Беспроводной интерфейс что это такое

Беспроводные интерфейсы

В ноутбуках могут присутствовать IrDA-порт, Bluetooth-адаптер и Wi-Fi-интерфейс.

IrDA-порт распространен, но не очень удобен в работе. При его использовании нужно размещать «глазки» инфракрасных портов, расположенных на обоих связываемых устройствах, в зоне прямой видимости и на небольшом удалении друг от друга (не более 10 см, что бы ни утверждали производители), а также обеспечивать практически полную их неподвижность в течение всего сеанса связи. Даже небольшое смещение портов, как правило, приводит к разрыву соединения. Поэтому практически невозможно использовать IrDA-соединение, например, в транспорте. Кроме того, даже когда оба соединенных устройства неподвижны друг относительно друга, капризное инфракрасное соединение может разорваться без каких-либо видимых причин.

Еще совсем недавно IrDA являлся наиболее распространенным беспроводным интерфейсом. Такой порт присутствовал в большинстве ноутбуков, во всех карманных компьютерах, допускающих автономное использование, принтерах и в большинстве мобильных телефонов. Последнее наиболее важно, так как сотовый телефон является самым распространенным средством выхода в Интернет с ноутбука. Скорость передачи данных через инфракрасный порт достигает до 115,2 Кбит/c.

Ноутбук может иметь два инфракрасных порта: один для установки связи с другими цифровыми устройствами, а другой – для пульта дистанционного управления (рис. 4.5). «Глазок» порта, предназначенного для пульта, обычно располагается на переднем торце ноутбука, но может иметь и внешнее исполнение (в таком случае его «пристегивают» к USB-порту). Пульт (в просторечии – «ленивчик») актуален при использовании ноутбука в качестве проигрывателя аудио– и видеофайлов. Для других целей IrDA-порт для пульта использовать невозможно: связи с цифровыми устройствами он не обеспечит.

Рис. 4.5. К ноутбуку можно подключить пульт дистанционного управления, упрощающий проведение презентаций

Bluetooth – устройство, передающее данные со скоростью до 722 Кбит/c, без сомнения, составляет серьезную конкуренцию IrDA.

Использование радиоканала для обеспечения беспроводного соединения не требует размещения связываемых устройств в зоне прямой видимости. Например, подключиться к телефону можно, не доставая аппарат из чехла, печатать – на принтере, стоящем в дальнем углу комнаты, и т. д. Причем соединение по радиоканалу более устойчивое, чем установленное через инфракрасный порт. Кроме того, Bluetooth с успехом применяется для создания персональных точек доступа. Все популярнее становятся модели, в которых модем – кабельный или ADSL – использует для связи с ноутбуком Bluetooth-соединение. На первый взгляд, такое решение выглядит излишне изощренным, но при ближайшем рассмотрении оказывается весьма удобным. Согласитесь, глупо иметь ноутбук, мобильность которого даже в вашей квартире ограничена проводными соединениями.

Беспроводной интерфейс Wi-Fi, также известный как IEEE 802.11, RadioEthernet или, по терминологии Apple, AirPort Extreme, применяется для беспроводного доступа к локальной сети. Существует множество стандартов IEEE 802.11. Скорость передачи данных через самый распространенный из них – IEEE 802.11а – составляет 54 Мбит/с. Соответствующие решения появились достаточно давно, но применялись в основном в корпоративных сетях и только относительно недавно стали доступны массовому пользователю.

Сегодня слово hotspot известно, наверное, всем. Так называют общедоступную зону с Wi-Fi-покрытием, то есть место, куда можно прийти со своим ноутбуком и подключиться к ресурсам локальной сети (обычно к Интернету, но возможны и другие варианты). Доступ может быть бесплатным, платным или предоставляемым на определенных условиях (например, посетителям ресторана, заказывающим еду и напитки). Сегодня на Западе такие точки существуют во всех крупных гостиницах, на вокзалах, в аэропортах и других местах сосредоточения мобильных пользователей: во многих кафе, ресторанах, интернет-кафе, библиотеках, бизнес-центрах (см. сайты www.jiwire.com, www.wifinder.com, www.totalhotspots.com и др.). Зоны с Wi-Fi-покрытием (как платные, так и бесплатные) получают все большее распространение и в России. Сайты с данными о местоположении таких точек в разных городах (например, www.freewifi.ru, http://wifi.yandex.ru или http://wifi.ru/) становятся одной из наиболее востребованных категорий ресурсов Интернета. Одного взгляда на их перечень достаточно, чтобы понять: подключение через Wi-Fi не является европейской или столичной «штучкой», поскольку точку доступа можно найти в более-менее большом городе в любой стране. Это значит, что наличие соответствующего адаптера в ноутбуке, с которым вы планируете перемещаться не только в пределах собственной квартиры или офиса, – насущная необходимость.

