M2M系統(tǒng)蜂窩調制解調器

通過利用該運營商已經(jīng)到位的蜂窩基礎設施，設計人員可以利用這個網(wǎng)絡，而不是Wi-Fi或收集數(shù)據(jù)或提供遠程管理的替代網(wǎng)絡接口。非常適合中小規(guī)模的數(shù)據(jù)包，蜂窩網(wǎng)絡，因為沒有本地Wi-Fi熱點或中繼器需要為每個連接到蜂窩網(wǎng)絡設備可以減少硬件預算的大型，分布式系統(tǒng)。此外，蜂窩調制解調器有一個較長的距離(該信號可以走得更遠)比Wi-Fi或其他無線網(wǎng)絡接口。有這取決于你所需要的數(shù)據(jù)傳輸速率，并在需要連接的區(qū)域中可用的運營商多個蜂窩選項?，F(xiàn)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(qū)的2G移動電話服務可以提供低數(shù)據(jù)速率連接高達約40千比特/秒，以提高連接速度，3G服務，如EDGE和CDMA2000和HSPA +可以提供數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸速率，4G技術(LTE)服務，EVDO / CDMA和HSPA +可以提供高達100兆比特/秒的數(shù)據(jù)傳輸速率，這取決于在載體上。另外，公司現(xiàn)在正在研究什么被稱為5G網(wǎng)絡，這將提供另一種在數(shù)據(jù)傳輸速度提高了十倍，當它成為真正的，可能是在2017分之2016時間幀或更高。

幸運的是，對于機器對機器(M2M)通信的大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸不涉及大量的數(shù)據(jù)，但是，而是使用幾百短脈沖串到幾千個字節(jié)。然而，傳輸速度仍然是重要的 - 總之，數(shù)據(jù)高速連發(fā)往往會消耗比數(shù)據(jù)的速度較慢，連續(xù)流更少的功率。在短時間讓基帶處理器花更多的時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)，在過去的幾年蜂窩電話，已經(jīng)被集成到單個芯片上，從而簡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一個XBEE模塊格式(29x33×6.5毫米)由Digi國際創(chuàng)建。這種模塊也對開發(fā)板，如各種基于ARM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(tǒng)(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標準接口。(NimbeLink提供)然而，除非單位體積超過特定項目的成本交叉點，它可能是更經(jīng)濟，更快捷地購買，而不是從芯片級打造成為一個調制解調器模塊。此外，在購買模塊繞過需要獲得FCC認證由于模塊通常預認證。交叉點集結VS買入取決于多種因素 - 所需要的數(shù)量，所需的功能，交付時間表，以及該法案 - - 材料與組件成本的費用。在哪里畫線將改變對案件逐案的基礎，但一個好的經(jīng)驗法則的提出的交叉點最低為10000臺，甚至可能更高?，F(xiàn)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，從多技術系統(tǒng)，在圖2所示的CDMA調制解調器)，它可以在某處一個系統(tǒng)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(shù)據(jù)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。移動到3G版本，高達3.1 Mb / s的數(shù)據(jù)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的實現(xiàn)提供了使用LTE和HSPA的標準+高達100 Mb / s的數(shù)據(jù)傳輸速率。所有模塊包括一個UART端口，USB端口，A / D轉換器，和幾個通用I / O線。

來自多技術圖2的CDMA調制解調器的圖片：坐落在一個堅固的金屬外殼，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。

從半導體圖3開發(fā)工具包的形象：從開發(fā)Rabbit半導體套件為設計人員提供軟件開發(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毫安時活躍，約12毫安而空轉，而只有1.2毫安的節(jié)電模式。他們從3.5至4.3 V的電源進行操作，并且額定-40工業(yè)溫度范圍+ 85℃。一個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(shù)據(jù)速率和該蜂窩標準來使用。在一些情況下，調制解調器可結合多個蜂窩標準來處理各種應用。當然，與任何蜂窩調制解調器的，需要一種用于識別一個SIM卡，并連接到一個特定的載波 - ATT公司，短跑，Verizon的，等等;而當系統(tǒng)被激活時，它也必須有一個載體的服務計劃。該服務計劃可以只是簡單的文本信息，或各種數(shù)據(jù)的計劃來設置取決于系統(tǒng)設計者多少數(shù)據(jù)預計系統(tǒng)傳送按月。