SILICON LABS SoC Sub-GHz e selector de módulos

Información do produto

• Especificacións
  • Nome do produto: Guía de selección de módulos e SoC sub-GHz
  • Websitio: https://www.silabs.com/wireless/proprietary
• Introdución ás redes sub-GHz
  • As tecnoloxías Wi-Fi, Bluetooth e Zigbee son protocolos de 2.4 GHz moi comercializados e que se usan amplamente nos mercados actuais.
  • Non obstante, para aplicacións de baixa taxa de datos, como a seguridade/automatización doméstica e a medición intelixente, os sistemas sen fíos sub-GHz ofrecen varias vantaxes.tages, incluíndo maior alcance, redución do consumo de enerxía e menores custos operativos e de implantación.
  • Unha aplicación común para sub-GHz é no campo da automatización industrial, onde os sensores e outros dispositivos precisan comunicarse entre si a longas distancias en ambientes duros.
  • Ao usar redes de sub-GHz, estes dispositivos poden manter unha conexión fiable incluso en áreas con altos niveis de interferencia, como fábricas e almacéns.
  • As redes sub-GHz tamén se poden usar para aplicacións agrícolas e de vixilancia ambiental.
  • Por exampOs agricultores poden usar sensores sen fíos para controlar a humidade do solo, a temperatura e outras variables en grandes campos, o que lles permite optimizar o rego e outras prácticas agrícolas.
  • Dous grandes avancestagAs redes de sub-GHz son a súa capacidade para atravesar obstáculos como muros e edificios e o seu baixo consumo de enerxía.
  • A penetración do sinal é útil en ambientes nos que non é posible a comunicación en liña de visión, como dentro de edificios con muros grosos.
  • Ao usar redes de sub-GHz, os dispositivos poden manter unha conexión fiable mesmo nestes entornos desafiantes.
  • Isto, xunto co seu baixo consumo de enerxía, significa que as redes sub-GHz poden ser especialmente útiles cando os dispositivos necesitan funcionar con baterías durante períodos prolongados.
  • Ao usar redes de sub-GHz, os dispositivos poden transmitir datos a distancias máis longas mentres consomen menos enerxía, o que lles permite funcionar durante semanas ou incluso meses cunha soa batería.
  • Crítico sen fíos sub-GHz para infraestrutura intelixente
  • A tecnoloxía sen fíos sub-GHz é fundamental para as aplicacións de infraestrutura intelixente. Ofrece comunicación fiable a longas distancias en ambientes desafiantes. Para máis información, visite https://www.silabs.com/wireless/proprietary.
• Apertura de portas na casa intelixente
  • As frecuencias sub-GHz son incriblemente útiles para o desenvolvemento de dispositivos IoT domésticos intelixentes con baixa taxa de transmisión de datos.
  • Permiten unha serie de funcións e capacidades que non se poden obter mediante outros protocolos de comunicación. Para máis información, visite https://www.silabs.com/wireless/proprietary.
• Consideracións clave para a implantación sen fíos sub-GHz
  • Ao implementar tecnoloxía sen fíos sub-GHz, hai que ter en conta as principais prioridades para maximizar o seu potencial:
    • Rango: As radios sub-GHz ofrecen capacidades de maior alcance en comparación coas tecnoloxías sen fíos de frecuencia máis alta.
    • Consumo de enerxía: As radios sub-GHz teñen un menor consumo de enerxía debido aos seus requisitos de ancho de banda máis baixos e á maior sensibilidade do receptor. Poden funcionar durante períodos prolongados cunha soa batería.
    • Interferencia: A tecnoloxía sub-GHz reduce a interferencia doutros sinais de 2.4 GHz, o que resulta en menos reintentos e un funcionamento máis eficiente.