Примечание

Взлет популярности Wi-Fi в немалой степени произошел благодаря политике, проводимой компанией Intel. Корпорация занимается активной популяризацией этого способа беспроводного доступа к интернет-ресурсам и продвигает технологию Centrino, неотъемлемой частью которой является Wi-Fi-адаптер. В результате Wi-Fi-адаптеры встречаются в ноутбуках значительно чаще, чем Bluetooth-модули.

Большинство выпускаемых сегодня ноутбуков имеют встроенные Wi-Fi-адаптеры. Однако, если такового в вашем портативном компьютере не оказалось, не расстраивайтесь: практически к любому ноутбуку можно приобрести внешний Wi-Fi-адаптер, подключаемый к USB-порту или выполненный в виде PC-карты.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

4.3. Интерфейсы

4.3. Интерфейсы Интерфейс (interface) служит для спецификации параметров модели, которые видимы извне без указания их внутренней структуры. В языке UML интерфейс является классификатором и характеризует только ограниченную часть поведения моделируемой сущности. Применительно

10.2. Интерфейсы

10.2. Интерфейсы Следующим элементом диаграммы компонентов являются интерфейсы. Последние уже неоднократно рассматривались ранее, поэтому здесь будут отмечены те их, особенности, которые характерны для представления на диаграммах компонентов. Напомним, что в общем

Беспроводные устройства

Беспроводные устройства В течение последних лет сети, созданные на базе беспроводных устройств, становятся все более популярными. Беспроводные технологии позволяют компьютерам обмениваться данными, даже если они не подключены к сети с помощью сетевых кабелей.

Глава 3 Беспроводные сети

Глава 3 Беспроводные сети Беспроводная сеть – еще один вариант связи, который можно использовать для соединения компьютеров в сеть. Главное преимущество такой сети перед проводной сетью – мобильность, то есть можно спокойно передвигать компьютер или даже носить его с

Беспроводные Skype-телефоны без подключения к компьютеру

Беспроводные Skype-телефоны без подключения к компьютеру Кроме устройств Wi-Fi для Skype-телефонии есть еще cordless phone (беспроводные телефоны). Они подключаются напрямую к телефонной сети и не требуют компьютера для работы, что является их основным преимуществом. Пример

Интерфейсы и IDL

Интерфейсы и IDL Определения методов в IDL являются просто аннотированными аналогами С-функций. Определения интерфейсов в IDL требуют расширения по сравнению с С, так как С не имеет встроенной поддержки этого понятия. Определение интерфейса в IDL начинается с ключевого слова

Интерфейсы к ClamAV

Интерфейсы к ClamAV За относительно небольшое время своего развития ClamAV получил достаточное количество интерфейсов и многого другого, упрощающего работу и интеграцию в приложения. Список некоторых из них можно найти в файле README, а в файле clamdoc.pdf дано их краткое описание,

Интерфейсы и протоколы

Интерфейсы и протоколы С описанием интерфейсов и протоколов разработчики Google справляются легко, ведь для этого нужно писать их любимый код. В Google разработали специальный расширяемый язык Protocol Buffer[19] для сериализации структурированных данных. Protobuf — это механизм

Беспроводные маршрутизаторы для дома Олег Нечай

Беспроводные маршрутизаторы для дома Олег Нечай Опубликовано 10 мая 2011 года Сегодня нередко случается, что в доме есть сразу несколько компьютеров, причём даже если жилец всего один. Для удобства использования лучше всего объединить их в сеть, а

Беспроводные маршрутизаторы для дома: какой выбрать Олег Нечай

Беспроводные маршрутизаторы для дома: какой выбрать Олег Нечай Опубликовано 10 мая 2011 года Познакомимся с несколькими моделями современных беспроводных роутеров, предназначенных для эксплуатации дома и в небольших офисах. ASUS DSL-N13

Беспроводные технологии

Беспроводные технологии В последнее время все большую популярность приобретают беспроводные интерфейсы, позволяющие осуществлять связь устройств друг с другом без использования проводов. Например, с помощью инфракрасного порта на телевизоре можно включать/выключать

Интерфейсы и проектирование ПО

Беспроводные зарядные устройства Олег Нечай

Беспроводные зарядные устройства Олег Нечай Опубликовано 26 октября 2010 года Мы живём в мире, который стремительно избавляется от проводов: уже давно никого не удивляют беспроводные пульты дистанционного управления, домашние и мобильные телефоны,

Источник

Wi-Fi: что такое Wi-Fi?

Всё, что нужно знать про Wi-Fi.

Wi-Fi — это стандарт беспроводного подключения LAN для коммуникации разных устройств, относящийся к набору стандартов IEEE 802.11. Wi-Fi использует радиоволны (так же, как Bluetooth и сотовые сети) для коммуникации устройств в малом масштабе, например: в домах, торговых центрах, на площадях и т. д. Wi-Fi — это самый недорогой и быстрый способ передачи данных на короткие расстояния, включая просмотр веб-страниц, онлайн-игры, видеостриминг и VoIP-вызовы. В 2019 году количество поставленных Wi-Fi устройств превысило 310 млн.

Пользовательский опыт: высокая скорость, низкая задержка, использование в разных условиях на разных типах устройств.

