無(wú)線(xiàn)設計的關(guān)鍵指南

　　根據上面列出的技術(shù)指標，使用這個(gè)表選擇要采用的技術(shù)。你可能會(huì )發(fā)現只有一種適合，或者可以使用兩種或更多。該表可幫助你找到特定選擇，選擇時(shí)還需要考慮其它另外幾個(gè)因素。

　　藍牙是應用最為廣泛的無(wú)線(xiàn)標準，比Wi-Fi廣泛10倍或者更多。藍牙技術(shù)的成功主要與手機和手機耳機應用有關(guān)，而在多種其它應用(如計算機外設)中也有藍牙技術(shù)。最主要的是，藍牙是遠程耳機和揚聲器及其它音頻應用中首屈一指的音頻無(wú)線(xiàn)技術(shù)。

　　藍牙具有廣泛的速度選項?；緮祿蕿? Mbps，但也可以選3 Mbps增強型數據率(EDR)。2008年之后，對視頻和其它非常高的數據率需求，將會(huì )出現一種數據率達480 Mbps的超寬帶版本。

　　最后，藍牙能夠滿(mǎn)足基本聯(lián)網(wǎng)?？梢耘c稱(chēng)作微微網(wǎng)(piconet)中的其它7個(gè)藍牙節點(diǎn)會(huì )話(huà)。這些節點(diǎn)依次在更多的擴展分散網(wǎng)中互相會(huì )話(huà)。

　　雖然藍牙在許多應用中都具有巨大潛力，但不是對所有應用都適合。由于藍牙協(xié)議及相關(guān)堆棧都很復雜，對某些簡(jiǎn)單應用就是多余的。然而，對某些預先確定的應用，如音頻，其正式化的概圖和認證是其它技術(shù)所無(wú)法比擬的。

　　紅外(IR)無(wú)線(xiàn)技術(shù)，跟藍牙一樣，它們的應用比你能想象到的要更廣泛。事實(shí)上，世界上每種遠程控制都采用IR。IR工作很出色，并且成本很低。最大問(wèn)題是范圍很有限，另外，視線(xiàn)路徑也必須暢通無(wú)阻。理想范圍是±15°錐型1米范圍，不過(guò)也可以達到更長(cháng)距離。IrDA標準提供的數據率可以達到16 Mbps，并且模塊非常廉價(jià)。

　　ISM頻帶是可以使用的最簡(jiǎn)單的標準之一。ISM最適合超簡(jiǎn)單控制或監測應用。其數據率很少超過(guò)100 kbps，并且一般都比此值小許多?？梢赃x的頻率很多，但大多數應用采用315～938 MHz、433.92～938 MHz, 及902 ～938-MHz (915MHz最普遍)及2.4 GHz 頻帶。

　　沒(méi)有正式協(xié)議。所以，如果打算采用這些簡(jiǎn)單而成本低廉的設備，就需要制定自己的協(xié)議。ADI的ADF70xx ISM系列芯片包括有一個(gè)軟件包，有助于使用該公司的芯片，建立一個(gè)簡(jiǎn)單的協(xié)議來(lái)解決自己的問(wèn)題。

　　賽普拉斯半導體公司的WirelessUSB系列使用2.4GHz直接序列擴頻(DSSS)，給人機接口設備(HID)提供低速無(wú)線(xiàn)通信(如鍵盤(pán)和鼠標)。其基本數據率只有62.5 kbps，不過(guò)也可以采用一種1Mbps版本。對多點(diǎn)到單點(diǎn)應用也不錯?？梢圆捎靡环N簡(jiǎn)單協(xié)議，使設計人員可以把精力集中到設計的其它方面。

　　在過(guò)去的10年間，Wi-Fi得到了不斷發(fā)展。Wi-Fi主要用在無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(LAN)中。偶而也用在短距離監測和控制中。

　　Wi-Fi是一種復雜的標準，但是如采用一個(gè)功放和定向天線(xiàn)，則能擴展到100 米甚至更遠的距離。新的802.11n標準的數據率從11 Mbps到遠大于100 Mbps，這對大多數短距離應用都過(guò)度了。功耗相應較高。

