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萬物互聯時代，人、流程、數據和事物與網絡連接結合的深度和廣度都大大增加，并延伸出人對人（P2P）、機器對人（M2P）和機器對機器（M2M）等多類型的交互模式。這樣做的好處是顯而易見的：推動人類社會從信息化走向智能化，是自互聯網出現之后最具發展潛力的技術創新。 當然，技術創新總是會伴隨著相應的設計挑戰，對于萬物互聯必要的射頻通信環節更是如此。在網絡搭建上，交互模式的多樣性同樣會帶來通信方式的改變，從點對點變成網狀網絡。在網絡的選取上，僅僅只是物聯網中的短距離低功耗網絡就有很多種選擇。這些由簡入繁的改變，無疑增加了用戶開發的復雜性。 好消息是，這些挑戰并不需要工程師朋友們獨自面對。貿澤電子準備了豐富的通信/射頻開發工具，幫助大家輕松解決這些煩惱。 出色的網狀網絡開發工具 正如計算機網絡為了適應設備增加而從分散式、集中式通信模式過渡到分布式通信模式一樣，傳統上每個通信終端均通過一條與AP（Access Point）相連的無線鏈路來訪問網絡，但隨著萬物互聯中物聯網的快速發展，這樣的方式就會顯得效率不高，尤其是在末端設備的信息互通上面。無線Mesh網絡的出現正是為了解決這一難題。 和傳統單跳網絡相比，無線Mesh網絡又被稱為多跳網絡。在這樣的網絡系統中，任何無線設備節點都可以同時作為AP和路由器，網絡中的每個節點都可以發送和接收信號。通過這樣的方式，一個系統的網絡連接可以進行高度擴展。圖1演示了無線Mesh網絡的局部特征，展現了其全連接的特性。 
圖1：局部無線Mesh網絡（圖源：維基百科） 通過這種全連接的網絡形式，無線Mesh網絡具有很多獨特的技術優勢，包括： · 更高的網絡帶寬 · 容易實現NLOS配置 · 組網迅速，易于部署和安裝 · 結構靈活，網絡穩定 當然，在具體方案開發的過程中，打造無線Mesh網絡系統需要每一個節點都具有靈活的射頻通信配置，既要作為網絡節點，又要能夠承擔網關的角色。同時，每個節點的復雜度提升從點到面都增加了設計的難度，這其中系統開發和功耗管理是最為突出的。因此，在低功耗的前提下，除了天線這些核心的射頻器件以外，也要終端具備射頻匹配網絡的能力。 通過采用貿澤電子在售的來自制造商Silicon Labs的SLWRB4308D開發工具，用戶可以快速開發出面向網狀網絡的線路供電型物聯網產品。
圖2：SLWRB4308D開發工具（圖源：Silicon Labs） SLWRB4308D開發工具用于評估MGM210P Mighty Gecko和BGM210P Blue Gecko模塊的+10dBm發射功率版本，其中BGM210P基于EFR32BG21 Blue Gecko SoC打造，支持藍牙Mesh網絡。這種無線Mesh網絡是當下非常熱門的網絡拓撲，允許用戶基于藍牙技術打造大型的網絡系統，能夠輕松擴展到數百臺，甚至是數千臺藍牙Mesh設備。BGM210P支持的藍牙5.1是低功耗藍牙，幫助用戶打造具有低成本、低功耗、小型化等優勢的方案，在樓宇自動化、智慧農業、環境監測、資產追蹤和醫院設備監測等領域具有重要應用價值。 為了方便用戶快速開發方案，與WSTK主板、Gecko SDK套件和Simplicity Studio IDE一起，SLWRB4308B 提供了一個強大的嵌入式開發平臺，其中包含創建、調試和優化基于xGM210P模塊的物聯網應用程序所需的硬件和軟件。 當然，需要注意的是，SLWRB4308D無線電板不能獨立使用，需要配備對應的主板。大家也可以直接購買貿澤電子上在售的SLWSTK6102A無線模塊入門套件進行上述功能的相關評估，該套件中提供多個無線電板，以支持網狀網絡的開發設置，主要包括： · 2個無線入門套件（WSTK）主板 · 2個GM210Px32無線Gecko模塊無線電板（+20dBm） · 2個GM210Px32無線Gecko模塊無線電板（+10dBm）
圖3：SLWSTK6102A無線模塊入門套件（圖源：Silicon Labs） 在支持工具方面，SLWSTK6102A包括強大的軟件堆棧、高級調試和優化工具、示例應用程序代碼、預先編譯的演示、文檔以及各種其他資源。 能效管理和板載接口是SLWSTK6102A兩個值得一提的產品亮點。在能效管理方面，SLWSTK6102A搭載用于監控能耗的AEM電路。如圖4所示，將板子上的滑動開關滑至AEM選項時，主板上的低噪聲3.3V LDO便用于為無線電板供電。需要特別指出的是，SLWSTK6102A的電源域是經過精心設計的，可以為目標設備選擇不同的電源（USB、紐扣電池和外部電源供電選項），同時保留調試功能。為防止在板控制器斷電時從目標電源域泄漏電流，該電源域也特別進行了隔離處理。