Но всегда ли нужно покупать новый роутер с новейшими технологиями?

Не всегда. Во-первых, нужно понять свои повседневные сетевые запросы и выяснить, сколько устройств в доме подключено к интернету. Ниже приведены общие рекомендации в зависимости от сценария использования.

Просмотр веб-страниц, работа с почтой, общение по видео или телефонные звонки через интернет

Всё вышеперечисленное + загрузка больших файлов и видеостриминг в прямом эфире

Примечание: если устройства в доме поддерживают Wi-Fi 6, лучше использовать роутер с Wi-Fi 6.

Далее, определите нужную площадь охвата. Окружающая обстановка довольно сильно влияет на покрытие и производительность беспроводных устройств.

В разных домах из-за радиопомех (также известных как затухание сигнала) и разной чувствительности приёма клиентов один и тот же роутер будет работать по-разному. В целом, подключение будет хорошим, если использовать диапазон 2,4 ГГц в пределах 20 метров, а 5 ГГц — в пределах 15 метров. Увеличить охват помогают антенны с коэффициентом высокого усиления, технология Beamforming и другие факторы.

Если скорости или покрытия роутера недостаточно, можно призадуматься об использовании OneMesh или Deco Mesh Wi-Fi.

1) OneMesh TM : недорогая Mesh-сеть с имеющимися устройствами TP-Link
Подробнее об устройствах OneMesh

Если роутер поддерживает функцию Speedtest®, можете запустить тест прямо из веб-интерфейса управления или приложения Tether.

Ниже представлено несколько способов повышения скорости Wi-Fi.

1) Подойдите ближе к Wi-Fi роутеру
От расстояния между роутером и вашим устройством зависит скорость Wi-Fi — чем ближе устройство к роутеру, тем лучше подключение.

2) Найдите хорошее место для Wi-Fi роутера
Для максимального покрытия размещайте Wi-Fi роутер посередине открытого пространства и подальше от электроники, от которой могут быть помехи, такой как микроволновые печи, холодильники и беспроводные телефоны.

3) Обновите прошивку Wi-Fi роутера
В новых прошивках могут быть исправлены надоедливые ошибки, оптимизирована производительность, а иногда даже добавлена поддержка более высокой скорости. Обновить прошивку роутера TP-Link можно в веб-интерфейсе управления роутера или в приложении Tether. Новые прошивки также доступны на официальном сайте TP-Link, откуда их можно бесплатно загрузить.

4) Смените диапазон и канал Wi-Fi
Если роутер двухдиапазонный (например, TP-Link Archer C7), для увеличения скорости и уменьшения помех можно сменить диапазон с 2,4 ГГц на 5 ГГц. Если у роутера только один диапазон 2,4 ГГц, попробуйте выбрать статический канал 1, 6 или 11.

5) Приоритизируйте сетевой трафик при помощи QoS
Онлайн-игры, видеозвонки и онлайн-фильмы сильно нагружают пропускную способность. Если на роутере (например, TP-Link Archer C4000) есть функция QoS (приоритизация), можно приоритизировать интернет‑трафик для конкретных онлайн-задач, таких как онлайн‑игры или стримы. Задачам с высоким приоритетом будет выделена дополнительная пропускная способность, поэтому они будут работать плавно даже при большой загруженности сети.

Усилители сигнала (RE)

Усилители сигнала это отличное решение при недостаточном Wi-Fi покрытии. Разместите усилитель примерно посередине между роутером и зоной Wi-Fi со слабым сигналом. Усилитель будет получать и повторять Wi-Fi сигнал роутера вокруг себя, таким образом расширяя покрытие беспроводной сети.

Для выбора подходящего усилителя для домашней сети перейдите в раздел усилителей сигнала.

Оборудование Powerline (PLC)

Адаптеры Powerline используют электропроводку для передачи данных и создания интернет-подключения там, где есть розетка. Это удобно, потому что для увеличения покрытия не нужно прокладывать по всему дому кучу кабелей Ethernet — просто подключите адаптеры Powerline в розетку, а затем подключите их к роутеру. Это создаст высокоскоростную сеть (почти такую же, как проводную), поскольку стены и другие преграды не смогут помешать, как это происходит с усилителями сигнала.

Для выбора подходящего оборудования Powerline для домашней сети перейдите в раздел оборудования Powerline.

Однако надо не забывать, что при этом оба адаптера Powerline должны находиться в одной электрической цепи. Если в доме несколько электрических цепей, нужно убедиться, что обе розетки, в которые вы подключаете адаптеры Powerline, относятся к одной и той же электрической цепи.

Mesh Wi-Fi

Mesh Wi-Fi это Wi-Fi система, созданная для устранения зон со слабым сигналом и обеспечения непрерывного Wi-Fi на каждом квадратном сантиметре дома. Одно из главных преимуществ заключается в том, что у всех устройств общее имя сети, поэтому не надо вручную переподключать свои устройства в поисках более мощного сигнала, как это происходит с точками доступа или адаптерами Powerline. При перемещении по дому телефон или планшет автоматически подключится к устройству Deco с самой высокой скоростью, благодаря чему образуется по-настоящему бесшовная сеть Wi-Fi.

