Sub-1GHz频带的通信优势
1、远距离:
一半的频率提供双倍的连接距离,频率越低连接距离越长,因此Sub-1 GHz等低频能够比更高的频率传播得更远。Sub-1GHz比2.4 GHz具有更好的穿透能力,信号穿过墙等物体的减弱程度较小,低频率在“拐角处”能更好地传播,可以提高覆盖性能。
2、可靠性:
避开现已经很拥挤的频带:2.4 GHz频带有Bluetooth®、ZigBee®和Wi-Fi®;与此相比的Sub-1GHz ISM频带大多数用于低占空比的连接,相互干扰的可能性低。Sub-1GHz解决方案可以通过跳频提供更好的窄带干扰防护。
3、低功耗:
与2.4 GHz相比,实现相同的连接距离Sub-1GHz使用更低的传输功率。这使得Sub-1 GHz非常适合电池供电的应用。适合于低功耗低速率应用场景。
极低功耗的SOC通信方案:
在一些物联网应用场合下,需要用电池供电的传感器及通信器件来获取相关的数据,这不仅对低功耗提出了要求,更是有器件尺寸的限制,无疑单芯片的集成方案是有应用和需求场景的,现有的WiFi+BT单芯片方案很多,但集成有Sub-1 GHz的单芯片方案有限,如下是我找到的相关解决方案:
德州仪器 (TI) CC13xx系列器件,具有极低的有源 RF和微控制器 (MCU)电流消耗,除了灵活的低功耗模式外,卓越的电池使用寿命,适用于由电池供电的远距离操作以及数据采集应用。
CC1310器件在支持多个物理层和 RF标准的平台中将灵活的超低功耗 RF收发器和强大的 48MHz Cortex®-M3微控制器相结合。专用的无线控制器(Cortex®-M0) 用于处理 ROM或 RAM中存储的低层 RF协议命令,从而确保超低功耗和灵活度。
CC1310器件具有出色的射频灵敏度和稳定性,可选择性和阻断;提供AES加密算法。
CC1310器件是一款高度集成单片解决方案,其整合了一套完整的 RF系统及一个片上 DC-DC 转换器,传感器可由专用的超低功耗自主 MCU以超低功耗方式进行处理,该 MCU可配置为处理模拟和数字传感器,因此主 MCU能够最大限度地延长休眠时间。
该芯片性能:
ARM Cortex-M3 处理器 频率48MHz
32KB/64KB/128KB 系统内可编程闪存
8KB缓存静态随机存取存储器SRAM + 20KB 超低泄漏 SRAM
可独立于系统其余部分自主运行的16位超低功耗传感器控制器,2KB 超低泄漏SRAM
支持OTA
低功耗性能:
宽电源电压范围:1.8 至 3.8V
射频功率: RX : 5.4mA (CC1101标称为15.6mA)
TX(+10dBm):13.4mA (CC1101标称为28.8mACC1101基于0.18微米CMOS工艺)
48MHz微控制器 (MCU): 2.5mA (51µA/MHz)
传感器控制器(24 MHz): 0.4mA + 8.2µA/MHz
传感器控制器,每秒唤醒一次来执行一次12位ADC采样:0.95µA (stm32 1uA)
待机电流:0.7µA(RTC运行,RAM和 CPU 保持)
关断电流:185nA
CC1350相较于CC1310,其RF核心的主要特性包括有2.4GHZ收发器兼容蓝牙BLE 4.2标准,是低功耗的双无线解决方案。低功耗蓝牙接收时电流消耗为6.5mA,在0dB发送的时候为10.2mA。此外,CC1350还支持远距离蓝牙等通信协议,输出功率9dBm,接收灵敏度-87dBm(Long-Range Mode),50kpbs速度传输速度下可达-110dBm)。
CC430=MSP430+C1101,TI在2008年末发布的Soc系列,64pin有8个型号,20MHz、2-4k RAM、8-32K flash,使用较少,成本偏高。相较于MCU+CC1101的方案没有什么明显的优势。
nRF9E5 SOC: 8051内核32pin,支持4/8/12/16/20MHz晶振,3个定时器,4通道10位ADC,支持CRC;-100dBm RX接收灵敏度,+10/6/-2/-10dBm TX输出,支持433/868/915MHz频段GFSK调制,50kbps
2.5µA power down mode
3mA active CPU at 16MHz
9mA TX at -10dBm
30mA TX at +10dBm
12.5mA RX