5 Asjad, mida teie toote jaoks traadita tehnoloogia valimisel arvestada
Kas teil on idee, mida soovite turule tuua? Selles seerias kõnnib John Teel prototüübist tootmisele. Üksikute komponentide kaasamise täpsemaks vaatamiseks järgige iga osa.
Kas teie uus projekt vajab kaugjuurdepääsu traadita side võimalusi? Kui see on nii, siis on teie uue toote arendamisel saadaval mitu traadita tehnoloogiat. Igal tehnoloogial on eelised ja puudused ning parim valik sõltub rakendusest.
Käesolevas artiklis me võrdleme nelja kõige populaarsemat traadita tehnoloogia standardit uutele elektroonilistele toodetele, sealhulgas: Bluetooth Classic, Bluetooth madala energiasisaldusega (mida nimetatakse ka Bluetooth Smartiks), WiFi ja WiFi Direct.
Andmeedastuskiirus
Kui kiire andmeedastus on teie toote kõige olulisem spetsifikatsioon, siis on kõige tõenäolisem WiFi või WiFi otsene valik. Igaüks teab WiFi-ühendust, kuid enamik pole kuulnud WiFi-otsest, kuigi see muutub aeglaselt.
Pöörduspunkt on vajalik standardse WiFi (tavaliselt ruuteri) jaoks. Nii et teabe edastamiseks ühest seadmest teise peavad andmed läbima pääsupunkti.
WiFi Direct on sama kiire kui tavaline WiFi, kuid kõrvaldab juurdepääsu pääsupunkti. WiFi Direct võimaldab otsest seadmest-seadmesse suhtlemist nagu Bluetooth.
Traadita standard | Edastuskiirus |
Bluetooth madala energiatarbega | 1 Mbps |
Bluetooth Classic | 2-3 Mbps |
WiFi / WiFi otsene | 100-250 Mbps |
Tabel 1 - ülekande kiiruse võrdlus
WiFi ja WiFi Directil on maksimaalne andmeedastus umbes 10x kiirem kui Bluetooth Classic'iga. Näiteks, kui teie rakendus nõuab video voogesitust, on vaja väga kiiret traadita ühendust. Kumbki Bluetooth-tehnoloogia ei ole piisavalt kiire (välja arvatud võib-olla väga madala eraldusvõimega video), nii et soovite pakkuda WiFi / WiFi otseseid võimalusi.
Kiirusvahemiku teises otsas on Bluetooth Low-Energy, mis on umbes pool kiirem kui Bluetooth Classic. BLE on tavaliselt sobiv väikeste koguste vahelduvate andmete, näiteks temperatuuri, niiskuse, liikumisandmete, GPS-koordinaatide jne edastamiseks.
Tavaliselt, kui teie rakendus nõuab andmete pidevat edastamist, näiteks heli edastamisel, on Bluetooth Classic parim valik. Bluetooth Classic on eriti optimeeritud voogedastuse andmetele, võrreldes BLE-ga, mis on optimeeritud üsna lihtsate andmete harva purunemiseks.
See tähendab, et heli saab voogesitamiseks kasutada BLE abil, mitte ainult Bluetooth Classic'i helikvaliteediga. Siiski vajab see kohandatud BLE püsivara. Bluetooth-püsivara pakkuja Searan pakub kohandatud Bluetooth LE-stacki, mis võimaldab heli voogesitamist. See võib olla hea lahendus, kui aku kasutusiga on teie toote jaoks olulisem kui kõrgeima helitugevusega heli.
Tööpiirkond
WiFi ja WiFi Direct on maksimaalselt 60 meetri kaugusel. Bluetooth (Classic või BLE) on tavaliselt maksimaalselt 20 meetri kaugusel.
Suurem WiFi on võimalik tänu suuremale ülekandevõimsusele. Selle suurenenud vahemiku väljalülitamine on aku kasutusaeg. WiFi tühjendab akut palju kiiremini kui Bluetooth, eriti Bluetooth-energiat.
Traadita standard | Edastuskiirus |
Bluetooth madala energiatarbega | 50 jalga tavaliselt kuni 1500 jalga, kasutades laiendit |
Bluetooth Classic | 50 jalga tavaliselt kuni 3000 jalga, kasutades laiendit |
WiFi / WiFi otsene | 200 jalga tavaliselt |
Tabel 2 - Tegevusalade võrdlus
Bluetooth-saatjate klassid on tõesti erinevad. Enamik Bluetooth-tooteid kasutavad 2. klassi saatjat, mille tööulatus on umbes 50 jalga. Kuid on võimalik kasutada ka 1. klassi saatjat, mille vahemik on lähemal kui 100 meetrit. Kuid just nagu WiFi Direct, vähendab suurem võimsus aku kasutusaega.
Bluetoothi valikut on võimalik veelgi laiendada, lisades vahemiku pikenduskontuuri, mis suurendab peamiselt vastuvõtja tundlikkust. Näiteks pakub Silicon Labs pikaajalist Bluetooth-LE moodulit, mida nimetatakse BLE112LR-le ja mille maksimaalne kaugus on ligikaudu 500 meetrit. Nad pakuvad ka kaugeklassilist Bluetooth-moodulit, millel on isegi suurem kui pool miili (1 km) ulatus. Pidage meeles, et kõik need vahemaad eeldavad silmapiiri.
Toitekasutus vs aku eluiga / suurus
Suurem ülekandevahemik ja kiirem andmeedastuskiirus tähendavad suuremat energiatarbimist, mis võrdub lühema aku kasutusaega. Kui aku või aku suurus on teie toote põhijooned, on energia kasutamine äärmiselt oluline.