Для выбора подходящего оборудования Mesh Wi-Fi перейдите в раздел оборудования Mesh Wi-Fi.

При выборе подходящего устройства дял устранения зон со слабым сигналом Wi-Fi руководствуйтесь таблицей ниже и своими домашними условиями.

Больше комнат с толстыми стенами

Каждый уголок в доме

Сигнал зависит от толщины стен и наличия больших преград

Намного дороже, чем RE или PLC

На Wi-Fi роутере порты LAN предназначены для локального подключения, а порт WAN — для доступа в интернет.

У Mesh Wi-Fi сети есть ряд преимуществ, таких как:

1) Бесшовный роуминг
У Mesh-устройств единое имя и пароль сети. Подключение к сети будет всегда, независимо от того, где вы в доме. Переключение с одного Mesh-модуля на другой происходит настолько плавно, что это будет незаметно даже во время стрима.

2) Адаптивная маршрутизация
Работая как единая Wi-Fi сеть, при перемещении по дому ваш телефон или планшет автоматически подключится к Mesh-устройству с самой высокой скоростью. Если какой-то из Mesh-модулей выйдет из строя, система начнёт автоматически перенаправлять данные на другой модуль, чтобы вы всегда оставались в сети.

Wi-Fi 4 (поправка 802.11n): устройства, работающие на стандарте 802.11n, могут работать в диапазоне 2,4 ГГц или 5 ГГц, при этом поддержка диапазона 5 ГГц не является обязательной. Самое важное нововведение в стандарте 802.11n — это подддержка техологии MIMO (Multiple Input Multiple Output), увеличивающей скорость и пропускную способность Wi-Fi за счёт одновременной отправки и приёма через антенны нескольких пространственных потоков.

Wi-Fi 5 (поправка 802.11ac, использующая только диапазон 5 ГГц): по сравнению с 802.11n, стандарт 802.11ac позволяет использовать более широкие каналы, повышенную модуляцию и улучшенную технологию MIMO — MU-MIMO (Multi-user MIMO [англ.]).

Источник

Беспроводные интерфейсы умного проSTранства – преимущества и ограничения

Александр Калачев (г. Барнаул)

При автоматизации больших территорий используются протоколы беспроводной связи ZigBee, BLE/Bluetooth, LoRaWAN, Sigfox, Thread, проприетарные протоколы 433/868 МГц и NFC. Компания STMicroelectronics предлагает для них приемопередающие модули и системы на кристалле, специализированные контроллеры, ИС для создания RFID-меток, а также экосистему из аппаратных и программных продуктов для разработки, отладки и поддержания работоспособности.

Термин «умный дом» прочно вошел в обиход с появлением возможности устанавливать системы автоматики в пределах жилых или коммерческих помещений без существенных территориальных и энергетических затрат, да еще и с сохранением дизайна или эстетического вида. По сути – это стремление людей к автоматизации некоторых рутинных действий, упрощение управления конфигурацией дома или его оборудования, желание достичь определенной степени комфорта. Вариантов построения систем домашней автоматизации достаточно много, все зависит от желания и возможностей конечного потребителя.

«Умное пространство» несколько расширяет понятие умного дома, не ограничивая расположение систем автоматизации рамками конкретного помещения или здания.

Умное пространство можно рассматривать, как совокупность открытых взаимодействующих систем, обслуживающих определенную территорию (территория жилого дома, офисного центра, коммерческого или промышленного предприятия). При этом взаимодействие систем осуществляется как между собой, так и с людьми, находящимися в рамках видимости.

Построение и развитие умного пространства может быть запланированным, когда при строительстве или реконструкции территории изначально предусматривается определенный набор систем автоматики и автоматизации (соответственно, под них заводится базовая инфраструктура в виде кабельных систем, линий питания, кабельных каналов и тп), а может быть и спонтанным, когда системы монтируются уже после сложившейся инфраструктуры. Возможны, конечно и более сложные варианты появления и развития систем и подсистем автоматизации пространства.

В большинстве случаев взаимодействие подсистем умного пространства ведется по нескольким интерфейсам (подсистемы различны по задачам, и в рамках одного физического интерфейса едва ли возможно их относительно комфортное объединение – что, в общем не исключает наличие единого для всей системы протокола, например, того же ModBus), включая беспроводные.

Беспроводные интерфейсы в умном пространстве очень удобны в плане относительной свободы размещения исполнительных и сенсорных устройств, так как в худшем случае для них необходимы только линии питания, да и то с малыми токами. Второй плюс беспроводных интерфейсов заключается в том, что элементы системы не привязаны к какому-либо конкретному месту и могут быть перемещены по необходимости или по желанию пользователей, также это могут быть и перемещаемые устройства.

