920MHz頻段、特定小功率無線通信模塊技術(shù)

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

羅姆通過與集團(tuán)旗下公司LAPIS Semiconductor的技術(shù)融合，具備從無線通信用IC到模塊的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，配合客戶需求，為客戶提供充分發(fā)揮各種通信規(guī)格的電波特性的通信IC與模塊。尤其是無線通信用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(xiàn)了業(yè)界最高水平的低功耗和無線性能，這也是該類產(chǎn)品的一大特征。

背景介紹

近年來，在各個(gè)領(lǐng)域中節(jié)能意識(shí)高漲，各國(guó)都在不斷擴(kuò)大有效利用能源方面的投入。其中，在住宅方面，對(duì)于設(shè)備之間通過網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行電力供應(yīng)與需求的監(jiān)測(cè)，進(jìn)而有效地控制設(shè)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(jí)能源管理、控制系統(tǒng)備受期待。

在這種背景下，2012年7月份日本開放了920 MHz頻段，這是不容易干擾現(xiàn)有無線電波、低功耗且可進(jìn)行長(zhǎng)距離數(shù)據(jù)通信的電波頻段。下方表1中匯總了2.4GHz頻段的ZigBee與無線LAN，同樣為特定小功率無線的400MHz頻段和920MHz頻段的特性。920MHz與使用ZigBee和無線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(wěn)定通信。在住宅中使用時(shí)，微波爐和無線鼠標(biāo)等無線設(shè)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線的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920MHz頻段是最適合HEMS的頻段（圖1）。

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

[表1] 無線性能比較

[圖1] 用于HEMS的無線方式比較

羅姆的920MHz頻段特定小功率無線模塊技術(shù)

＜低功耗＞

羅姆面向HEMS開發(fā)了920MHz頻段特定小功率無線模塊“BP3596”（圖2）。該產(chǎn)品最大的特征是業(yè)界頂級(jí)低功耗，這是通過羅姆集團(tuán)旗下LAPIS Semiconductor的以低功耗著稱的無線通信IC“ML7396B”來實(shí)現(xiàn)的。可以內(nèi)置于智能觸摸產(chǎn)品和家電產(chǎn)品等各種設(shè)備，可構(gòu)筑低功耗無線網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于傳感器設(shè)備等這類設(shè)置場(chǎng)所較難供應(yīng)AC電源的設(shè)備，“低功耗”是非常重要的。電池驅(qū)動(dòng)類設(shè)備在更換電池方面所花的成本太大，因此10年左右無需更換電池的需求迫切。雖然電池容量不同，但羅姆的920MHz頻段特定小功率無線模塊具備卓越的低功耗性能，因此即使是電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備，無需更換電池也可使用10年。

＜內(nèi)置天線＞

內(nèi)置芯片天線，無需高頻設(shè)計(jì)即可使用。當(dāng)安裝到金屬外殼的設(shè)備中時(shí)，金屬殼體起到屏蔽電波的作用，會(huì)導(dǎo)致無法通信。該產(chǎn)品內(nèi)置天線連接器，只要將外置天線連接到天線連接器上即可確保通信。

＜獲得電波法認(rèn)證＞

已經(jīng)獲得日本國(guó)內(nèi)電波法認(rèn)證，因此，無需進(jìn)行無線通信試驗(yàn)，裝到整機(jī)中即可立即作為無線設(shè)備使用。沒有高頻電路設(shè)計(jì)能力和無線特性測(cè)量裝置的客戶也能輕松使用。

＜序列號(hào)＞

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

＜已調(diào)整無線設(shè)定值＞

模塊中內(nèi)置有EEPROM，不僅寫入了序列號(hào)，還寫入了輸出功率的調(diào)整值等。因此無需進(jìn)行無線設(shè)備的繁瑣的調(diào)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I2C(2pin)、GPIO連接。與RF控制用微控制器之間的接線圖如圖3所示。可見，用很少的布線數(shù)即可輕松連接。

[圖3] RF控制用微控制器接線圖