Instrucións de uso do produto

• Paso 1: Comprender as vantaxes das redes sub-GHz
  • As redes sub-GHz ofrecen vantaxestagtales como un maior alcance, un consumo de enerxía reducido e unha mellor penetración do sinal. Estes beneficios fan que sexa axeitado para aplicacións de baixa velocidade de datos, automatización industrial, vixilancia ambiental e desenvolvemento de dispositivos IoT domésticos intelixentes.
• Paso 2: Seleccionando os SoC e os transceptores correctos
  • Visita o websitio https://www.silabs.com/wireless/proprietary. para acceder á Guía de selección de módulos e SoC sub-GHz. Esta guía axudarache a escoller os SoC (System on Chips) e os transceptores adecuados para a túa aplicación IoT específica de sub-GHz.
• Paso 3: Implantación de tecnoloxía sen fíos sub-GHz
  • Considere as principais prioridades para a implantación sen fíos sub-GHz:
    • Rango: Asegúrate de que as radios sub-GHz escollidas proporcionan un alcance suficiente para a túa aplicación.
    • Consumo de enerxía: Adántachetage do menor consumo de enerxía das radios sub-GHz ao optimizar o uso da batería e maximizar o tempo de funcionamento.
    • Interferencia: Minimiza a interferencia doutros sinais de 2.4 GHz para mellorar a eficiencia do teu sistema sen fíos de sub-GHz.
• Paso 4: Integración de redes sub-GHz na súa aplicación
  • Siga as directrices de integración proporcionadas polos SoC e os transceptores seleccionados para incorporar redes de sub-GHz á súa aplicación. Consulte o manual de usuario ou a documentación proporcionada polo fabricante para obter instrucións detalladas.
• FAQ (Preguntas máis frecuentes)
  • Q: Cales son os advantages de redes sub-GHz?
  • A: As redes sub-GHz ofrecen vantaxestagtales como un maior alcance, un consumo de enerxía reducido e unha mellor penetración do sinal. É especialmente útil en aplicacións de baixa velocidade de datos, automatización industrial, vixilancia ambiental e desenvolvemento de dispositivos IoT domésticos intelixentes.
  • Q: Onde podo atopar a guía de selección de módulos e SoC sub-GHz?
  • A: Podes atopar a Guía de selección de módulos e SoC sub-GHz na páxina websitio https://www.silabs.com/wireless/proprietary.
  • Q: Que debo ter en conta ao implementar tecnoloxía sen fíos sub-GHz?
  • A: Ao implementar tecnoloxía sen fíos sub-GHz, ten en conta factores como o alcance, o consumo de enerxía e as interferencias. Asegúrate de que as radios escollidas proporcionan un alcance suficiente, optimizan o consumo de enerxía para maximizar a duración da batería e minimizan as interferencias doutros sinais.

Guía de selección de módulos e SoC sub-GHz

• Selección dos SoC e transceptores axeitados para as túas aplicacións IoT sub-GHz.

Introdución

Introdución ás redes sub-GHz

• Para construír un sistema sen fíos avanzado, a maioría dos desenvolvedores acaban elixindo entre dúas opcións de banda de radio industrial, científica e médica (ISM): frecuencias de 2.4 GHz ou sub-GHz.
• Asociar un ou outro coas prioridades máis altas do sistema proporcionará a mellor combinación de rendemento sen fíos e economía.
• A rede sub-GHz refírese ao uso de frecuencias de radio inferiores a 1 GHz para a comunicación sen fíos entre dispositivos.
• Nos últimos anos, houbo un crecente interese por esta tecnoloxía debido aos seus moitos beneficios, incluíndo maior alcance, menor consumo de enerxía e mellor penetración a través das paredes e outros obstáculos.
• As tecnoloxías Wi-Fi, Bluetooth e Zigbee son protocolos de 2.4 GHz moi comercializados e que se usan amplamente nos mercados actuais.
• Non obstante, para aplicacións de baixa taxa de datos, como a seguridade/automatización doméstica e a medición intelixente, os sistemas sen fíos sub-GHz ofrecen varias vantaxes.tages, incluíndo maior alcance, redución do consumo de enerxía e menores custos operativos e de implantación.
• Unha aplicación común para sub-GHz é no campo da automatización industrial, onde os sensores e outros dispositivos precisan comunicarse entre si a longas distancias en ambientes duros.
• Ao usar redes de sub-GHz, estes dispositivos poden manter unha conexión fiable incluso en áreas con altos niveis de interferencia, como fábricas e almacéns.
• As redes sub-GHz tamén se poden usar para aplicacións agrícolas e de vixilancia ambiental.
• Por exampOs agricultores poden usar sensores sen fíos para controlar a humidade do solo, a temperatura e outras variables en grandes campos, o que lles permite optimizar o rego e outras prácticas agrícolas.
• Dous grandes avancestagAs redes de sub-GHz son a súa capacidade para atravesar obstáculos como muros e edificios e o seu baixo consumo de enerxía.
• A penetración do sinal é útil en ambientes nos que non é posible a comunicación en liña de visión, como dentro de edificios con muros grosos. Ao usar redes de sub-GHz, os dispositivos poden manter unha conexión fiable mesmo nestes entornos desafiantes.
• Isto, xunto co seu baixo consumo de enerxía, significa que as redes sub-GHz poden ser especialmente útiles cando os dispositivos necesitan funcionar con baterías durante períodos prolongados. Ao usar redes de sub-GHz, os dispositivos poden transmitir datos a distancias máis longas mentres consomen menos enerxía, o que lles permite funcionar durante semanas ou incluso meses cunha soa batería.
• As redes sen fíos sub-GHz poden proporcionar unha solución extremadamente rendible en calquera sistema de baixa taxa de datos, desde conexións simples punto a punto ata redes de malla moito máis grandes, onde os enlaces de radio de longo alcance e robustos e unha duración prolongada da batería están a levar. prioridades.
• A maior potencia de saída regulamentaria, a absorción reducida, a menor contaminación espectral e o funcionamento de banda estreita aumentan o rango de transmisión. A mellor eficiencia do circuíto, a mellora da propagación do sinal e unha menor pegada de memoria reducen o consumo total de enerxía, o que pode producir anos de funcionamento con batería.