Как правило, работа беспроводных интерфейсов в системах автоматизации происходит в одном или нескольких безлицензионных диапазонах частот (рисунок 1). В РФ использование радиочастот регламентирует Государственная комиссия по радиочастотам – ГКРЧ. На текущий момент перечень основных разрешенных диапазонов и типов устройств выглядит так – [1] (есть также недавнее дополнение, немного расширяющее его в диапазоне 868 МГц – [2]).

В перечень наиболее часто применяемых в системах умный дом/умное пространство диапазонов можно включить следующие:

Рис. 1. Безлицензионные полосы радиочастот РФ

В организации развитой сети умного пространства участвуют субгигагерцовый диапазон и диапазон 2,4 ГГц – для них есть база в виде аппаратного обеспечения (трансиверы, системы-на-кристалле, однокристальные беспроводные микроконтроллеры), и программного обеспечения (стеки стандартных и проприетарных протоколов).

Субгигагерцовый диапазон при практически сравнимых уровнях энергопотребления обеспечивает большую дальность связи между узлами системы, волны этого диапазона менее чувствительны к наличию препятствий, характерных для помещений, жилых и хозяйственных территорий – мебель, стены, проемы, люди.

Устройства диапазона 2,4 ГГц несколько проще интегрировать в единую систему за счет более простого взаимодействия с устройствами пользователей (особенно это касается протоколов Bluetooth/BLE). Также благодаря меньшей рабочей длине волны устройства могут иметь миниатюрные габариты за счет уменьшения размеров антенны.

Протоколы

Вот наиболее популярные и развитые протоколы для систем умного пространства.

Решения ST для протоколов Bluetooth/BLE

В данный момент технология Bluetooth/ BLE присутствует практически на всех мобильных платформах, хорошо поддерживается и надежна в плане организации персональных сетей, ближних коммуникаций, работе с периферийными устройствами. Отдельно стоит упомянуть так называемый «маячковый» режим BLE-устройств (яркий пример – технология iBeacon).

Ключевые преимущества BLE:

Из ассортимента беспроводных контроллеров STMicroelectronics для технологии BLE рекомендуются контроллеры серий BlueNRG-2, BlueNRG-LP и STM32WB55.

BlueNRG-2

BlueNRG-2 – это однорежимная система-на-кристалле стандарта BLE. BlueNRG-2 расширяет возможности своего ставшего весьма популярным предшественника – сетевого процессора BlueNRG, позволяя использовать встроенный микроконтроллер Cortex-M0 для запуска кода пользовательского приложения.

BlueNRG-2 (рисунок 2) включает в себя 256 кбайт программируемой флэш-памяти, 24 кбайт статической оперативной памяти с сохранением (два банка по 12 кбайт), набор стандартных периферийных интерфейсов связи SPI, UART, I2C. Он также оснащен многофункциональными таймерами, сторожевым таймером (WDT), контроллером часов реального времени (RTC) и контроллером прямого доступа в память (DMA).

Для взаимодействия с аналоговыми датчиками и считывания результатов измерения встроенного датчика напряжения батареи BlueNRG-2 оснащен многоканальным АЦП. Для обработки звукового потока в формате PDM доступен встроенный цифровой фильтр.

Рис. 2. Блок-схема BlueNRG-2

BlueNRG-2 обеспечивает те же отличные радиочастотные характеристики, что и радио BlueNRG, а встроенный высокоэффективный преобразователь постоянного тока в постоянный сохраняет те же характеристики сверхнизкой мощности. BlueNRG-2 имеет меньшие значения потребление тока в режиме ожидания, что позволяет еще больше увеличить срок службы батареи для устройств с автономным питанием.

BlueNRG-LP

BlueNRG-LP (рисунок 3) – это программируемая Bluetooth-система-на-кристалле со сверхнизким энергопотреблением. В ее основе – новейшие радиочастотные IP-ядра STMicroelectronics диапазона 2.4ГГц, сочетающие высокую производительность с чрезвычайно низким потреблением (как следствие – длительным сроком автономной работы).

BlueNRG-LP совместим со спецификацией BLE SIG версии 5.2, может строить сети типа «точка-точка», «звезда» и ячеистые сети Bluetooth mesh, позволяет создавать надежные крупномасштабные сети устройств. BlueNRG-LP построен на ядре Cortex-M0+, которое может работать с частотой до 64 МГц, а также содержит сопроцессор BlueNRG core (на базе DMA) для выполнения критически важных операций синхронизации протокола BLE.

Основные поддерживаемые функции спецификации BLE 5.2:

Кроме того, BlueNRG-LP обеспечивает расширенную аппаратную поддержку безопасности за счет специальных аппаратных функций:

Рис. 3. Блок-схема BlueNRG-LP

BlueNRG-LP может быть сконфигурирован для поддержки автономных или сетевых процессорных приложений. В первой конфигурации BlueNRG-LP работает как единое устройство в приложении для управления – как кодом приложения, так и стеком Bluetooth с низким энергопотреблением. Во втором случае взаимодействует с хост-контроллером, обеспечивая ему взаимодействие с BLE, сама логика прикладной задачи реализуется на хост-контроллере.