Lihtsalt parim raadiosidetehnoloogia ultra-madala võimsusega rakenduste jaoks on Bluetooth Low-Energy (BLE). BLE arendati peamiselt asjade Interneti (Io) rakenduste jaoks, mis tavaliselt töötavad ühest vaateakust.
Hästi konstrueeritud BLE seade võib töötada aastaid väikesel kellakellal, kuna enamik BLE tooteid on mõeldud andmete edastamiseks ainult aeg-ajalt. Näiteks võib seadet programmeerida andmete edastamiseks ainult 1 sekundi kohta minutis. Nii edastab seade ainult 1/60 = 1,7% ajast ja ülejäänud 98,3% ajast, mil seade on ultra madala energiatarbega puhkerežiimis.
Nutika telefoni ühilduvus
Kui ühilduvus vanemate nutitelefonidega on teie toote jaoks äärmiselt oluline, võib Bluetooth Classic või standard WiFi olla parim valik. Kõik nutitelefonid toetavad Bluetoothi ja WiFi-ühendust, kuid ainult uuemad telefonid toetavad Bluetoothi madala energiasisaldusega ja WiFi otsest ühendust.
Traadita standard | Google Android | Apple iOS |
Bluetooth Classic | Kõik versioonid | Kõik versioonid |
Bluetooth madala energiatarbega | Versioon 4.3+ | Versioon 4S + |
WiFi | Kõik versioonid | Kõik versioonid |
WiFi otsene | Versioon 4.0+ | Versioon 5S + |
Tabel 3 - nutika telefoni ühilduvuse võrdlus
Turvalisus
Kõik neli traadita tehnoloogiat tagavad kõrge turvalisuse taseme. Kuid WiFi ja WiFi otsekasutus kasutab 256-bitist krüpteerimist, samas kui Bluetooth (nii Classic kui ka LE) kasutavad ainult 128-bitist krüpteerimist.
Enamiku rakenduste puhul tagab Bluetooth piisava turvalisuse. Aga kui turvalisus on teie toote jaoks tõesti esmatähtis, on WiFi või WiFi Direct parem valik.
Arenduskulud ja keerukus
Traadita funktsionaalsuse jaoks on vaja kahte riistvarafunktsiooni: RF-saatja (saatja on saatja ja vastuvõtja) ning mikrokontroller või mikroprotsessor, mis täidab traadita protokolli püsivara (mida nimetatakse ka stackiks).
Teie elu on palju lihtsam, kui kasutate System-On-a-Chip (SoC) lahendust, mis integreerib nii transiiveri kui ka mikrokontrolleri üheks kiibiks.
Ühe kiibi SoC lahenduse kasutamine vähendab oluliselt teie arenduskulusid, minimeerides probleemide tõenäosust ja lisades juba sisseehitatud traadita protokolli. Vastasel juhul peate ostma korstna eraldi, mis ei ole odav. Oodata maksma vähemalt $ 10k pluss ühiku litsentsitasu.
Bluetooth Low-Energy on lihtsaim ja odavam traadita funktsionaalsus, mida saab rakendada uues tootes, ning kõik BLE kiibi pakkumised on ühekiibilised SoC lahendused.
Arvukad kiipide valmistajad pakuvad BLE SoC lahendusi, sealhulgas Cypress, CSR, Nordic, Dialog ja Texas Instruments. BLE-kiipe saab osta vaid $ 1 kuni $ 2 mõne tuhande suuruses mahus.
Enamikul juhtudel on kõige parem käivitada moodul mis tahes traadita funktsioonide jaoks, et vähendada FCC sertifitseerimise kulusid ja vähendada oma arenguriski.
Tootmisüksuse hind
Muud kriitilised kulud on tootmiskulud ühiku kohta, mis määrab teie kasumimarginaali. Teie varasemate üksuste puhul, mis kasutavad traadita mooduleid, on ühiku maksumus üsna kõrge. Seega peate võib-olla müüma oma varajase üksuse kasumita.
Uue toote loomisel peaks teie esmane prioriteet olema arenduskulude (ja riski) minimeerimine, mitte tootmisüksuse kulu minimeerimine. Selle asemel keskenduge tootmise kulude vähendamisele, kui teil on kliente ja olete valmis masstootmiseks.
Nagu alati uue toote disaini puhul, on erinevate traadita tehnoloogiate vahel kompromissid. Iga rakenduse jaoks ei ole parim tehnoloogia. Peate oma toote jaoks kõige olulisemad spetsifikatsioonid tähtsustama. Teie toote traadita tehnoloogia valimine võib olla lihtne või keeruline. Kui andmeedastuskiirus on teie toote kõige olulisem spetsifikatsioon, on teie otsus üsna lihtne: WiFi või WiFi Direct. Kui aku või aku suurus on teie kõige kriitilisemad kriteeriumid, siis on ka teie otsus üsna lihtne: Bluetooth Low-Energy. Kui teie arendus- ja tootmiskulud on madalad, on teie esmane prioriteet Bluetooth LE.
Aga kui ülekande kiirus, aku eluiga ja maksumus on võrdselt tähtsad, on teie otsus keerulisem. Tere tulemast uue tootearenduse maailma!
Kas soovite rohkem teada saada uue elektroonilise toote arendamisest? Siis vaadake kindlasti läbi The Ultimate Guide - kuidas arendada uut elektroonilist toodet.