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通过将标准计算组件集成到单个单元中来简化产品开发。
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物联网前端模块(FEM):突破无线连接瓶颈,赋能创新应用

发表时间:2024-07-02 19:21

物联网的飞速发展对无线通信技术提出了更高的要求,尤其是在远距离传输方面。传统的系统级芯片(SoC)虽然集成了无线通信功能,但往往存在信号强度弱、功耗高等问题,限制了物联网应用的广泛普及。物联网前端模块(FEM)的出现,为解决上述难题提供了解决方案。FEM 专门为无线连接而设计,与 SoC 配合使用,可以显著提升物联网设备的无线性能

FEM 的优势:

  • 增强信号强度: FEM 集成了功率放大器,能够显著提高无线信号的输出功率,从而扩展传输范围,增强信号的稳定性和可靠性。

  • 降低功耗: FEM 具有快速开关时间低睡眠模式电流,能够有效减少无线通信时的功耗,延长电池寿命

  • 提高数据传输速率: FEM 能够在长距离传输情况下保持较高的数据传输速率,满足物联网应用对数据吞吐量的需求。

  • 支持多用户 MIMO 操作: 一些 FEM 模块支持多用户 MIMO 操作,可以同时与多个终端节点或客户端进行通信,提高空中时效性

  • 微小封装: FEM 模块体积小巧,易于集成到物联网设备中。

FEM 的应用场景

FEM 广泛应用于各类物联网场景,包括:

  • 智能家居:智能门锁、智能灯具、智能温控器、智能网关等

  • 可穿戴设备:智能手表、智能手环、智能眼镜等

  • 工业物联网:传感器、执行器、数据采集器等

  • 智能城市:智慧路灯、智慧停车、环境监测等

如何选择和使用 FEM

选择合适的 FEM 需要考虑以下因素:

  • 支持的无线协议: 确保 FEM 支持您应用所需的无线协议,例如 Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee 等。

  • 传输范围: 根据您的应用需求选择合适的传输范围。

  • 功耗: 选择低功耗的 FEM 以延长电池寿命。

  • 封装尺寸: 选择合适的封装尺寸以满足您的设备空间限制。

将物联网前端模块集成到项目

有两种方法可以将物联网前端模块 (FEM) 集成到您的项目中:

1. 构建定制电路板

这种方法适用于想要从头开始开发定制物联网解决方案的开发者。您可以构建一块评估 PCB 板,用来测试和优化电路设计和布局,然后再转为生产设计。

以下是一些步骤:

  • 制作单独的电路板,分别放置集成电路 (SoC) 和 FEM 模块。

  • 测试并比较两者组合的效果和单独使用 SoC 的效果,测试范围包括输出功率、灵敏度、传输距离、数据速率和传输距离之间的关系等。

优点:

  • 完全可定制的解决方案

缺点:

  • 需要更多的时间和专业知识进行电路设计和测试

  • 可能存在集成问题

咨询东胜物联专家

2. 使用支持 FEM 的现成物联网网关

对于大多数开发者来说,使用支持 FEM 的现成网关是更简单快捷的方法。市面上有很多这样的网关可供选择,例如 DSGW-090 PoE 智能网关。

DSGW-090 PoE 智能网关的优点:

  • 支持双 SIM 卡槽,可通过 BLE、Thread、Z-Wave、ZigBee 等协议与 FEM 模块配合使用,增强无线功能。

  • 集成了支持 Wi-Fi 的 SoC,可以与任何 FEM 模块配对,扩展传输范围。

  • 能够将 FEM 模块传输的数据转换为 Wi-Fi、LTE、以太网或 Cat1 协议,方便云端连接。

这种方法适用于:

  • ZigBee、BLE 或 Z-Wave 网络末端节点分布较广的物联网解决方案

注意:

  • DSGW-090 PoE 智能网关本身并非电池供电,因此功耗并不是主要问题,主要解决无线信号强度问题。

  • 对于电池供电的网关或传感器,仍然可以使用带 FEM 模块的收发器来降低因频繁更换电池导致的维护成本。


了解DSGW-090 智能网关

总结

选择合适的集成方式取决于您的项目需求和开发经验。使用 FEM 模块可以显著提升物联网设备的无线性能和电池寿命。东胜物联拥有丰富的硬件开发经验和强大的研发团队,可为您提供全面专业的物联网硬件解决方案。


常见问题解答

  1. 什么是射频前端?

射频前端是指接收器或发射器天线与混频器(调制器或解调器)之间的任何电路。在物联网前端模块中,芯片还包含天线。

  1. 物联网射频前端模块的目的是什么?

物联网射频前端模块的目的是放大用于相应无线协议的射频信号并降低噪声,同时消耗极低的功率。

  1. 前端模块和后端模块有什么区别?

物联网前端模块位于天线附近或包含天线,而后端模块在信号传输堆栈中位于前端模块之后或之后一层。这些后端模块通常执行基带处理,将模拟信号转换为数字信号(反之亦然),并包含子系统控制。


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