Приятно радуют объемы встроенной памяти: флэш-память 256 кбайт, оперативная память 64 кбайт, область однократно программируемой памяти (OTP) 1 кбайт, память ROM 7 кбайт. Традиционно в контроллере развитая система прямой передачи данных между памятью и периферийными устройствами и из памяти в память реализуется восемью каналами DMA, управляемыми модулем DMAMUX.

BlueNRG-LP оснащен также 12-разрядным АЦП, позволяющим обрабатывать сигналы восьми внешних источников и до трех внутренних источников, включая мониторинг батареи и датчик температуры.

Также в состав BlueNRG-LP входят маломощный таймер часов реального времени (RTC) и один усовершенствованный 16-разрядный таймер.

Набор интерфейсов связи BlueNRG-LP:

В схему BlueNRG-LP интегрированы высокоэффективный понижающий преобразователь SMPS и схема PDR с фиксированным порогом, который генерирует сброс устройства, когда VDD падает ниже 1,65 В.

BlueNRG-LP поставляется в различных версиях корпусов, поддерживающих до:

BlueNRG-M2

Для относительно малых серий продукции, а также для проектов, в которых позволяют габаритные возможности, доступны готовые миниатюрные модули на базе BlueNRG-2 – BlueNRG-M2SA и BlueNRG-M2SP (рисунок 4). Модули поддерживают несколько ролей и могут одновременно работать в качестве ведущего и ведомого устройства Bluetooth, практически законченной радиочастотной платформой, содержащей, в том числе, антенну.

Модули позволяют создать законченный продукт интернета вещей без глубоких знаний в области разработки высокочастотных устройств и значительно сокращают время вывода нового продукта на рынок. Среди областей применения этих изделий – устройства управления зданием, автоматизация производственных процессов, управление освещением, медицинское оборудование и системы безопасности.

Питание BlueNRG-M2 может осуществляться непосредственно от пары батарей типа AAA или от любого источника питания 1,7…3,6 В. BlueNRG-M2 поставляется в двух вариантах: BlueNRG-M2SA и BlueNRG-M2SP. Их конфигурации отличаются программной инициализацией.

Модуль BlueNRG-M2SP не включает в себя кварцевый резонатор 32768 Гц и индуктивность для работы внутреннего преобразователя питания SMPS.

Рис. 4. Блок-схема модуля BlueNRG-M2

STM32WB55

STM32WB55 (рисунок 5) – двухъядерные беспроводные микроконтроллеры, поддерживающие стандарты Bluetooth™5 и IEEE 802.15.4. В составе STM32WB55 – два 32-разрядных процессорных ядра архитектуры ARM:

Построенный на базе популярного малопотребляющего ядра STM32 Cortex-M4F (50 мкА/МГц), STM32WB показывает отличные результаты по энергопотреблению – в режиме приема ток потребления составляет лишь 4,5 мА. От существующих на рынке решений STM32WB55 отличается также встроенным драйвером пассивного ЖКИ-дисплея, поддержкой USB2.0 FS и большим объемом памяти.

Общие характеристики микроконтроллеров STM32WB:

Рис. 5. Блок-схема STM32WB55

STM32WB55 – еще и с ZigBee

Микроконтроллеры STM32WB55 позволяют разработчикам задействовать для проектов интернета вещей функциональную совместимость и энергосберегающие возможности сети Zigbee. Предлагаемый STMicroelectronics набор программного обеспечения сертифицирован как ZigBee PRO 2017 (revision 22) и включает опции ZigBee 3.0 – функционал базового ZigBee-устройства (BDB), порядка 50 кластеров из ZigBee Claster Library (ZCL) и работу с протоколом управления освещением ZigBee Green Power.

STM32WB55 с программным обеспечением ZigBee 3.0 позволяют создавать mesh-сети из сотен устройств и использовать микроконтроллеры в системах сбора данных со счетчиков энергии, в устройствах автоматизации зданий и в индустриальных сетях сбора телеметрической информации.

Набор программного обеспечения ZigBee 3.0 включает в себя набор готовых примеров, которые можно запускать на отладочных платах P-NUCLEO-WB55. В исходном коде доступны такие приложения как сбор данных с датчиков температуры и влажности, управление дверным замком, реализация On/Off-выключателя, управление электросчетчиком и другие.

Стек ZigBee доступен в двух вариантах – для полнофункционального ZigBee-узла (так называемое Full Featured Device – FFD) и для узла с ограниченным набором функций (Reduce Functions Device – RFD). Такое деление позволяет уменьшить объем используемой flash с 300 до 254 кбайт для узлов, работающих только в режиме конечного устройства, то есть без ретрансляции пакетов.

Решения ST для протоколов передачи данных на максимальные расстояния LoRa и SigFox

STM32WL

Система-на-кристалле STM32WL для субгигагерцового диапазона (рисунок 6, 7) сочетает в себе ядро микроконтроллера общего назначения (ядра ARM Cortex‐M4 и Cortex-M0+ – в серии доступны одно- и двухъядерные архитектуры) и радиотрансивер на базе Semtech SX126x.