圖4：SLWSTK6102A的供電選擇（圖源：Silicon Labs） 如圖5所示，SLWSTK6102A豐富的接口資源是另一大優勢。其中，虛擬COM端口接口（VCOM）通過USB或以太網提供易于使用的串行端口連接；數據包跟蹤接口（PTI）提供有關無線鏈路中傳輸和接收數據包的寶貴調試信息；20針擴展（EXP）接頭可通過通用串行接口（例如SPI、UART、I2C）連接外部外圍設備或插件板接口套件；此外，還包括支持SWD、JTAG和C2的板載調試器。
圖5：SLWSTK6102A豐富的接口資源（圖源：Silicon Labs） 通過豐富的配置，SLWSTK6102A讓藍牙Mesh網絡中的每一個節點都具有出色的可擴展性。 一個套件，多種協議 網絡協議的復雜性是用戶需要面臨的另一個具有代表性的難題，尤其是在物聯網相關的應用中，WiFi、藍牙、ZigBee等協議都在物聯網領域擁有各自不同的應用，但用戶需要花費大量的研發資源在不同的芯片平臺上開發不同的協議軟件。 同時，各種協議幾乎都擁有自己的生態壁壘，以至于今天我們所建立的物聯網，還是一個個隔離的生態系統，如果設備自身不能夠支持多種協議，便無法在跨協議之后再次提供必要的連接性。隨著物聯網設備的快速增加，這一問題將愈發明顯。根據IDC的數據統計，預計到2025年，全球每分鐘將會有超過15萬個設備連接入網，給包括物聯網在內的連接應用帶來指數級增長。 因此，我們需要一個高效且合適的物聯網平臺來提供對各種主流協議的支持，以實現設備在實際應用中對各種標準的無縫融合，為泛在網絡的發展提供強有力的支持。 通過貿澤電子在售的來自STMicroelectronics（意法半導體）的STM32WB5MM-DK探索套件，用戶可以讓開發的方案輕松具備這樣的多協議支持能力。
圖6：STM32WB5MM-DK探索套件（圖源：ST） STM32WB5MM-DK探索套件是附帶STM32WB5MMG MCU的探索套件。作為板子的核心，STM32WB5MMG MCU是一款超低功耗和小尺寸認證的2.4GHz無線模塊，支持藍牙5.2、Zigbee3.0、OpenThread、動態和靜態并發模式以及802.15.4專有協議。憑借其良好的接收器靈敏度和高輸出功率信號，無論支持何種協議，都能夠提供一流的射頻性能。 對于物聯網應用，設備安全性能是極為重要的。STM32WB5MMG MCU嵌入了多項安全性能設置，包括256位AES硬件加密、PCROP讀寫保護、JTAG熔絲位、采用橢圓曲線加密引擎的公鑰加密等，為最終的應用提供出色的安全硬件功能。 在面向射頻的應用中，用戶在使用STM32WB5MMG MCU時，并不需要射頻專業知識。該產品提供完全免版稅的協議棧，比如配有HAL和LL外設驅動、完整的中間件和無線協議棧，以及各種預配置的軟件示例，是加快開發速度的理想選擇。 此外，當我們使用任何意法半導體相關的MCU開發工具時，都不能忽視如圖7所示的STM32生態系統。這些豐富的生態資源會極大地簡化系統設計，從而加速方案的上市進程。
圖7：STM32生態系統（圖源：ST） 我們再將視角移到板子上。STM32WB5MM-DK在出色的射頻性能外，還提供了可觸摸感應的0.96英寸128x64 OLED顯示屏、傳感器、USB和128Mbit四路SPI NOR外部閃存。板連接器包括： · STMod+ · ARDUINO® Uno V3擴展連接器 · USB用戶，配有Micro-B連接器 · TAG10 10引腳占位 在此，必須要強調一下這款探索套件的可擴展性。借助STM32WB5MM-DK上的擴展排針，用戶可針對特定應用輕松連接Arduino板。借助Arduino這種便捷靈活、方便上手的開源電子原型平臺，可以在Windows、Mac OSX、Linux三大主流操作系統上運行，進一步提升設備的智能化能力。 無論是STM32WB5MMG MCU，還是STM32WB5MM-DK探索套件，靈活的電源選項都是突出的性能優勢。STM32WB5MM-DK為用戶提供ST-LINK/V2-1 USB連接器、來自Arduino或外部連接器的5V電壓、USB充電器或USB電源多個電源選項，在面向音頻、照明、家居和樓宇自動化、物聯網、遙控器等應用中，可以輕松實現具有優勢的供電選擇。 射頻/通信開發難度的增減 射頻/通信是一個龐大復雜的技術領域，面向每一個不同的領域都會延伸出全新的模式和協議，這引發了業界的一個分歧點。有從業者認為化繁為簡的通信系統是必要的，這樣的系統遲早會到來；也有從業者認為，隨著萬物互聯下探到更廣闊的場景中，射頻/通信系統將更加繁復。而無論結果如何，在貿澤電子都能夠找到合適的開發工具，最終呈現給工程師朋友們的開發界面都會是簡單易用的。 來源：貿澤電子 作者：Doctor M |
