移动调制解调器采用无线连接降低硬件成本

描述

在设置机器对机器(M2M)通信的基础设施时,系统将利用各种无线网络方案进行互连。但是,要利用802.11(Wi-Fi),ZigBee和其他数据网络标准等无线网络标准,还必须安装其他子系统,如接入点,路由器和其他与网络相关的硬件。对于设计人员来说,使用数据网络在M2M网络上发送数据的可行替代方案是已经安装的蜂窝电话网络。

在许多情况下,诸如Wi-Fi或ZigBee之类的数据网络产品,甚至是专有解决方案,可以通过从附近的M2M设备收集数据然后聚合它来与蜂窝网络协同工作。然后,聚合数据通过蜂窝网络发送到中央主机位置。因此,可以设置蜂窝系统,以便在短时间或长时间内定期发送数据,而不是安装可以连续将数据发送回中央系统的专用的全时以太网连接,取决于数据量和蜂窝连接的吞吐量。

每个连接的设备,自动售货机,医疗设备,智能设备,公用事业网络,工业系统等都可以具有蜂窝调制解调器,如果它们彼此不是非常接近的话。当多个设备相对接近时,使用诸如ZigBee,蓝牙,Wi-Fi或其他无线接口的短程数据网络将数据发送到本地聚合点可以降低硬件成本。一旦聚合了数据,就可以使用蜂窝调制解调器使用许多蜂窝标准之一(GSM,EDGE,HSPA,LTE等,图1)将数据传输到主机系统。随着蜂窝调制解调器的成本下降,现场的每个设备都可以配备自己的调制解调器。

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图1:用于工业/商业应用的典型蜂窝/无线网络可能包含一组使用ZigBee,蓝牙或Wi-的短距离无线设备Fi将数据发送到本地聚合点,然后蜂窝调制解调器可以将聚合数据发送到远程系统。

蜂窝调制解调器模块

根据ABI Research的数据,蜂窝调制解调器模块的出货量每年增长约21%。这一增长包括五个世界区域,以及七种覆盖2G,3G和4G标准的空中接口技术。如今,设计人员可以设计自己的蜂窝调制解调器,这要归功于基带芯片和手机中常用的RF前端的广泛可用性。然而,这些产品需要设计师的专业知识来布局和实现全板设计,这通常是一个漫长的过程。在许多情况下,购买可嵌入模块(如iCell智能Socketmodem,Cell Socketmodem模块或Multi-Tech Systems的SocketModem Edge)可能更经济,更节省时间(图2)。

图2:可嵌入的蜂窝调制解调器卡,来自Multi-Tech Systems的SocketModem,允许设计人员快速开发他们的系统而无需设计调制解调器。简单的界面允许设计人员插入卡并加载驱动程序。

iCell和Cell模块均基于双频(800/1,900 MHz)EV-DO Rev A标准通过2G和3G接口连接,该标准向后兼容EV-DO Rev 0和CDMA2000 1xRTT。嵌入式通用IP堆栈允许任务关键型应用程序的自动/持久连接和增强的M2M功能。 GPS功能允许该模块用于需要产品跟踪的应用(例如,卡车车队管理)。模块可以使用串行或USB端口连接到系统,串行DTE接口能够处理921.6 kbits/s的数据速率。

多技术SocketModem Cell蜂窝调制解调器是一款完整的,随时可集成的通信设备,可提供基于标准的双频CDMA2000 1xRTT性能。这种快速上市的通信设备允许开发人员以最少的开发时间和费用为产品添加无线通信。 SocketModem Cell蜂窝调制解调器基于行业标准的开放接口,采用Multi-Tech的通用插座设计(开发套件可用于Universal Socket SocketModem产品)。 SocketModem Cell将控制器,RF收发器和天线接口集成到一个设备中。这种集成需要低功耗,低占地面积,并且总体上降低了成本。

完整的开发套件Multiconnect OCG-D汇集了蜂窝硬件开发套件,其中包括调制解调器,电缆和Multi-Tech的Core CDP,Linux操作系统的分发版本以及完整的Linux构建环境因此设计师可以在短时间内制作他们的自定义应用程序(图3)。调制解调器本身由一个ARM9处理器组成,它执行SocketModem的所有内务和控制(图4)。调制解调器预先封装在一个紧凑的金属外壳中,包括USB主机和设备端口,一个RS-232端口,一个10/100-Mbit以太网端口和一个可定制的36针通用I/O端口对于应用程序,(参见图3中的前景图像),包括SPI,I²C,串行,ADC和GPS连接。

图3:Multi-Tech的Multiconnect OCG-D开发套件包含蜂窝调制解调器,所有电缆以及Linux操作系统公司的CoreCDP分发版本。

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图4:Multi-Tech开发套件中包含的完整蜂窝调制解调器使用ARM 9来处理内务和调制解调器控制,并提供36引脚可编程通用I/O端口,设计人员可根据应用进行定制。

OCD-G的硬件规格包括400 MHz ARM9 CPU,256 Mbyte NAND闪存,64 Mbyte SDRAM和2 GB工业级SD闪存卡。所有MultiConnect OCG-D开发人员套件和部署模型均通过PTCRB认证,可以减轻工程师独立获得这些认证的负担和费用。 (PTCRB成立于1997年,是北美移动网络运营商的无线设备认证论坛.PTCRB的目的是提供蜂窝GERAN(GSM),UTRA(UMTS)和E-UTRA(LTE)移动的框架。设备和模块获得在PTCRB运营商网络上使用的认证。)

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