無線設計的關鍵指南

　　要使一種方案具有秘密武器或使其有別于競爭者，無線可能是一種非常好的選擇。只要遵照幾個關鍵指南，你就能達到無線工程師的水平。

　　作為參考，此處的“短距離無線”不是指手機或WiMAX，而是包括你聽說過的所有技術，如藍牙、IrDA、ISM、 Wi-Fi和 ZigBee，以及其他一些值得提及的專業設計。本文可以作為你未來方案的經典。特別是，看看覆蓋260～470MHz頻帶的15.231，以及覆蓋常用的902～928MHz 頻帶的15.249。

　　設計步驟

　　第一步：明確應用和特點

　　像任何設計冒險一樣，無線設計的第一步是明確應用并定義參數。究竟想要做什么?將它寫出來。

　　遙感勘測包括住宅/建筑物環境檢測、自動讀表、醫學、汽車(溫度、輪胎壓力)，以及工業傳感器監測，是更流行的應用之一。另外很受歡迎的應用場合是遠程控制車庫門、玩具、遠程無鑰匙進入、HVAC、安全/報警以及工業控制。

　　第二步：定義關鍵特性

　　定義項目的重要特性很關鍵，這些特性包括理想距離、環境、功耗限制、是固定還是便攜?調制信號(是模擬還是數字?)、需要收發器而不是只要發射器或接收器、輸入、輸出、接口、以及其它相關技術指標。某些性能測量，如位差錯率或可靠性，如果使用，也應包含在內。需要特別關注的關鍵技術指標包括：

　　距離：短距離無線技術覆蓋的距離范圍很大，從數英寸直到很多英里范圍。需要具體確定距離范圍，或者至少定出盡可能接近的距離范圍，因為這些信息決定了所選的技術。

　　環境：是室內還是室外?發射器和接收器之間的視線是否很好，或者還是穿過墻、地板或樹木?環境是否充滿了來自電器系統和設備(如馬達或者附近工作的其它無線設備)的噪音?一般情況下，頻率越高，距離越短。

　　連接：是點對點通訊(P2P)、點到多點(P2M)還是多點到點(M2P)通訊?當然，單個P2P連接用起來最簡單。但是，應用可能需要多個監測點，如在遙感勘測中就要采用M2P。或者，如果必須從一個地點控制多個設備，就要采用P2M。此外，要考慮連接是單工(單向，播放)還是雙工(雙向)，是半雙工還是全雙工?

　　信息類型：信息源是模擬的還是數字的?目前，大多數信息源都是數字碼或稱數據，但如果本質是模擬的話，也可以處理。需要模數轉換和數模轉換。在15.231節，在260MHz～470 MHz頻段，只能發送短數據脈沖。此外，不允許發送聲音或視頻信息。但可以以模擬或數字形式在902～928 MHz頻段傳送聲音、視頻或任何其它信息。

　　數據率：需要的最大數據率是多少?大多數遙感勘測和控制的數據率都非常低，小于100 kbps。不過，也可以達到幾百兆位每秒的數據率。

　　網絡：項目是一個簡單的P2P連接還是網絡的組成部分?聯網就要與某一主機或者一個或多個其它節點會話。需要mesh網絡嗎?

　　安全：無線連接要涉及關鍵數據的保護嗎?這些要求會影響到協議和技術的選擇。

　　協議：需要兼容特定協議和標準，如藍牙、Wi-Fi或 ZigBee嗎?或者還是自己設計協議來滿足應用要求嗎?

　　接口：需要哪種數據接口(RS-232、SPI、USB 等)?對于簡單應用，可能只需要微控制器上的一個總線。

　　功耗：如果設備為遠程或便攜式，電池使用壽命是一個關鍵因素。需要選擇具有休眠模式和低占空比工作的芯片或模塊和協議，以最大限度延長電池壽命。

　　第3步：選擇技術