　　超寬帶(UWB)是另一種針對速率非常高的應用的技術(shù)，可以達到53 ～480 Mbps的數據，但距離小于10米。其標準專(zhuān)注于實(shí)現USB接口標準的無(wú)線(xiàn)版，USB接口標準在計算機外設和其它設備中非常普及。其他潛在的應用包括視頻。

　　ZigBee是為短距離監測和控制設計的，具有在所有這些技術(shù)中 功耗最低的特點(diǎn)。在其基于IEEE 802.15.4標準的最簡(jiǎn)單形式中，對P2P、M2P或P2M應用很適合。通過(guò)增加ZigBee聯(lián)盟堆棧，mesh聯(lián)網(wǎng)成為可能，因此擴展了所有節點(diǎn)的范圍和可靠性。有多種芯片和模塊可供使用。只是要注意，如果采用ZigBee堆棧，則不僅要面臨認證標準的問(wèn)題，而且要面臨專(zhuān)利付費問(wèn)題。

　　如果在高噪聲環(huán)境下工作，就選擇能降低噪聲的調制方法。所有FSK相關(guān)(頻移鍵控)調制都不錯。DSSS因其基于BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)調制，效果更好，但要更復雜，并且成本更高。幅移鍵控/開(kāi)-關(guān)鍵控(ASK/OOK)是到目前為止最簡(jiǎn)單的方法，但要使性能達到最佳，要求距離更短，并且環(huán)境噪聲要更低。

　　應用也可能影響工作頻率。根據Friis自由空間功率公式，頻率越低(波長(cháng)越大)，則給定功率下總距離越長(cháng)。就是說(shuō)，如果最大距離很關(guān)鍵，就要使用較低的260～470 MHz非認證頻帶，而不是更高的900MHz和 2.4 GHz頻帶。另一方面，頻率越低，天線(xiàn)尺寸越大。對某些便攜式應用或移動(dòng)應用，這可能成為一個(gè)實(shí)際問(wèn)題，是需要權衡考慮的一項關(guān)鍵因素。

　　最后，可能影響選擇的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是安全性。Bluetooth、IrDA和ISM頻帶中不具備安全性，而UWB、Wi-Fi及ZigBee則具有。

　　第四步：制造還是購買(mǎi)?

　　在本步驟中，必須確定制造和購買(mǎi)哪個(gè)更好。如果項目需要盡可能低成本的嵌入式方案，或許就要選擇芯片并設計自己的方案。如果應用允許，可以合并現有模塊而加快設計的完成。

　　這些模塊有無(wú)線(xiàn)連接需要的所有東西，有時(shí)還包括有天線(xiàn)。費用要高一些，而且模塊一般體積要大一些，并且價(jià)格更高。不過(guò)，對某些小批量且體積/成本要求靈活的應用，選擇這些模塊相當好。如果對無(wú)線(xiàn)了解越少，則選擇模塊方法更佳。

　　第五步：天線(xiàn)

　　不要忘記還有天線(xiàn)，天線(xiàn)是所有無(wú)線(xiàn)設備中的關(guān)鍵機械部件。實(shí)際上，一開(kāi)始就要把天線(xiàn)考慮在內，因為應用能否成功取決于它。

　　第六步：符合FCC

　　要為“聯(lián)邦通訊委員會(huì )(FCC)”測試作準備。無(wú)線(xiàn)設備已經(jīng)設計好之后，需要得到FCC的使用和銷(xiāo)售認可。FCC要求產(chǎn)品能達到設備所屬分類(lèi)已有輻射限值的認證。此外，所有有意輻射體都必須有完整FCC證書(shū)。

　　自己可以對設備進(jìn)行測試，但大多數公司將此分包給專(zhuān)門(mén)進(jìn)行此類(lèi)業(yè)務(wù)的機構來(lái)完成。在Yahoo或Google里輸入“FCC testing”就能找到幾十家。要確認預算中包括了這項服務(wù)費用。