù)據(jù)傳輸速率，4G技術(shù)(LTE)服務(wù)，EVDO / CDMA和HSPA +可以提供高達(dá)100兆比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率，這取決于在載體上。另外，公司現(xiàn)在正在研究什么被稱為5G網(wǎng)絡(luò)，這將提供另一種在數(shù)據(jù)傳輸速度提高了十倍，當(dāng)它成為真正的，可能是在2017分之2016時(shí)間幀或更高。

幸運(yùn)的是，對于機(jī)器對機(jī)器(M2M)通信的大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸不涉及大量的數(shù)據(jù)，但是，而是使用幾百短脈沖串到幾千個(gè)字節(jié)。然而，傳輸速度仍然是重要的 - 總之，數(shù)據(jù)高速連發(fā)往往會消耗比數(shù)據(jù)的速度較慢，連續(xù)流更少的功率。在短時(shí)間讓基帶處理器花更多的時(shí)間在自己的省電模式，從而大大降低了功耗。在任何蜂窩調(diào)制解調(diào)器的心臟是基帶處理器，其中，由于高容量的生產(chǎn)，在過去的幾年蜂窩電話，已經(jīng)被集成到單個(gè)芯片上，從而簡化了調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)。

在Skywire家族從NimbeLink(圖1)的典型的調(diào)制解調(diào)器模塊被擠進(jìn)一個(gè)XBEE模塊格式(29x33×6.5毫米)由Digi國際創(chuàng)建。這種模塊也對開發(fā)板，如各種基于ARM處理器的Arduino電路板廣泛使用。從NimbeLink和GPS/GLONASS收發(fā)器圖1小插件模塊圖片：提供所有基本功能的3G手機(jī)嵌入式調(diào)制解調(diào)器，一個(gè)小插件模塊從NimbeLink(左)為設(shè)計(jì)者提供了3G CDMA蜂窩接口，基于泰利特基帶處理子系統(tǒng)(右)GPS / GLONASS收發(fā)器。XBEE模塊格式提供了NimbeLink的Skywire家族具有不同的蜂窩接口模塊的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口。(NimbeLink提供)然而，除非單位體積超過特定項(xiàng)目的成本交叉點(diǎn)，它可能是更經(jīng)濟(jì)，更快捷地購買，而不是從芯片級打造成為一個(gè)調(diào)制解調(diào)器模塊。此外，在購買模塊繞過需要獲得FCC認(rèn)證由于模塊通常預(yù)認(rèn)證。交叉點(diǎn)集結(jié)VS買入取決于多種因素 - 所需要的數(shù)量，所需的功能，交付時(shí)間表，以及該法案 - - 材料與組件成本的費(fèi)用。在哪里畫線將改變對案件逐案的基礎(chǔ)，但一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則的提出的交叉點(diǎn)最低為10000臺，甚至可能更高?，F(xiàn)成嵌入蜂窩方案有兩種基本形式 - 小電路板模塊，例如從NimbeLink所述Skywire 3G CDMA模塊，它可以從插入在主電路板上的插座(如圖1)，或者更工業(yè)強(qiáng)度金屬澆注模塊(例如，從多技術(shù)系統(tǒng)，在圖2所示的CDMA調(diào)制解調(diào)器)，它可以在某處一個(gè)系統(tǒng)柜被安裝并扎入宿主使用RS-232端口，USB電纜，或其他一些接口。從NimbeLink模塊，2G(Skywire GSM / GPRS)，提供3G和4G版本和所有使用XBEE外形提供了通用的足跡。數(shù)據(jù)傳輸速率的范圍從低至40千位/秒的較舊的2G的GSM / GPRS模塊，以153.6千位/秒為2G的CDMA2000模塊。移動(dòng)到3G版本，高達(dá)3.1 Mb / s的數(shù)據(jù)傳輸速率是可能的CDMA / GPRS單元和使用HSPA +或UMTS標(biāo)準(zhǔn)跳起至21兆比特/秒。 4G的實(shí)現(xiàn)提供了使用LTE和HSPA的標(biāo)準(zhǔn)+高達(dá)100 Mb / s的數(shù)據(jù)傳輸速率。所有模塊包括一個(gè)UART端口，USB端口，A / D轉(zhuǎn)換器，和幾個(gè)通用I / O線。

來自多技術(shù)圖2的CDMA調(diào)制解調(diào)器的圖片：坐落在一個(gè)堅(jiān)固的金屬外殼，由多本科技CDMA調(diào)制解調(diào)器將在家里的工廠或安裝在機(jī)柜中。除了OEM模塊組裝單位，嵌入式蜂窩解決方案的許多供應(yīng)商也提供開發(fā)套件，為設(shè)計(jì)者提供了多種連接方式。例如，DEV-包從Rabbit半導(dǎo)體/ Digi International的配備只是一切設(shè)計(jì)人員需要，所有的軟件工具，開發(fā)板，以及所有的各種插頭和電纜連接和電源板(圖3)。除了開發(fā)套件，該公司還提供了配有GSM，EDGE，HSPA / HSPA +和CDMA-1XRTT和EV-DO接口的路由網(wǎng)關(guān)。

從半導(dǎo)體圖3開發(fā)工具包的形象：從開發(fā)Rabbit半導(dǎo)體套件為設(shè)計(jì)人員提供軟件開發(fā)工具，電纜，電源，和調(diào)制解調(diào)器。設(shè)計(jì)人員只需要添加自己的SIM卡。模塊，如Skywire單位從NimbeLink消耗約580毫安時(shí)活躍，約12毫安而空轉(zhuǎn)，而只有1.2毫安的節(jié)電模式。他們從3.5至4.3 V的電源進(jìn)行操作，并且額定-40工業(yè)溫度范圍+ 85℃。一個(gè)模塊或金屬外殼的工業(yè)級調(diào)制解調(diào)器是否被選擇，設(shè)計(jì)人員必須確定所需要的數(shù)據(jù)速率和該蜂窩標(biāo)準(zhǔn)來使用。在一些情況下，調(diào)制解調(diào)器可結(jié)合多個(gè)蜂窩標(biāo)準(zhǔn)來處理各種應(yīng)用。當(dāng)然，與任何蜂窩調(diào)制解調(diào)器的，需要一種用于識別一個(gè)SIM卡，并連接到一個(gè)特定的載波 - ATT公司，短跑，Verizon的，等等;而當(dāng)系統(tǒng)被激活時(shí)，它也必須有一個(gè)載體的服務(wù)計(jì)劃。該服務(wù)計(jì)劃可以只是簡單的文本信息，或各種數(shù)據(jù)的計(jì)劃來設(shè)置取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者多少數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)系統(tǒng)傳送按月。