reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
reklama
© DigiKey Technologie | 22 wrze艣nia 2017

Aplikacje IoT w sieciach bezprzewodowych PAN i WAN (cz.1)

Pocz膮wszy od ko艅ca lat 90-tych XX wieku trwa nieustanna ewolucja technik modulacji i technologii przesy艂ania oraz odbierania sygna艂贸w cyfrowych. IoT jest ostatnim rozdzia艂em w tej historii.
Zapotrzebowanie na bezprzewodowe rozwi膮zania skierowane do IoT wp艂ywaj膮 na innowacje w zakresie technologii skierowanych do sieci osobistych (Personal Area Network) i rozleg艂ych (Wide Area Network). Korzystanie z technologii bezprzewodowej wymaga przestrzegania ogranicze艅 wynikaj膮cych z regulacji prawnych, monitorowania i reagowania na zagro偶enia w zakresie bezpiecze艅stwa oraz zapewnienia zgodno艣ci pomi臋dzy poszczeg贸lnymi sieciami. W du偶ej mierze najnowsze protoko艂y i ich wdro偶enia na poziomie krzemu s膮 w stanie rozwi膮za膰 obecne problemy.

Na fali Bluetooth 5

W przypadku sieci osobistych PAN, to na dzie艅 dzisiejszy 偶adna inna technologia nie jest szybciej rozwijana ni偶 Bluetooth, a wraz z pojawieniem si臋 Bluetooth 5 mo偶e to nast膮pi膰 jeszcze szybciej. Najnowszy standard tej specyfikacji jest wa偶n膮 aktualizacj膮, poniewa偶 zawiera mi臋dzy innymi obs艂ug臋 sieci o architekturze typu mesh oraz struktur臋 umo偶liwiaj膮c膮 bezpo艣rednie po艂膮czenia pomi臋dzy urz膮dzeniami, co eliminuje potrzeb臋 u偶ycia centralnego huba. Celem wprowadzanych zmian jest powstanie technologii Bluetooth PAN, kt贸rej mo偶liwo艣ci pod wzgl臋dem obs艂ugi ilo艣ci i wielko艣ci urz膮dze艅 s膮 nieograniczone. Inne zalety dotycz膮 znacznej poprawy zasi臋gu, przepustowo艣ci oraz redukcji zu偶ycia energii, co dodatkowo zwi臋kszy u偶yteczno艣膰 technologii Bluetooth, a tym samym wp艂ynie na wzrost liczby u偶ywanych urz膮dze艅.

Jednym z pierwszych zintegrowanych urz膮dze艅 obs艂uguj膮cych Bluetooth 5 jest uk艂ad DA14586 od firmy Dialog Semiconductor. Ten wysoce zintegrowany uk艂ad SoC zosta艂 wyposa偶ony w trzy mikroprocesory: ARM Cortex-M0 przeznaczony dla kodu aplikacji, dedykowany procesor dla warstwy 艂膮cza danych oraz procesor do obs艂ugi 128-bitowego algorytmu szyfrowania AES (Advanced Encryption Standard). Posiada zintegrowany modu艂 radiowy CMOS 2,4GHz z obs艂ug膮 transmisji jednoprzewodowej. Dzi臋ki swoim ma艂ym rozmiarom, wysokiemu poziomowi integracji i du偶ej energooszcz臋dno艣ci uk艂ady takie jak DA14586 s膮 idealne dla rozwi膮za艅 IoT.

Kluczowym zagadnieniem w konstrukcji system贸w bezprzewodowych jest antena. W celu redukcji koszt贸w BOM-u oraz ca艂kowitego kosztu systemu zaleca si臋 umieszczenie anteny na p艂ytce drukowanej. Jest to ideale wyj艣cie, ale jak pokazuje praktyka, w przypadku ka偶dego projektu RF nale偶y kierowa膰 si臋 pewnymi szczeg贸lnymi wymaganiami. Istotne jest zapewnienie solidnej, stabilnej mechaniczne p艂aszczyzny uziemienia po艂膮czonej z anten膮 mo偶liwie najwi臋ksz膮 ilo艣ci膮 otwor贸w przelotowych oraz zmniejszenie rozmiar贸w tak, 偶eby zminimalizowa膰 wzajemne sprz臋ganie si臋 element贸w pracuj膮cych na wysokich cz臋stotliwo艣ciach. Naj艂atwiej mo偶na to zrealizowa膰 stosuj膮c wielowarstwow膮 p艂ytk臋 drukowan膮, kt贸ra pomaga w implementacji najpopularniejszego formatu anteny - anteny odwrotnej IFA (Inverted-F Antenna). Dla potrzeb komunikacji Bluetooth mo偶liwe jest r贸wnie偶 u偶ycie zredukowanego formatu IFA, kt贸ry w por贸wnaniu z pe艂nym formatem IFA, zmniejsza wymagan膮 powierzchni臋 PCB o po艂ow臋, gwarantuj膮c jednocze艣nie akceptowaln膮 szeroko艣膰 pasma.

Poni偶sze rysunki przedstawiaj膮 odpowiednio, projekt pe艂nej anteny IFA i o zmniejszonej wielko艣ci, wykonane na g贸rnej warstwie wielowarstwowej p艂ytki dla uk艂adu DG14586.


Rysunek 1. Pe艂na antena typu IFA


Rysunek 2. Zmniejszona antena typu IFA

Nale偶y przy tym pami臋ta膰, 偶e dopasowanie anteny zale偶y od zastosowanego laminatu i ca艂kowitej grubo艣ci p艂yty. Dodatkowo, antena powinna by膰 umieszczona w odpowiedniej odleg艂o艣ci od wszystkich element贸w, kt贸re mog膮 zak艂贸ca膰 transmisj臋. Generalnie zaleca si臋 zachowanie co najmniej 5mm pustego obszaru wok贸艂 anteny, co pozwala unikn膮膰 stosowania dodatkowego ekranu.

Druga cz臋艣c artyku艂u w poniedzia艂ek!

Artyku艂 opublikowano dzi臋ki uprzejmo艣ci firmy DigiKey
Wszelkie prawa zastrze偶one 漏 DigiKey
reklama
reklama
Za艂aduj wi臋cej news贸w
December 05 2018 15:01 V11.10.4-2