STM32WL поддерживают несколько типов модуляций радиосигнала – LoRa, (G)FSK, (G)MSK, BPSK, что позволяет применять их в беспроводных приложениях стандартов LoRaWAN, Sigfox, W-MBUS, mioty или любого другого подходящего протокола.

Благодаря глубокой интеграции инновационная и открытая архитектура оптимизирована для LoRaWAN legacy, Sigfox и проприетарных протоколов, имеет достаточно гибкую систему распределения ресурсов, управления питанием.

Разработанная с использованием той же технологии, что и технология, реализованная в микроконтроллерах STM32L4 со сверхнизким энергопотреблением, серия STM32WL имеет аналогичные цифровые и аналоговые периферийные устройства для базовых или комплексных приложений, требующих длительного времени автономной работы и большого радиочастотного диапазона через приемопередатчик с частотой ниже ГГц.

Микроконтроллеры STM32WL имеют широкий диапазон выходной мощности радиосигнала и широкий линейный диапазон частот, подходящий для любого нелицензированного радиочастотного спектра (непрерывный охват частот от 150 до 960 МГц).

Линейки контроллеров серий STM32WLEx (одноядерный M4) и STM32WL5x (двухъядерный M4 и M0+) включают в себя широкий спектр интерфейсной периферии и линий ввода-вывода (до 43 GPIO), встроенный импульсный преобразователь (SMPS) для оптимизации энергопотребления, несколько режимов с низким энергопотреблением.

Рис. 6. Блок-схема одноядерного STM32WL

Рис. 7. Блок-схема двухъядерного STM32WL

В контроллерах реализованы встроенные функции аппаратного обеспечения безопасности, такие как 128-/256-битное аппаратное шифрование (AES), защита от чтения/записи содержимого памяти (PCROP), аппаратный ускоритель шифрования с открытым ключом (криптографический механизм эллиптической кривой).

В дополнение к перечисленному двухъядерная линейка STM32WL5x обладает расширенными функциями безопасности, такими как службы безопасного управления ключами (SKM), аппаратная изоляция защищенных областей, безопасная загрузка и безопасное обновление встроенного ПО.

Непосредственно стеки LoRaWAN и Sigfox доступны разработчикам в среде STM32CubeWL.

В качестве основных средств разработки и отладки выступают отладочная плата STM32WL55 Nucleo и экосистема STM32Cube, которые в связке образуют единый набор аппаратных и программных средств, позволяющих быстро и легко приступить к разработке приложений.

Программный пакет MCU STM32CubeWL представляет собой универсальное решение для встраиваемых программных ресурсов и включает периферийные драйверы HAL и LL, полный набор промежуточного программного обеспечения и стеков радиосвязи (LoRaWAN и Sigfox) вместе с различными предварительно настроенными примерами программного обеспечения для нескольких популярных IDE, таких как Keil MDK-ARM, STM32CubeIDE и IAR.

Серия STM32WL поддерживается инструментом инициализации, настройки и генерации кода STM32CubeMX, а также программным обеспечением STM32CubeMonitor для тестирования и проверки производительности радиотракта.

В дополнение к встроенному отладчику, который помогает разрабатывать и тестировать приложения на основе существующих примеров, плата STM32WL55 Nucleo предлагает множество вариантов внутреннего питания, включая USB-разъем ST-LINK.

Решения ST для передачи данных в диапазонах 433/868 МГц

Для реализации специализированных проприетарных протоколов обмена, для применения в беспроводных устройствах с повышенными требованиями к устойчивости канала связи, от распределенных бытовых и промышленных датчиков до сложных систем безопасности, STMicroelectronics предлагает узкополосный приемопередатчик S2-LP, способный работать в диапазонах 433/868 МГц.

S2-LP поддерживает различные схемы модуляции: 2(G) FSK, 4(G) FSK, OOK и ASK. Скорость передачи данных в эфире программируется от 0,1 до 500 кбит/с. S2-LP может использоваться в системах с расстоянием между каналами до 1 кГц, что позволяет работать в условиях плотнозаселенного частотного диапазона.

Из основных характеристик:

Для того чтобы максимально упростить знакомство с новым узкополосным приемопередатчиком S2-LP, компания ST предлагает недорогую плату STEVAL-FKI868V1 и программный пакет STSW-S2LP-DK, с помощью которых можно буквально за считанные часы запустить беспроводную передачу данных в диапазоне 868 МГц.

Решения ST для NFC

Коммуникационная технология ближнего радиуса действия (Near-Field Communication или NFC) разработана для двухстороннего беспроводного взаимодействия между электронными устройствами на очень близком расстоянии.

Одними из новейших и наиболее интересных решений STMicroelectronics для этой технологии являются микросхемы серий ST25DV, ST25R3911/ ST25R3916.

ST25DV

ST25DV – серия микросхем конечных RFID-устройств, ориентированная на реализацию так называемых динамических меток.

