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乐扩专家分析无线串口终端在工业中的利弊

        随着新无线技术广泛的应用,以及无线射频芯片价格的降低,原来一些高高在上的技术如今也能降低身价,ZigBee技术应用于无线串口中就是这样的一个典型。无线串口终端用于替代有线串口的无线数据传输,在过去的几年里,有大量的技术和方案:调制方式如FSK,GFSK或OOK,通讯频段有315Mhz,433MHz等,
  ZigBee物理层基于IEEE  802.15.4标准,使用O-QPSK调制技术,在传输抗干扰性、通讯数据带宽上都极具优势,本方案介绍了各种无线技术的优缺点,及应用ZigBee实现无线串口的相关配置等,为无线串口的项目提供全面的参考。
  1. 有线到无线的转换
  无线网络是一个很宽泛的词汇,通常指的是电信运营商的网络,如移动、联通、电信的2G、3G 网络,短距离的无线网络还包括常用的WiFi网络,这些无线网络给人们的生活带来了极大的移动性,这种移动性,本质上释放了人的活动范围,让人与互联网之间有了一个灵活的关系。
  无线网络的好处,在日常生活中显而易见,在工业应用领域,同样有着这样的一种趋势,
  理由有三:
  1. 移动性
  工业系统通讯中,典型的是 RS232RS485RS422 串行通讯,数据通讯的双方通过线缆连接起来。当一方需要移动时,非常的不方便。
  2. 布线成本
  线缆的成本随着通讯距离的拉长而急剧增加,特别是一些对通讯数据率和通讯质量有要求的应用,线缆的成本是非常高的。
  3. 整洁度与安全性
  在稍微复杂的应用中,每个设备必不可少的电源已经有不少的连线,加上设备间连接的数据线,往往配电柜或者机柜里,线缆密密麻麻,存在诸多安全隐患。
  2. 各种无线串口方案技术对比
  目前市面上的无线传输技术比较多,通过简单对比,我们可以大致了解这些技术的特点,以及在替代有线传输方面的优缺点。
  2.1 ASKFSKOOK 技术
  这些方案通常在 315/433MHz 频段芯片中使用,调制方式简单,成本很低,在对讲机和无线门铃等应用中普遍使用。这些调制技术非常简单,没有高级编码防错及后期检测数据完整性的措施,数据传输以比特为单位,前后没有相关性,容易受到干扰。
  2.2 红外 IrDA
  使用 850nm~900nm 波长的光波通讯,优势在于成本低廉,连接方便,缺点是数据率低,只能无障碍通讯,这一点限制了它在很多场合的应用。
  2.3 蓝牙
  蓝牙技术的优点是数据率高,2004 年 11 月 9 日发布的蓝牙 2.0 + EDR 可以达到 3Mbps,缺点是通讯之前需要配对连接,是实时性差,难以组网,拓扑结构单一,通讯距离不可扩展,同时,合法使用蓝牙技术的厂商,需要向蓝牙国际委员会缴纳费用,此授权费用增加了蓝牙节点的成本。
  ZigBee 的传输速率为 250Kbps,可以覆盖串行通讯 RS232RS485RS422 的常用最大通讯速率 115Kbps。
  ZigBee 为适应快速休眠唤醒的*点,它没有连接的概念,因此实时性高;相比于蓝牙和红外和低频 RF【315/433Mhz】,ZigBee 一个很大的特点是组网能力强,几乎每个节点都具备路由的功能,这在距离扩展上起到很大的作用,数据源和数据终点之间,可以通过多达 20 级的中继路由,也就是说,可以将全局射频覆盖范围扩大 20 倍。
  ZigBee 的缺点在于应用推出比较晚,应用的广泛性和知名度没有其他的技术那么高,在进入普遍的应用之前,因为芯片出货量的原因,价格也有些高,同时,因为技术推广还未普及,具备 2.4Ghz 射频前端技术【ZigBee 工作于 2.4Ghz】和 ZigBee 协议栈开发的公司也不多。
  但是随着物联网技术的发展,政府和国际大企业纷纷大力投资物联网技术,ZigBee无线串口终端 正日益走向物联网舞台,成为物联网时代的红人。市面上的 ZigBee Soc 芯片成本已经下降至2.5 美金,同时,市面上瞄准无线物联网市场的公司也在不断开发各种经济适用的射频通讯模块,ZigBee 技术的价格和开发难度的短板将很快得到弥补。