920MHz頻段、特定小功率無(wú)線(xiàn)通信模塊技術(shù)

羅姆集團擁有各種無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，包括以無(wú)線(xiàn)LAN為首的Bluetooth、ZigBee，以及針對2012年7月份日本開(kāi)放的920MHz頻段的特定小功率無(wú)線(xiàn)等技術(shù)。

羅姆通過(guò)與集團旗下公司LAPIS Semiconductor的技術(shù)融合，具備從無(wú)線(xiàn)通信用IC到模塊的產(chǎn)品優(yōu)勢，配合客戶(hù)需求，為客戶(hù)提供充分發(fā)揮各種通信規格的電波特性的通信IC與模塊。尤其是無(wú)線(xiàn)通信用IC，利用LAPIS Semiconductor引以為豪的低功耗RF-CMOS技術(shù)和高性能MODEM技術(shù)，實(shí)現了業(yè)界最高水平的低功耗和無(wú)線(xiàn)性能，這也是該類(lèi)產(chǎn)品的一大特征。

背景介紹

近年來(lái)，在各個(gè)領(lǐng)域中節能意識高漲，各國都在不斷擴大有效利用能源方面的投入。其中，在住宅方面，對于設備之間通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接進(jìn)行電力供應與需求的監測，進(jìn)而有效地控制設備的HEMS (Home Energy Management System)的關(guān)注度不斷上升。為了使能源管理所需電力“可視化”，經(jīng)常使用智能觸摸等的更高級能源管理、控制系統備受期待。

在這種背景下，2012年7月份日本開(kāi)放了920 MHz頻段，這是不容易干擾現有無(wú)線(xiàn)電波、低功耗且可進(jìn)行長(cháng)距離數據通信的電波頻段。下方表1中匯總了2.4GHz頻段的ZigBee與無(wú)線(xiàn)LAN，同樣為特定小功率無(wú)線(xiàn)的400MHz頻段和920MHz頻段的特性。920MHz與使用ZigBee和無(wú)線(xiàn)LAN的2.4GHz相比，具有優(yōu)異的電波耦合屬性，因此即使在有墻壁以及障礙物的地方也可以確保穩定通信。在住宅中使用時(shí)，微波爐和無(wú)線(xiàn)鼠標等無(wú)線(xiàn)設備都使用2.4GHz，電波非?；祀s。與此相比，920MHz頻段不易發(fā)生電波干擾。另外，同樣為特定小功率無(wú)線(xiàn)的400MHz頻段的占有頻段范圍較窄，因此通信速度較慢。綜上所述，可以說(shuō)920MHz頻段是最適合HEMS的頻段（圖1）。

另外，900MHz頻段已經(jīng)在美國、中國、韓國、澳大利亞使用，歐洲也在研究開(kāi)放事宜等，該頻段越來(lái)越成為世界共通使用的頻段，預計未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。

[表1] 無(wú)線(xiàn)性能比較

[圖1] 用于HEMS的無(wú)線(xiàn)方式比較

羅姆的920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊技術(shù)

＜低功耗＞

羅姆面向HEMS開(kāi)發(fā)了920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊“BP3596”（圖2）。該產(chǎn)品最大的特征是業(yè)界頂級低功耗，這是通過(guò)羅姆集團旗下LAPIS Semiconductor的以低功耗著(zhù)稱(chēng)的無(wú)線(xiàn)通信IC“ML7396B”來(lái)實(shí)現的?？梢?xún)戎糜谥悄苡|摸產(chǎn)品和家電產(chǎn)品等各種設備，可構筑低功耗無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。對于傳感器設備等這類(lèi)設置場(chǎng)所較難供應AC電源的設備，“低功耗”是非常重要的。電池驅動(dòng)類(lèi)設備在更換電池方面所花的成本太大，因此10年左右無(wú)需更換電池的需求迫切。雖然電池容量不同，但羅姆的920MHz頻段特定小功率無(wú)線(xiàn)模塊具備卓越的低功耗性能，因此即使是電池驅動(dòng)設備，無(wú)需更換電池也可使用10年。

＜內置天線(xiàn)＞

內置芯片天線(xiàn)，無(wú)需高頻設計即可使用。當安裝到金屬外殼的設備中時(shí)，金屬殼體起到屏蔽電波的作用，會(huì )導致無(wú)法通信。該產(chǎn)品內置天線(xiàn)連接器，只要將外置天線(xiàn)連接到天線(xiàn)連接器上即可確保通信。

＜獲得電波法認證＞

已經(jīng)獲得日本國內電波法認證，因此，無(wú)需進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信試驗，裝到整機中即可立即作為無(wú)線(xiàn)設備使用。沒(méi)有高頻電路設計能力和無(wú)線(xiàn)特性測量裝置的客戶(hù)也能輕松使用。

＜序列號＞

網(wǎng)絡(luò )中使用的16位序列號標記于標簽上。標簽上還一同印有QR碼，QR碼中含有序列號信息。組裝到整機中時(shí)，讀取QR碼輸出標簽，可輕松在殼體上標明序列號。

＜已調整無(wú)線(xiàn)設定值＞

模塊中內置有EEPROM，不僅寫(xiě)入了序列號，還寫(xiě)入了輸出功率的調整值等。因此無(wú)需進(jìn)行無(wú)線(xiàn)設備的繁瑣的調整即可使用。

[圖2] BP3596外形尺寸圖

＜硬件的簡(jiǎn)單連接＞

RF控制用微控制器與RFIC連接時(shí)，SPI(5pin)、EEPROM通過(guò)I2C(2pin)、GPIO連接。與RF控制用微控制器之間的接線(xiàn)圖如圖3所示?？梢?jiàn)，用很少的布線(xiàn)數即可輕松連接。

[圖3] RF控制用微控制器接線(xiàn)圖