物聯(lián)網(wǎng)(IoT)能夠提高生產(chǎn)力、控制力和效率，在幾乎無限的市場和終端應用中提供動力和潛力。在還沒有廣泛使用尖端技術的市場上，特別是在需要聯(lián)接技術時，IoT受到了很大的關注。

在工業(yè)和消費應用中，感知、處理、驅動和聯(lián)接這些關鍵模塊對于IoT的設計至關重要。如果為每個模塊提供模塊化的、即插即用的方案，可以顯著地加快和簡化新的設計，用于如智能家居/智能建筑，健康和資產(chǎn)跟蹤等應用，不一而足。模塊化的方案包括定制的開發(fā)工具，并在必要時預先通過任何相關的國際監(jiān)管標準和協(xié)議要求的認證，尤為重要。

聯(lián)接是最具挑戰(zhàn)性的領域之一，視乎每一應用的特定性質(zhì)，許多協(xié)議或多或少都是相關的。Sigfox?具備內(nèi)置基礎設施和遠程聯(lián)接，已成為最有用的協(xié)議之一。然而，對于許多潛在的IoT方案設計人員，Sigfox是個新的技術領域，因此，易于采用是IoT普及的關鍵。

IoT應用挑戰(zhàn)

有超過310億的設備(“物體”)聯(lián)接到IoT-每天還有成千上萬的設備被聯(lián)接。這些設備共同為世界各地的消費者和商業(yè)用戶帶來了巨大的積極變化。在家里，自動照明控制節(jié)省能源和提供安全，而遠程門鈴支持用戶從地球上的任何地方“回家”，只要他們可以訪問互聯(lián)網(wǎng)。在企業(yè)中，工廠或其他設施的每一個細節(jié)都可以被監(jiān)控；提供的數(shù)據(jù)將前所未有地提高運營效率。經(jīng)營偏遠地區(qū)設備的企業(yè)可以從舒適的辦公室監(jiān)控工作，從而減少定期視察的費用。隨著數(shù)據(jù)分析、實時監(jiān)控、預測維護和其他高價值主張的加強，正在實現(xiàn)IoT的總體效益。

然而，使這些IoT設備如此有用和便攜的許多特性，如它們的小尺寸、互聯(lián)和遠程使用能力，也給設計人員帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

雖然這些設備物理尺寸小，能部署在受限的空間，但是IoT節(jié)點需要包含大量的功能。通常，這將包括用于管理系統(tǒng)和處理數(shù)據(jù)的微控制器(MCU)、各種類型的傳感器(取決于要測量或監(jiān)測什么)以及加密技術，以確保安全存儲和傳輸任何敏感數(shù)據(jù)。

電源也是必需的，雖然許多IoT設備都部署在家庭、辦公室或工廠，有電源可供使用，但為方便，這許多設備都由電池供電。顯然，在沒有電源的偏遠地區(qū)使用的所有IoT設備都是電池供電的。

電池的尺寸限制以及可用的有限電量，意味著設計人員在選擇和實施小的、超低功耗器件、開發(fā)精密的電源管理算法以確保沒有浪費一點寶貴的電量方面有許多重大的挑戰(zhàn)要克服。

聯(lián)接IoT設備的挑戰(zhàn)

IoT設備的另一個挑戰(zhàn)是提供通信接口，這對于聯(lián)接節(jié)點到IoT至關重要。這是個相對專業(yè)的領域，設計人員面臨的一個關鍵挑戰(zhàn)是從現(xiàn)有的巨大范圍中選擇最合適的協(xié)議。其中一些協(xié)議是專有的，適用于非常特定的應用，而另一些協(xié)議，如藍牙和Wi-Fi，則被廣泛實施，但僅適用于短距離應用。

直到最近，蜂窩技術還是其他短距離無線技術(如藍牙)所無法達到的聯(lián)接節(jié)點的唯一可用方法之一。然而，蜂窩專用于語音和高數(shù)據(jù)速率通信，這使得它相對耗電，不適合IoT所需和依賴的簡單的機器對機器(M2M)通信。

