无线数据传输模块如何实现低功耗、低成本与广覆盖? - 内蒙古德明电子科技有限公司

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无线数据传输模块如何实现低功耗、低成本与广覆盖?

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NB-IoT(Narrowband Internet of Things),即窄带物联网,是一种基于蜂窝网络的低功耗广域网(LPWAN)技术,专门为大规模物联网(IoT)设备设计。NB-IoT通过优化无线网络覆盖、延长电池寿命、降低设备复杂度及成本,来实现大规模、低速率的物联网设备连接。其主要应用场景包括智能表计量、智能城市、资产追踪、环境监测等。与传统互联网的通信场景不同,物联网的通信场景偏重于低功耗广覆盖,数据偶发数据量较小的网络场景LPWA(Low-Power Wide-Area)。
 
 
这在无线通信领域里归为低功耗广域网的范畴,NB-IoT是其中使用最广泛的技术之一。它基于蜂窝网络,部署在运营商的授权频段,只消耗大约180KHz的带宽。它可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,为物联网终端设备提供了良好的公共网络接入,做到了低部署成本并实现设备平滑升级。
 
 
NB-IoT的基本应用架构如图中所示。其数据交互的过程为:NB-IoT终端产品(模组/芯片)将数据发送至NB-IoT网络,NB-IoT网络再将数据传至IoT平台,IoT平台再将数据转发到业务平台进行处理。
 
 
NB-IoT的特点是覆盖广,具备海量连接能力,同时做到了低功耗。它相比于传统GSM可以提供10倍的覆盖面积。一个基站可以覆盖10km的范围,而且它具备比LTE和GPRS高20dB的增益,能覆盖到地下车库等信号微弱的地方。这是因为它的信号在更窄的带宽中发送,相同功率下具有更高的功率谱密度PSD(Power Spectrum Density),所以增益更大,并且由于引入了eDRX省电技术和PSM省电模式,进一步降低了功耗。
 
 
为了和现有的移动网络兼容,NB-IoT主要基于LTE技术并做了相应修改。它可以做到和LTE并行部署,在下行链路互不影响。并且它精简了通信信道,减小了实现的复杂性。在频谱利用方面它有三种方式:
 
独立部署:在GSM空闲频谱中部署。
 
带内部署:使用了在现有LTE频段的资源块 ,不影响LTE数据传输。
 
保护带部署:是利用了LTE频谱的保护带,实现了频谱资源的[敏感词]化。

无线数传模块高度集成半双工微功率无线数据传输模块,其嵌入高速单片机和ADI高性能射频芯片ADF7020-1。 APC230模块提供了多个频道的选择,通过配套的USB转换板或在线可修改串口速率,发射功率,射频速率等各种参数。APC230模块能够透明传输任何大小的数据,而用户无须编写复杂的设置与传输程序,同时小体积宽电压运行,较远传输距离,丰富便捷的软件编程设置功能,使之能够应用于非常广泛的领域。

特点:

1000米传输距离(9600bps)

支持频率433MHz, 470MHz

20mW发射功率(可设置)

接收灵敏度-114dBm@9600bps

调制方式GFSK

采用UART/TTL标准接口

多频道可设, 收发256Bytes数据缓冲区

工作电压3.4 -5.5V

电流消耗 28mA(接收), 35mA(发射), 5.0uA(待机)

二种工作模式, 休眠与工作状态快速切换

内置看门狗

尺寸 37.5*18.3*7.0(mm)

应用:

433M与470M无线智能抄表, 智能电表无线手抄、组网集抄系统

各种替代有线RS485, RS232的应用场合

工业自动化数据采集、过程控制

公共LED屏幕、路灯控制

无线机器人、Arduino系统产品控制

风光互补系统、监控云台、风机无线监控、无功补偿系统监测

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