M2M系統蜂窩調制解調器

通過(guò)利用該運營(yíng)商已經(jīng)到位的蜂窩基礎設施，設計人員可以利用這個(gè)網(wǎng)絡(luò )，而不是Wi-Fi或收集數據或提供遠程管理的替代網(wǎng)絡(luò )接口。非常適合中小規模的數據包，蜂窩網(wǎng)絡(luò )，因為沒(méi)有本地Wi-Fi熱點(diǎn)或中繼器需要為每個(gè)連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò )設備可以減少硬件預算的大型，分布式系統。此外，蜂窩調制解調器有一個(gè)較長(cháng)的距離(該信號可以走得更遠)比Wi-Fi或其他無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )接口。有這取決于你所需要的數據傳輸速率，并在需要連接的區域中可用的運營(yíng)商多個(gè)蜂窩選項?，F在使用中的各種標準包括GSM / GPRS，CDMA 2000，HSPA EVDO / CDMA，EDGE，和LTE。在一些地區的2G移動(dòng)電話(huà)服務(wù)可以提供低數據速率連接高達約40千比特/秒，以提高連接速度，3G服務(wù)，如EDGE和CDMA2000和HSPA +可以提供數據傳輸速率高達約3.1兆比特/秒和21兆比特/秒，分別，而對于最高的數據傳輸速率，4G技術(shù)(LTE)服務(wù)，EVDO / CDMA和HSPA +可以提供高達100兆比特/秒的數據傳輸速率，這取決于在載體上。另外，公司現在正在研究什么被稱(chēng)為5G網(wǎng)絡(luò )，這將提供另一種在數據傳輸速度提高了十倍，當它成為真正的，可能是在2017分之2016時(shí)間幀或更高。

幸運的是，對于機器對機器(M2M)通信的大多數數據傳輸不涉及大量的數據，但是，而是使用幾百短脈沖串到幾千個(gè)字節。然而，傳輸速度仍然是重要的 - 總之，數據高速連發(fā)往往會(huì )消耗比數據的速度較慢，連續流更少的功率。在短時(shí)間讓基帶處理器花更多的時(shí)間在自己的省電模式，從而大大降低了功耗。在任何蜂窩調制解調器的心臟是基帶處理器，其中，由于高容量的生產(chǎn)，在過(guò)去的幾年蜂窩電話(huà)，已經(jīng)被集成到單個(gè)芯片上，從而簡(jiǎn)化了調制解調器的設計。

在Skywire家族從NimbeLink(圖1)的典型的調制解調器模塊被擠進(jìn)一個(gè)XBEE模塊格式(29x33×6.5毫米)由Digi國際創(chuàng )建。這種模塊也對開(kāi)發(fā)板，如各種基于A(yíng)RM處理器的Arduino電路板廣泛使用。從NimbeLink和GPS/GLONASS收發(fā)器圖1小插件模塊圖片：提供所有基本功能的3G手機嵌入式調制解調器，一個(gè)小插件模塊從NimbeLink(左)為設計者提供了3G CDMA蜂窩接口，基于泰利特基帶處理子系統(右)GPS / GLONASS收發(fā)器。XBEE模塊格式提供了NimbeLink的Skywire家族具有不同的蜂窩接口模塊的一個(gè)標準接口。(NimbeLink提供)然而，除非單位體積超過(guò)特定項目的成本交叉點(diǎn)，它可能是更經(jīng)濟，更快捷地購買(mǎi)，而不是從芯片級打造成為一個(gè)調制解調器模塊。此外，在購買(mǎi)模塊繞過(guò)需要獲得FCC認證由于模塊通常預認證。交叉點(diǎn)集結VS買(mǎi)入取決于多種因素 - 所需要的數量，所需的功能，交付時(shí)間表，以及該法案 - - 材料與組件成本的費用。在哪里畫(huà)線(xiàn)將改變對案件逐案的基礎，但一個(gè)好的經(jīng)驗法則的提出的交叉點(diǎn)最低為10000臺，甚至可能更高?，F成嵌入蜂窩方案有兩種基本形式 - 小電路板模塊，例如從NimbeLink所述Skywire 3G CDMA模塊，它可以從插入在主電路板上的插座(如圖1)，或者更工業(yè)強度金屬澆注模塊(例如，從多技術(shù)系統，在圖2所示的CDMA調制解調器)，它可以在某處一個(gè)系統柜被安裝并扎入宿主使用RS-232端口，USB電纜，或其他一些接口。從NimbeLink模塊，2G(Skywire GSM / GPRS)，提供3G和4G版本和所有使用XBEE外形提供了通用的足跡。數據傳輸速率的范圍從低至40千位/秒的較舊的2G的GSM / GPRS模塊，以153.6千位/秒為2G的CDMA2000模塊。移動(dòng)到3G版本，高達3.1 Mb / s的數據傳輸速率是可能的CDMA / GPRS單元和使用HSPA +或UMTS標準跳起至21兆比特/秒。 4G的實(shí)現提供了使用LTE和HSPA的標準+高達100 Mb / s的數據傳輸速率。所有模塊包括一個(gè)UART端口，USB端口，A / D轉換器，和幾個(gè)通用I / O線(xiàn)。

來(lái)自多技術(shù)圖2的CDMA調制解調器的圖片：坐落在一個(gè)堅固的金屬外殼，由多本科技CDMA調制解調器將在家里的工廠(chǎng)或安裝在機柜中。除了OEM模塊組裝單位，嵌入式蜂窩解決方案的許多供應商也提供開(kāi)發(fā)套件，為設計者提供了多種連接方式。例如，DEV-包從Rabbit半導體/ Digi International的配備只是一切設計人員需要，所有的軟件工具，開(kāi)發(fā)板，以及所有的各種插頭和電纜連接和電源板(圖3)。除了開(kāi)發(fā)套件，該公司還提供了配有GSM，EDGE，HSPA / HSPA +和CDMA-1XRTT和EV-DO接口的路由網(wǎng)關(guān)。

從半導體圖3開(kāi)發(fā)工具包的形象：從開(kāi)發(fā)Rabbit半導體套件為設計人員提供軟件開(kāi)發(fā)工具，電纜，電源，和調制解調器。設計人員只需要添加自己的SIM卡。模塊，如Skywire單位從NimbeLink消耗約580毫安時(shí)活躍，約12毫安而空轉，而只有1.2毫安的節電模式。他們從3.5至4.3 V的電源進(jìn)行操作，并且額定-40工業(yè)溫度范圍+ 85℃。一個(gè)模塊或金屬外殼的工業(yè)級調制解調器是否被選擇，設計人員必須確定所需要的數據速率和該蜂窩標準來(lái)使用。在一些情況下，調制解調器可結合多個(gè)蜂窩標準來(lái)處理各種應用。當然，與任何蜂窩調制解調器的，需要一種用于識別一個(gè)SIM卡，并連接到一個(gè)特定的載波 - ATT公司，短跑，Verizon的，等等;而當系統被激活時(shí)，它也必須有一個(gè)載體的服務(wù)計劃。該服務(wù)計劃可以只是簡(jiǎn)單的文本信息，或各種數據的計劃來(lái)設置取決于系統設計者多少數據預計系統傳送按月。