Sigfox是已確立的一種蜂窩式系統(tǒng)，它為遠程聯(lián)接的設備特別是IoT節(jié)點提供低功耗、遠距離、低數(shù)據(jù)速率和低成本的通信。針對簡單的M2M通信，Sigfox網(wǎng)絡支持在遠大于簡單的低功率發(fā)射器能夠獨立達到的距離實現(xiàn)簡單的聯(lián)接。該網(wǎng)絡采用超窄帶(UNB)技術，支持低發(fā)射功率同時保持強固的聯(lián)接。

SigFox幾乎適用于任何IoT應用，它幾乎沒有什么限制，使應用不需要每天發(fā)送超過140個12字節(jié)的消息，并且可以接受每秒100位的無線吞吐量，因此Sigfox提供一個可靠、低功耗、低成本的聯(lián)接方案。

然而，與藍牙等無處不在的通信協(xié)議不同，與Sigfox相關的技術專知被認為是相對“小眾”的。這對設計工程師設計和實施一個成功的、基于Sigfox的通信接口構成了一條陡峭的學習曲線，對尋求解決遠程IoT市場的公司造成了進入的技術障礙。

模塊化Sigfox方案消除技術設計障礙

安森美半導體積極投入該領域，最近推出了可編程的Sigfox RF收發(fā)器系統(tǒng)級封裝(SiP)，集成先進的RF系統(tǒng)單芯片 (SoC)與所有必需的外部器件(包括一個TCXO)，從而使簡化和縮短設計認證流程成為可能。

AX-SIP-SFEU SiP提供開箱即用的、設備到云的Sigfox聯(lián)接，包括使用Sigfox LPWAN通信的遠程IoT應用的上行和下行鏈路。該SiP把一個Sigfox無線電IC、分立的RF匹配器件、所需的所有無源器件及固件集成在單個封裝中。由于該方案已預先通過CE認證，并經(jīng)Sigfox認證，采用安森美半導體廣博的技術專知，設計人員有把握實現(xiàn)一個高質(zhì)量、全集成和完整的方案。

該微型的7 mm x9 mm x1 mm、統(tǒng)一涂層保護膜封裝，確保AX-SIP-SFEU可部署在空間受限的遠程IoT應用中。該器件其實是世界上最緊湊的、Sigfox認證的方案，確保設計人員能夠克服設計遠程IoT節(jié)點所面臨的物理空間挑戰(zhàn)。微型尺寸特別適用于可穿戴設備、資產(chǎn)跟蹤標簽或任何需要小的Sigfox方案的應用。

使用AX-SIP-SFEU還顯著減少電源相關的問題，因為超低功耗設計結合了待機、睡眠和深度睡眠模式，以便在不需要傳輸時省電。這些模式分別只需0.55毫安(mA)、1.2微安(mA)和180納安(nA)的電流，使得該器件可由鈕扣電池(CR2032)供電。或者，可以使用能量采集技術，無需任何電池、管理或更換。

任何無線電設計中(尤其是第一次設計時)最令人生畏的一方面，是獲得批準。AX-SIP-SFEU SIP經(jīng)Sigfox認證用于RC1區(qū)域網(wǎng)絡，表示它通過認證，符合標準的RF和協(xié)議規(guī)范，從而確保了互通性。此外，該器件已獲CE認證，證明其符合歐洲經(jīng)濟區(qū)內(nèi)銷售產(chǎn)品的衛(wèi)生、安全和環(huán)保標準。

總結

雖然IoT提供了巨大的好處和機遇，但節(jié)點小而復雜的性質(zhì)給設計工程師帶來巨大挑戰(zhàn)。他們不僅必須滿足物理尺寸限制和處理低功耗要求，還必須確保設計中所含的RF通信符合國際標準-這增加了設計流程的時間、成本和風險。尤為重要的是，對于要遠距離無線聯(lián)接的遠程設備，需要比蜂窩網(wǎng)絡更具性價比的方案。

通過使用預先認證的、超微型、超低功耗模塊如安森美半導體的AX-SIP-SFEU，設計人員現(xiàn)在能夠設計IoT節(jié)點，有把握能輕易和幾乎零風險地實施預認證的RF通信系統(tǒng)，從而消除IoT設計的一個重大技術障礙。