Infraestrutura intelixente

Crítico sen fíos sub-GHz para infraestrutura intelixente

• Sub-GHz ofrece unha solución de baixo consumo e de longo alcance para infraestruturas nas que a conectividade debe ser inmune á crecente cantidade de ruído de 2.4 GHz.
• As aplicacións poden variar moito, incluíndo a medición de servizos públicos, o seguimento de activos ata a iluminación pública, os semáforos e mesmo os parquímetros.
• As capacidades de malla de longo alcance dalgunhas tecnoloxías sub-GHz permiten a conectividade robusta necesaria para estas aplicacións.
• As tecnoloxías sub-GHz formaron a columna vertebral destas redes críticas e a aparición de novos protocolos baseados en estándares reforza aínda máis a súa posición neste espazo.

Apertura de portas na casa intelixente

• Aínda que son coñecidas por dirixirse a cidades intelixentes e casos de uso de conectividade industriais, de varios quilómetros (millas), as frecuencias inferiores a GHz son incriblemente útiles para o desenvolvemento de dispositivos IoT domésticos intelixentes de baixa taxa de transmisión de datos.
• Como? Permiten unha serie de funcións e capacidades que non se poden obter mediante outros protocolos de comunicación.
• Sub-GHz é particularmente eficaz en aplicacións domésticas intelixentes debido a varias vantaxes clavetagé que ofrece tecnoloxías sen fíos de maior frecuencia.

Consideracións clave

Consideracións clave para a implantación sen fíos sub-GHz

Hai prioridades fundamentais a ter en conta á hora de implantar este tipo de tecnoloxía. Exploremos cales son esas prioridades e como poden axudarche a maximizar o potencial da túa implantación sen fíos sub-GHz.

Rango

• O alcance dun sistema de sub-GHz pode variar moito dependendo do entorno operativo, polo que é importante identificar os obstáculos que poidan afectar a intensidade do sinal ou interferir coa transmisión de datos.
• Por exampPor exemplo, se está a usar unha antena exterior, terá que ter en conta como poden afectar a intensidade do sinal os edificios próximos ou outros obxectos metálicos.
• Ademais, se pensas usar varias antenas nunha zona con altos niveis de interferencia de radio, como cidades ou zonas urbanas, debes asegurarte de que cada antena estea ben espaciada para evitar interferencias entre elas.
• As radios sub-GHz poden proporcionar un rendemento de rango superior sobre as aplicacións de 2.4 GHz debido ás taxas de atenuación, a desvanecemento e a difracción avanzada.tages.
• As frecuencias sub-GHz divídense en dúas categorías principais: UHF (Ultra High Frequency) e VHF (Very High Frequency). As bandas UHF teñen frecuencias máis altas que as bandas VHF, o que significa que son máis eficientes e proporcionan un mellor rango que as bandas VHF.
• Non obstante, as bandas UHF tamén requiren máis potencia para funcionar e poden non ser adecuadas para todas as aplicacións.
• Polo tanto, é importante considerar coidadosamente os requisitos da súa aplicación antes de seleccionar unha banda de frecuencia.

