通讯模块选型四要素，智能家居和仪表应用案例

在智能家居和仪表应用中通讯模块选型有四要素，包括所需的数据吞吐量，低功耗模式，所需的传输范围和网络访问频繁度需求。仪器仪表和智能家居应用大多属于数据采集类，具有低吞吐量，低访问频繁都和长传输距离。一个射频模块便是一个完整的通信子系统。它可能包括射频集成电路、振荡器、滤波器、功率放大器和各种无源元器件。使用模块解决方案不需要射频专业知识，这让设计人员能够专注于智能仪表设计的其他方面。典型的射频模块在到手时已按照所需的标准进行校准和认证。此外，该模块还会包括网络匹配电路，以方便集成天线，并最大限度减少任何信号损失。模块解决方案可以采用内置或外置天线。

通讯模块选型四要素

于电力、水、天然气和社区热力管网的智能仪表而言，无线连接至关重要。设计一款无线收发器，设计人员可以根据智能仪表应用的需求，选择射频收发器集成电路或完整的射频收发器模块。射频收发器 IC 可保证射频链路预算超过 140 dB，输出功率高达 +16 dBm，并且支持 SIGFOX™、无线 M-Bus、6LowPAN 和 IEEE 802.15.4g 网络连接。射频模块则可支持无线 M-Bus 协议栈或多种无线电调制；可选择自适应带宽、扩频因子、发射功率和编码率，以满足各种应用需求，并符合众多国际法规的要求。这些模块是完整的射频系统，只需要一根天线，并且包括安全加密和认证功能，其超低功耗模式可实现更长的电池续航时间。

设计人员面临的首要决策之一是选择通信协议。需要考虑四个重要因素：

• 所需的数据吞吐量

• 低功耗模式

• 所需的传输范围

• 网络访问需求

对于数据传输需求最大化的应用而言，用于物联网的 Wi-Fi 可能是最佳选择，但其功耗要求也是最高的。虽然 SubGHz 只需中等功耗而且能提供最大传输范围，但其他通信协议提供了不同的性能权衡组合。

许多智能仪表应用要求电池续航时间长达数年，这让用于物联网的 Wi-Fi 技术面临严峻挑战。幸运的是，这些应用的数据吞吐量要求也相对有限，可以从使用 NFC、智能蓝牙、蓝牙或 SubGHz 技术中获益。虽然 NFC 的低能耗颇具吸引力，但其数据吞吐量和传输范围同样不如人意，因而被排除在智能仪表应用的考虑范围之外。

此外，在确定功耗方面，智能电表的整体设计也至关重要。使设备尽可能长时间地保持低功耗状态，并且尽可能地缩短需要进入活动状态的时间量，这是延长无线智能仪表电池续航时间的关键因素之一。选择使用基于模块的通信实现，还是分立射频 (RF) 通信实现，是设计成功的另一个因素。在做出这个决定时，需要考虑性能、解决方案的尺寸、封装灵活性、认证、上市时间和成本要求。

通讯模块在智能家居和仪表应用案例

我爱方案网联手芯片原厂富奥星电子建设方案商生态，推出基于多普勒效应的雷达感知芯片模组，可实现非接触式手势开关、人体近距唤醒、运动感知和人体存在感知等功能。如：XBR816、XBR816C、XBR8161、XBR816X、XBR818，这些雷达射频芯片已广泛应用于智能照明、智能家居、智能卫浴、智能安防、智能家电等。我爱方案网联合IC原厂富奥星，支持方案商自研雷达感知模块，提供方案设计所需的原理图，版图，SDK，BOM清单和天线调试参数等，赋能方案商在客户中发展新业务。同时，欢迎有智能传感、近场识别、开关和屏幕唤醒等设备需求的终端客户关注雷达感知芯片和方案模块。接下来，带大家了解射频芯片在智能家居中的应用案例。

XBR816C设计

①智能马桶射频模块方案

产品尺寸：34*43*2mm

工作电压：DC3.3~12V

工作电流：≤60mA

感知角度：水平方向50°，垂直方向：90°

感知范围：0.5~3m（档位可调）

输出电压：3V

输出信号：TTL高低电平，串口

通信方式：串口

②魔镜方案

产品尺寸：16*16*2mm

工作电压：DC3.3~12V

工作电流：≤6mA

感知角度：110°±10°

感知距离：半径4~5m（挂高3m时）

      1~3m（可调，接近感知）

输出电压：3V

输出信号：TTL高低电平

通信方式：串口

XBR8161设计

①局部空间照明：如橱柜、衣柜、书柜、酒柜等；家居面板开关、86控制盒等

产品尺寸：16*16*2mm

工作电压：DC3.3~12V

工作电流：≤8mA

感知角度：110°±10°

感知距离：6-8m

输出电压：3V

输出信号：TTL高低电平

通信方式：串口

②智能家电：冰箱、空调

产品尺寸：18*32*3mm

工作电压：DC5~12V

工作电流：≤60mA

感知角度：110°±10°

感知范围：感知距离：半径2~3m

输出电压：3V

输出信号：TTL高低电平，串口

通信方式：串口

XBR818设计

产品尺寸：8*40*3mm

工作电压：DC3.3~12V

工作电流：15mA/100uA

感知角度：110°±10°

感知距离：1~5m

输出电压：3V

输出信号：TTL高低电平

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