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移動調(diào)制解調(diào)器采用無線連接降低硬件成本

電子設計 ? 來源:郭婷 ? 作者:電子設計 ? 2019-03-25 09:01 ? 次閱讀
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在設置機器對機器(M2M通信的基礎設施時,系統(tǒng)將利用各種無線網(wǎng)絡方案進行互連。但是,要利用802.11(Wi-Fi),ZigBee和其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡標準等無線網(wǎng)絡標準,還必須安裝其他子系統(tǒng),如接入點,路由器和其他與網(wǎng)絡相關的硬件。對于設計人員來說,使用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在M2M網(wǎng)絡上發(fā)送數(shù)據(jù)的可行替代方案是已經(jīng)安裝的蜂窩電話網(wǎng)絡。

在許多情況下,諸如Wi-Fi或ZigBee之類的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡產(chǎn)品,甚至是專有解決方案,可以通過從附近的M2M設備收集數(shù)據(jù)然后聚合它來與蜂窩網(wǎng)絡協(xié)同工作。然后,聚合數(shù)據(jù)通過蜂窩網(wǎng)絡發(fā)送到中央主機位置。因此,可以設置蜂窩系統(tǒng),以便在短時間或長時間內(nèi)定期發(fā)送數(shù)據(jù),而不是安裝可以連續(xù)將數(shù)據(jù)發(fā)送回中央系統(tǒng)的專用的全時以太網(wǎng)連接,取決于數(shù)據(jù)量和蜂窩連接的吞吐量。

每個連接的設備,自動售貨機,醫(yī)療設備,智能設備,公用事業(yè)網(wǎng)絡,工業(yè)系統(tǒng)等都可以具有蜂窩調(diào)制解調(diào)器,如果它們彼此不是非常接近的話。當多個設備相對接近時,使用諸如ZigBee,藍牙,Wi-Fi或其他無線接口的短程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)發(fā)送到本地聚合點可以降低硬件成本。一旦聚合了數(shù)據(jù),就可以使用蜂窩調(diào)制解調(diào)器使用許多蜂窩標準之一(GSM,EDGE,HSPA,LTE等,圖1)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C系統(tǒng)。隨著蜂窩調(diào)制解調(diào)器的成本下降,現(xiàn)場的每個設備都可以配備自己的調(diào)制解調(diào)器。

移動調(diào)制解調(diào)器采用無線連接降低硬件成本

圖1:用于工業(yè)/商業(yè)應用的典型蜂窩/無線網(wǎng)絡可能包含一組使用ZigBee,藍牙或Wi-的短距離無線設備Fi將數(shù)據(jù)發(fā)送到本地聚合點,然后蜂窩調(diào)制解調(diào)器可以將聚合數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程系統(tǒng)。

蜂窩調(diào)制解調(diào)器模塊

根據(jù)ABI Research的數(shù)據(jù),蜂窩調(diào)制解調(diào)器模塊的出貨量每年增長約21%。這一增長包括五個世界區(qū)域,以及七種覆蓋2G,3G和4G標準的空中接口技術。如今,設計人員可以設計自己的蜂窩調(diào)制解調(diào)器,這要歸功于基帶芯片和手機中常用的RF前端的廣泛可用性。然而,這些產(chǎn)品需要設計師的專業(yè)知識來布局和實現(xiàn)全板設計,這通常是一個漫長的過程。在許多情況下,購買可嵌入模塊(如iCell智能Socketmodem,Cell Socketmodem模塊或Multi-Tech Systems的SocketModem Edge)可能更經(jīng)濟,更節(jié)省時間(圖2)。

圖2:可嵌入的蜂窩調(diào)制解調(diào)器卡,來自Multi-Tech Systems的SocketModem,允許設計人員快速開發(fā)他們的系統(tǒng)而無需設計調(diào)制解調(diào)器。簡單的界面允許設計人員插入卡并加載驅(qū)動程序。

iCell和Cell模塊均基于雙頻(800/1,900 MHz)EV-DO Rev A標準通過2G和3G接口連接,該標準向后兼容EV-DO Rev 0和CDMA2000 1xRTT。嵌入式通用IP堆棧允許任務關鍵型應用程序的自動/持久連接和增強的M2M功能。 GPS功能允許該模塊用于需要產(chǎn)品跟蹤的應用(例如,卡車車隊管理)。模塊可以使用串行或USB端口連接到系統(tǒng),串行DTE接口能夠處理921.6 kbits/s的數(shù)據(jù)速率。

多技術SocketModem Cell蜂窩調(diào)制解調(diào)器是一款完整的,隨時可集成的通信設備,可提供基于標準的雙頻CDMA2000 1xRTT性能。這種快速上市的通信設備允許開發(fā)人員以最少的開發(fā)時間和費用為產(chǎn)品添加無線通信。 SocketModem Cell蜂窩調(diào)制解調(diào)器基于行業(yè)標準的開放接口,采用Multi-Tech的通用插座設計(開發(fā)套件可用于Universal Socket SocketModem產(chǎn)品)。 SocketModem Cell將控制器,RF收發(fā)器和天線接口集成到一個設備中。這種集成需要低功耗,低占地面積,并且總體上降低了成本。

完整的開發(fā)套件Multiconnect OCG-D匯集了蜂窩硬件開發(fā)套件,其中包括調(diào)制解調(diào)器,電纜和Multi-Tech的Core CDP,Linux操作系統(tǒng)的分發(fā)版本以及完整的Linux構(gòu)建環(huán)境因此設計師可以在短時間內(nèi)制作他們的自定義應用程序(圖3)。調(diào)制解調(diào)器本身由一個ARM9處理器組成,它執(zhí)行SocketModem的所有內(nèi)務和控制(圖4)。調(diào)制解調(diào)器預先封裝在一個緊湊的金屬外殼中,包括USB主機和設備端口,一個RS-232端口,一個10/100-Mbit以太網(wǎng)端口和一個可定制的36針通用I/O端口對于應用程序,(參見圖3中的前景圖像),包括SPI,I2C,串行,ADC和GPS連接。

圖3:Multi-Tech的Multiconnect OCG-D開發(fā)套件包含蜂窩調(diào)制解調(diào)器,所有電纜以及Linux操作系統(tǒng)公司的CoreCDP分發(fā)版本。

移動調(diào)制解調(diào)器采用無線連接降低硬件成本

圖4:Multi-Tech開發(fā)套件中包含的完整蜂窩調(diào)制解調(diào)器使用ARM 9來處理內(nèi)務和調(diào)制解調(diào)器控制,并提供36引腳可編程通用I/O端口,設計人員可根據(jù)應用進行定制。

OCD-G的硬件規(guī)格包括400 MHz ARM9 CPU,256 Mbyte NAND閃存,64 Mbyte SDRAM和2 GB工業(yè)級SD閃存卡。所有MultiConnect OCG-D開發(fā)人員套件和部署模型均通過PTCRB認證,可以減輕工程師獨立獲得這些認證的負擔和費用。 (PTCRB成立于1997年,是北美移動網(wǎng)絡運營商的無線設備認證論壇.PTCRB的目的是提供蜂窩GERAN(GSM),UTRA(UMTS)和E-UTRA(LTE)移動的框架。設備和模塊獲得在PTCRB運營商網(wǎng)絡上使用的認證。)

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