В серии ST25DV представлены EEPROM объемом 4, 16 и 64 Кбит (ST25DV04K, ST25DV16K и ST25DV64K соответственно).

Со стороны хост-системы ST25DV предоставляет I 2 C-интерфейс с тактовой частотой до 1 МГц, широкий диапазон рабочих напряжений – от 1,8 до 5,5 В, позволяющий работать практически с любым типом источников питания и микроконтроллером. Поддерживается одновременная запись нескольких байт (до 256).

Беспроводной интерфейс поддерживает все типы модуляций и скорости передачи данных, предусмотренные в стандарте ISO/IEC 15693. Максимальная скорость чтения данных – до 53 Кбит/с.

Ключевые возможности серии ST25DVxxx:

1) Режим быстрого обмена (fast transfer mode – FTM) предназначен для бесконтактной передачи данных между внешним устройством и встроенной системой (хост-контроллером) посредством 256-байтного буфера, называемого «почтовым ящиком». Данный буфер доступен по чтению и записи как со стороны радиоканала, так и со стороны хост-контроллера по I 2 C. При активном режиме быстрого обмена ST25DVxxx работает практически как специфический беспроводной приемопередатчик.

2) Настраиваемый вывод индикации прерывания – GPO, который в зависимости от текущей конфигурации может показывать наличие радиополя, активность беспроводного канала, окончание операций чтения-записи, появление данных в буфере «почтовый ящик».

3) Вывод сборщика энергии, позволяющий питать микромощные устройства за счет собранной энергии внешнего радиополя, если такое возможно.

4) Система управления сообщениями радиоканала, позволяющая в ряде случаев их игнорировать.

Управление данными и другими опциями микросхемы осуществляется установкой соответствующих значений в набор статических (значение сохранится по выключению питания) и динамических (значение не сохраняется при отключении питания) регистров.

Не так давно серия динамических меток NFC/RFID ST25DV была расширена микросхемами ST25DV-PWM диапазона 13,56 МГц с ШИМ (PWM) для систем управления светом, моторами и тому подобным. В серию входят чипы ST25DV02K-W1/W2, которые отличаются числом выходов ШИМ (PWM).

Два ШИМ-выхода ST25DV02K-W2 могут быть запрограммированы независимо, что позволяет использовать NFC-чип в устройствах, где требуется плавное изменение аналоговых параметров. Микросхема обеспечивает обновление параметров ШИМ в реальном времени с помощью бесконтактного интерфейса, например, через обычный смартфон.

RFID-ридеры ST25R3911B/ ST25R3916

Микросхема RFID-ридера ST25R3911B от STMicroelectronics работает на частоте 13,56 МГц и отличается увеличенной дальностью считывания благодаря высокой выходной мощности до 1,4 Вт. Ридер поддерживает работу со множеством протоколов, включая ISO18092 (NFCIP-1) Active P2P; ISO14443A/B, ISO15693 и FeliCa™. Для скоростного обмена с NFC-устройствами ридер может работать в режиме VHBR, когда скорость модуляции достигает 3,4…6,8 Мбит/с.

Микросхема ST25R3911B может с успехом работать в батарейных устройствах. Встроенный малопотребляющий RC-генератор и режим периодического сна 10…800 мс позволяют снизить потребляемый ток. Отдельный блок емкостного сенсора позволяет обнаруживать приближение метки без включения излучающего поля ридера. Выходная мощность передатчика может регулироваться в широких пределах.

ST25R3911B содержит схему автоматической подстройки антенны, что позволяет сохранять дистанцию считывания даже в присутствии влияющих на антенну предметов. Для реализации проприетарных протоколов, например MIFARE™ Classic, микросхема может переводиться в режим Stream/Transparent Mode c обработкой данных на внешнем микроконтроллере.

ST25R3916 – высокопроизводительный RFID-ридер, поддерживающий все NFC-спецификации. Он может выступать в роли RFID-метки, устанавливать соединение P2P (двухсторонний обмен) и использоваться в устройствах с батарейным питанием.

Благодаря выходной мощности до 1,6 Вт и встроенному механизму подстройки антенны к изменяющимся внешним условиям обеспечивается большая дальность считывания. Для реализации режима малого потребления ST25R3916 может использовать встроенный RC-генератор и таймер пробуждения. Емкостной или индуктивный сенсор позволяют обнаруживать факт приближения метки до включения поля ридера. Новый приемный тракт с функцией подавления шума позволяет использовать ST25R3916 в конечных изделиях под дисплеями.

Заключение

Решения STMicroelectronics для организации беспроводных каналов обмена данными и сигналов управления умным пространством покрывают практически весь спектр возможных задач – от организации разветвленной сети и управления доступом до простейших выключателей. Разработчику доступен бесплатный программный инструментарий для настройки беспроводных микроконтроллеров, разработки и отладки встроенных приложений, включая такие популярные стеки сетевых протоколов, как BLE, ZigBee, SigFox, LoRaWAN.

Источник

• ← Для чего пьют изолят соевого белка
• Если у бурундука украсть запасы что будет →