Consumo de enerxía

• As radios sub-GHz poden axudar a reducir o consumo de enerxía debido aos seus requisitos de ancho de banda máis baixos e á maior sensibilidade do receptor.
• Ademais, a interferencia doutros sinais de 2.4 GHz redúcese, o que resulta en menos reintentos e un funcionamento máis eficiente.
• Este tipo de tecnoloxía require un consumo de enerxía relativamente baixo en comparación con outras tecnoloxías de comunicación como Wi-Fi ou redes móbiles, pero isto non significa que o consumo de enerxía deba pasarse por alto.
• Ao deseñar a arquitectura do seu sistema, é importante ter en conta a eficiencia enerxética empregando compoñentes con baixo consumo de enerxía en espera e optimizando os tamaños dos paquetes de datos para que só se transmita a información necesaria polas ondas, minimizando a latencia e o consumo de batería nos dispositivos que usan radios sub-GHz para finalidades de comunicación.

Tarifas de datos

• As radios sub-GHz son ideais para aplicacións de baixa velocidade de datos debido ao seu funcionamento de banda estreita, que permiten a transmisión eficiente de pequenas cantidades de datos.

Tamaño da antena

• Aínda que as antenas sub-GHz poden ser máis grandes que as usadas nas redes de 2.4 GHz, o tamaño e a frecuencia da antena son inversamente proporcionais. O tamaño de antena óptimo para aplicacións de 433 MHz pode ser de ata sete polgadas.

Consideracións clave para a implantación sen fíos sub-GHz

Interoperabilidade

• Os sistemas sen fíos sub-GHz ofrecen unha maior interoperabilidade que os sistemas de 2.4 GHz debido á súa gama máis ampla de estándares compatibles.
• IEEE802.15.4g e IEEE802.15.4e son dous estándares de uso habitual. Hai dispoñibles varias solucións estándar para as capas de radio PHY, MAC e pila para aplicacións de 2.4 GHz e sub-GHz.
• 802.15.4 (PHY/MAC), Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi e RF4CE son solucións de 2.4 GHz moi utilizadas.
• As solucións baseadas en estándares de sub-GHz inclúen Zigbee, EnOcean, io-homecontrol®, ONE-NET, INSTEON® e Z-Wave. Mentres que as solucións estándar ofrecen a vantaxetagEn canto aos nodos interoperables independentes do provedor, normalmente aumentarán o custo e a pegada de cada nodo.
• Con funcións especializadas e pequenas pilas de software, as solucións propietarias poden conseguir tamaños de matriz máis pequenos e pegadas de memoria reducidas. As pilas menos complexas tamén simplifican as implantacións e reducen os custos de mantemento.
• Polo tanto, as solucións propietarias de sub-GHz poden ofrecer redes localizadas punto a punto menos custosas, como un abridor de portas de garaxe ou un sistema de domótica.

Implementación mundial

• Os sistemas sen fíos sub-GHz están dispoñibles en todo o mundo, con diferentes países e rexións que usan diferentes conxuntos de frecuencias sub-GHz.
• É importante asegurarse de que o sistema cumpre coa normativa da rexión na que se vai implantar.
• Por exemplo, os fabricantes de videoxogos que comercializan os seus produtos en todo o mundo usan radios de 2.4 GHz para todas as súas consolas porque é unha asignación ISM global. Do mesmo xeito, as aplicacións sen fíos que usan a banda de 433 MHz comparten unha asignación ISM sub-GHz global, sendo Xapón a única excepción importante do mercado.
• Ademais, 915 MHz úsase amplamente en América do Norte e Australia, 868 MHz está implantado en toda Europa e 315 MHz está dispoñible en América do Norte, Asia e Xapón.
• A implantación sen fíos sub-GHz ten moitas vantaxestagé sobre tecnoloxías de comunicación tradicionais como Wi-Fi ou redes móbiles; non obstante, deben terse en conta certas prioridades fundamentais á hora de implantar este tipo de tecnoloxía para maximizar os seus potenciais beneficios e garantir un funcionamento exitoso en diversos ambientes e condicións.
• Ao elixir a banda de frecuencia correcta, maximizar o alcance mediante a colocación adecuada da antena e separar os elementos nunha zona con altos niveis de interferencia de radio e optimizar o consumo de enerxía mediante consideracións de deseño coidadosas, pode garantir a implantación exitosa da súa rede sen fíos e obter todas as recompensas. asociada a ela.

