Sub-GHz射頻芯片 如何深度賦能工業(yè)遙控方案

在智能設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合的產(chǎn)業(yè)浪潮下，無(wú)線遙控技術(shù)早已突破電視機(jī)、空調(diào)與投影儀等傳統(tǒng)遙控領(lǐng)域的應(yīng)用邊界，完成了從基礎(chǔ)單向指令傳輸向多維智能交互體系的補(bǔ)充迭代，可精準(zhǔn)匹配現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域?qū)b控距離、遙控精度與環(huán)境適應(yīng)性等能力的核心訴求。

其中，無(wú)線射頻作為一種具備遠(yuǎn)距離傳輸、抗干擾能力強(qiáng)與技術(shù)成熟度高等優(yōu)勢(shì)的無(wú)線通信技術(shù)，尤其是在Sub-GHz頻段下，其低功耗、強(qiáng)穿透與廣覆蓋的特性進(jìn)一步凸顯，是在各種復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)高可靠性的無(wú)線遙控方案之一。

Sub-GHz射頻在工業(yè)遙控方案中有那些應(yīng)用優(yōu)勢(shì)？

眾所周知，一套無(wú)線射頻遙控設(shè)備主要由發(fā)射部分和接收部分組成，發(fā)射器可以將控制者的控制按鍵經(jīng)過(guò)編碼，調(diào)制到特定頻率的射頻載波上，然后通過(guò)天線將已調(diào)制的射頻信號(hào)發(fā)射出去。而接收器則通過(guò)解調(diào)電路將天線接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行還原，從而得到與控制按鍵相對(duì)應(yīng)的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)設(shè)備的控制。

工業(yè)射頻遙控器是指操控工程機(jī)械或工業(yè)設(shè)備的遠(yuǎn)程無(wú)線遙控設(shè)備，已廣泛應(yīng)用于卷簾門、起重機(jī)、集裝箱吊車與動(dòng)能開關(guān)等領(lǐng)域之中，其主要通過(guò)射頻信號(hào)進(jìn)行指令傳輸，發(fā)射器與接收器兩者之間的通信頻率通常為315MHz或433MHz。

值得一提的是，在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，無(wú)線射頻遙控方案還具備著諸多優(yōu)勢(shì)，例如：

在控制距離方面，無(wú)線射頻遙控方案應(yīng)用在控制大型工業(yè)起重機(jī)和工程車輛等設(shè)備中時(shí)，可在150米范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)控制信號(hào)的無(wú)盲區(qū)覆蓋，準(zhǔn)確控制設(shè)備運(yùn)行。

在穿透力方面，無(wú)線射頻遙控方案應(yīng)用在無(wú)線門鈴中時(shí)，其控制信號(hào)可穿透墻壁、塑料與木板等障礙物，精準(zhǔn)觸達(dá)室內(nèi)的響應(yīng)設(shè)備。

此外，無(wú)線射頻遙控方案還能通過(guò)自適應(yīng)跳頻、前向糾錯(cuò)等算法，在工業(yè)廠房與摩天城市等存在電磁干擾和噪聲的復(fù)雜場(chǎng)景中保持穩(wěn)定通訊，降低控制誤碼率，為眾多應(yīng)用場(chǎng)景提供值得信賴的控制保障。

Sub-GHz射頻，工業(yè)遙控方案的“好搭檔”

以華普微Sub-GHz無(wú)線射頻收發(fā)方案為例，其自主研發(fā)的CMT215x、CMT218x與CMT2119A系列等無(wú)線發(fā)射遙控芯片，可搭配CMT221x系列無(wú)線接收芯片一起使用，精準(zhǔn)賦能眾多工業(yè)遙控場(chǎng)景。

如下圖所示，某卷簾門無(wú)線遙控方案的發(fā)射端就選用了無(wú)線發(fā)射芯片CMT2119A；而接收端則選用無(wú)線接收芯片CMT2219B，通過(guò)解調(diào)遙控指令輸出給電機(jī)以開啟卷簾門或關(guān)閉卷簾門。

其中，CMT2119A是一款高性能、高度靈活、低成本的單芯片 (G)FSK/OOK發(fā)射器，適用于各種240至960MHz無(wú)線應(yīng)用。CMT2119A提供最簡(jiǎn)單的方法來(lái)控制數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)在DATA引腳上檢測(cè)到有效電平翻轉(zhuǎn)時(shí)開始傳輸，而在DATA引腳在定義的時(shí)間窗口內(nèi)保持低電平或發(fā)出兩線接口 (TWI) 命令后，傳輸操作將停止。

CMT2119A芯片功能可以通過(guò)兩種不同的方式進(jìn)行配置：通過(guò)TWI設(shè)置配置寄存器，或使用CMOSTEK USB編程器和RFPDK對(duì)嵌入式EEPROM進(jìn)行編程。CMT2119A的工作電源電壓為1.8 V至3.6 V，傳輸+10 dBm輸出功率時(shí)消耗27.6 mA (FSK @ 868.35 MHz)，并且在睡眠狀態(tài)時(shí)僅泄漏20nA。

CMT2219B是一款超低功耗，高性能，適用于各種127至1020MHz無(wú)線應(yīng)用的OOK，(G)FSK接收器。CMT2219B高達(dá)-121dBm的靈敏度優(yōu)化了應(yīng)用的鏈路性能。CMT2219B支持多種數(shù)據(jù)包格式及解碼方式，使得它可以靈活地滿足各種應(yīng)用需求。

另外，CMT2219B還支持64-byte Rx FIFO，豐富的GPIO及中斷配置，Duty-Cycle 運(yùn)行模式，信道偵聽，高精度RSSI，低電壓檢測(cè)，上電復(fù)位，低頻時(shí)鐘輸出，手動(dòng)快速跳頻，靜噪輸出等功能，使得應(yīng)用設(shè)計(jì)更加靈活，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化設(shè)計(jì)。

CMT2219B工作于1.8 V至3.6V。當(dāng)達(dá)到-121dBm 靈敏度的時(shí)候僅消耗8.5mA電流，超低功耗接收模式可以進(jìn)一步降低芯片的接收功耗。

展望未來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)的加速普及，Sub-GHz射頻芯片將有望在智能控制領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更精準(zhǔn)的場(chǎng)景適配與性能躍遷。而通過(guò)多協(xié)議兼容設(shè)計(jì)與自適應(yīng)信號(hào)增強(qiáng)算法，Sub-GHz射頻芯片還可構(gòu)建與Wi-Fi、藍(lán)牙等技術(shù)的協(xié)同通信框架，為萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代提供更安全、更穩(wěn)定的底層通信支撐。