短距离无线技术的双向无线远程控制方案

本文介绍了短距离无线技术的更新。它讨论了WirelessHART，软件改进，802.15.4硬件以及该技术的未来。

IEEE 802.15.4标准起源于对鲁棒，低成本，低功耗无线控制网络的需求。802.15.4在868 MHz，902 – 928 MHz和2.4 GHz ISM无线电频段上运行，定义了这些网络的基本较低层：物理层（PHY）和媒体访问控制（MAC）。在这些层管理RF和数据传输功能的同时，还必须定义较高的层（安全性，网络和应用程序），以提供完整的网络解决方案。越来越多的规范集已经发展起来，每个规范集都满足特定最终用户群体的独特需求。

RF4CE为家庭娱乐组件定义了一种新兴的双向无线远程控制标准。在索尼，三星，松下和菲利普斯的支持下，以及最近在ZigBee联盟的支持下，RF4CE都采用了穿墙式RF信号代替了视距红外控制。它将使消费者可以在家中的任何地方控制HDTV，家庭影院和音频组件，并且与新型节能LED背光技术一起使用时效果更好。RF4CE还为家庭娱乐组件和用户遥控器之间的双向通信打开了大门。RF4CE联盟和ZigBee联盟正在研究RF控制配置文件，该配置文件很快将提供给全球的消费电子制造商。

WirelessHART是HART标准的扩展，HART标准是工业处理中使用的硬线控制协议。WirelessHART的优势之一是向后兼容。使用简单的适配器，可以将运行有线协议的计算机轻松连接到WirelessHART网络。HART是具有广泛安装基础的全球标准。对于其中许多用户，WirelessHART将在更新为无线控制时提供最小的阻力。

802.15.4硬件

802.15.4得到了半导体制造商的广泛支持，充分表明了其被接受为可行的标准。恩伯（Ember），飞思卡尔（Freescale），德州仪器（Texas Instruments），加利福尼亚东部实验室（CEL）等提供了各种收发器和微处理器IC。诸如LNA，功率放大器和旨在提高收发器输出的RFIC开关之类的范围扩展组件，以及将这些组件封装成完整的微型无线电的模块，也已广泛可用。

嵌入式无线电模块（许多内置天线）可以装载预包装的应用软件，以快速测试和原型设计。获得认证和资格后，它们是快速将产品推向市场并降低风险的绝佳手段。对于无线电设计不是核心能力的工程师（例如，HVAC，工业控制，医疗仪器等），模块也是不错的选择。IC解决方案更常见于大批量生产的产品中，可以分摊开发成本。

提供各种ZigBee / 802.15.4收发器IC。

CEL在称为Apex LT的微型无线电模块中将EM260与100 mW功率放大器结合在一起。增加的放大有助于将模块的输出提升至+20 dBm，这对于在嘈杂环境中可靠，准确地传输至关重要。它还有助于延长距离，并克服诸如智能能源应用中的物理障碍，在这些应用中，室外电表必须通过外墙和内墙进行通信才能到达智能恒温器和其他能源管理设备。

一些解决方案将收发器IC与第二个互补微处理器设备配对，但是趋势是将两种功能组合在一块硅上。802.15.4收发器平台上可以立即使用8位和16位MCU处理，并且具有更多处理能力的设备开始出现。6月，飞思卡尔开始对其MC13224进行采样，该MC13224是具有集成32位ARM7处理器的单芯片，封装平台（PiP）收发器（图2）。这款32位MCU与大量片上存储器相结合，有望帮助设计人员消除功能较弱的平台运行复杂应用所需的外围处理设备。对于寻求基于MC13224平台的简单嵌入式无线电的设计师，CEL提供其FreeStar PRO模块。就像当今市场上的许多802.15.4无线电模块一样，

Freescale™的MC13224是集成32位ARM7处理器的单芯片平台封装（PiP）收发器。

未来

802.15.4和ZigBee标准已获得广泛认可。2008年，芯片组和模块的整体销售收入比上一年增长了近50％。一些行业分析师预测，2009年的销售额将是2008年的近两倍。即使在这些艰难的经济时期，802.15.4市场仍继续表现出强劲的增长。

随着802.15.4的广泛采用，该技术有时会发现自己进入了未知领域（图3）。新的独特应用要求芯片组提供更高的处理能力，更多的输出功率，更多的内存，更快的数据速率以及独特的功能，例如传输语音和视频的能力（图4）。同时，其他应用也开始要求精简的，特制的超低功耗设备，这些设备旨在利用从环境光，振动和热梯度等来源“收集”的能量来运行。

编辑：hfy