Instantánea de protocolos de rede sub-GHz

Existen varios tipos de protocolos sub-GHz dispoñibles para o seu uso en comunicacións sen fíos de baixa potencia. As implementacións máis comúns son Amazon Sidewalk, Wi-SUN, e Onda Z, cada un co seu advantages e desavantatages.

• Amazon Sidewalk é unha rede sen fíos compartida que utiliza dispositivos compatibles para ampliar a conectividade.
• Onda Z é un protocolo sub-GHz que usa RF de baixa enerxía para a comunicación de dispositivo a dispositivo.
• Wi-SUN está baseado en IEEE 802.15.4g/e e admite topoloxías en estrela, malla e híbrida.
• Mioty é un protocolo LPWAN que usa a división de telegramas no espectro sen licenza.
• LoRa é unha técnica de radio propietaria baseada na modulación de espectro espallado.
• IEEE 802.11ah usa bandas exentas de licenza de 900 MHz para ampliar o alcance das redes Wi-FI.

Carteira de hardware

Carteira de hardware sub-GHz de Silicon Labs

A nosa carteira de produtos sub-GHz abarca desde transceptores ata SoCs sen fíos multibanda para aplicacións IoT que ofrecen unha potencia ultra baixa, o maior alcance dispoñible e unha potencia de saída de ata 20 dBm mentres cubren as principais bandas de frecuencia.

Desenvolvemento de software propietario co Flex SDK

O Flex SDK é unha suite completa de desenvolvemento de software para aplicacións sen fíos propietarias que ofrece dúas vías de desenvolvemento. O primeiro camiño comeza con Silicon Labs RAIL (Radio Abstraction Interface Layer), que é unha capa de interface de radio intuitiva e facilmente personalizable deseñada para admitir protocolos sen fíos propietarios ou baseados en estándares. O segundo camiño usa Silicon Labs Conectar, unha pila de rede baseada en IEEE 802.15.4 deseñada para crear solucións de rede sen fíos propietarias de base ampla e facilmente personalizables, optimizadas para dispositivos que requiren un baixo consumo de enerxía para bandas de frecuencia sub-GHz e 2.4 GHz e dirixidas a topoloxías de rede sinxelas. O Flex SDK inclúe unha ampla documentación e sampaplicacións le, a popular proba de alcance, funcionalidade para a avaliación de laboratorio, despertar por radio, así como a transmisión e recepción de paquetes bidireccionais. Todos estes exampOs ficheiros son proporcionados no código fonte dos SDK de Flexampas aplicacións. Usando o apoio Simplicity Studio paquete de ferramentas, os desenvolvedores poden aproveitartage da interface gráfica de usuario para xerar rapidamente aplicacións sen fíos, realizar perfís de enerxía e varias optimizacións do sistema.

FG22	FG22	xGM230S	FG25	xG28	xG23	Si44xx
Familia		ZGM, MGF		ZG28, FG28, SG23	ZG23, FG23, SG23
Protocolos	• Propietario	• WM-BUS • Propietario • Conectar	• Wi-Sun • Propietario	• Propietario • CONECTAR • Beira do Amazonas • M-BUS sen fíos • Wi-SUN • Bluetooth 5.4 • Onda Z	• Wi-SUN (só RCP) • M-BUS sen fíos • Propietario, • Beira do Amazonas • Conectar • Onda Z	• M-Bus sen fíos • Propietario • SigFox
Frec. Bandas	2.4 GHz	Sub-GHz	Sub-GHz	Sub-GHz + 2.4 GHz Bluetooth LE	Sub-GHz	Sub-GHz
Modulación Esquemas	• 2 (G)FSK con conformación totalmente configurable • OQPSK DS • (G)MSK	• 2/4 (G)FSK con conformación totalmente configurable • OQPSK DS	• Wi-SUN MR OFDM MCS 0-6 (todas as 4 opcións) • 802.15.4 SOL SR OQPSK con DS • Wi-SUN FSK • 2(G)FSK con conformación totalmente configurable • (G)MSK	• 2/4 (G)FSK con conformación totalmente configurable • OQPSK DS • (G)MSK • OOK	• 2/4 (G)FSK con conformación totalmente configurable • OQPSK DS • (G)MSK • OOK	• 2/4 (G)FSK • (G)MSK • OOK
Núcleo	Cortex-M33 (38.4 MHz) Cortex M0+ (radio)	Cortex-M33 (39 MHz) Cortex M0+ (radio)	Cortex-M33 (97.5 MHz) Cortex M0+ (radio)	Cortex-M33 @78 MHz Cortex M0+ (Radio)	Cortex-M33 (78 MHz) Cortex M0+ (radio)	–
Máx Flash	512 kB	512 kB	1920 kB	1024 kB	512 kB	–
Máx RAM	32 kB	64 kB	512 kB	256 kB	64 kB	–
Seguridade	Bóveda segura - Medio	Bóveda segura - Medio Bóveda segura - Alta	Bóveda segura - Medio Bóveda segura - Alta	Bóveda segura - Medio Bóveda segura - Alta	Bóveda segura - Medio Bóveda segura - Alta	–
Zona de confianza	Si	Si	Si	Si	Si	–
Potencia máxima TX	+6 dBm	+14 dBm	+16 dBm	+20 dBm	+20 dBm	+20 dBm
RX Sensibilidade (50 Kbps GFSK@915 Mhz)	-102.3 dBm @250 kbps O-QPSK DS	-109.7 @40 Kbps	-109.9 dBm	-111.5 dBm	-110 dBm	-109 dBm
Activo Actual (CoreMark)	26 μA/MHz	26 μA/MHz	30 μA/MHz	36 μA/MHz	26 μA/MHz	–
Durmir Actual	1.2 µA/MHz (8 kb ret)	1.5 µA/MHz (64 kb ret)	2.6 µA/MHz (32 kb ret)	2.8 µA/MHz (256 kb ret) /1.3 µA/MHz (16 kb ret)	1.5 µA/MHz (64 kb ret	740 nA
TX Actual @+14 dBm	8.2 mA @+6 dBm	30 mA @+14 dBm	58.6 mA @+13 dBm	26.2 mA @+14 dBm	25 mA @+14 dBm	44.5 mA @+14 dBm
Serial Periféricos	USART, PDM, I2C, EUART	USART, I2C, EUSART	USB 2.0, I2C, EUSART	USART, EUSART, I2C	USART, I2C, EUSART	SPI
Analóxico Periféricos	ADC de 16 bits, ADC de 12 bits, sensor de temperatura	ADC de 16 bits, ADC de 12 bits, VDAC de 12 bits, ACMP, LCD, Sensor de temperatura	ADC de 16 bits, ADC de 12 bits, VDAC de 12 bits, ACMP, IADC, Tem- sensor de temperatura	ADC de 16 bits, ADC de 12 bits, VDAC de 12 bits, ACMP, IADC, Sensor de temperatura	ADC de 16 bits, ADC de 12 bits, VDAC de 12 bits, ACMP, LCD, sensor de temperatura	ADC de 11 bits, ADC Aux, Voltage sensor
Abastecemento Voltage	1.71 V a 3.8 V	1.8 V a 3.8 V	1.71 V a 3.8 V	1.71 V a 3.8 V	1.71 V a 3.8 V	1.8 V a 3.8 V
Rango de temperatura de funcionamento	-40 a +85 °C	-40 a +85 °C	-40 a +125 °C	-40 a +125 °C	-40 a +125 °C	–40 a +85 ° C
GPIO	26	34	37	49	31	4
Paquete	• 5× 5 QFN40 • 4× 4 QFN32	• 6.5 mm x 6.5 mm SIP	• 7× 7 QFN56	• 8 × 8 QFN68 • 6 mm × 6 mm QFN48	• 5× 5 mm QFN40	• 3 × 3 mm QFN20

silabs.com/wireless/proprietary.

Documentos/Recursos

SILICON LABS SoC Sub-GHz e selector de módulos [pdfGuía do usuario SoC sub-GHz e selector de módulos, SoC e selector de módulos, selector de módulos, selector

Referencias

• Manual de usuario