無線互聯在嵌入式系統的實現
1? 嵌入式系統應用市場廣闊
嵌入式系統已經廣泛滲入到我們日常生活和工業控制領域、商業應用領域的的方方面面。在日常生活中,數碼相機、手機、MP3、PDA、電視機,甚至電飯鍋、手表,玩具等里都有嵌入式系統的身影;在工控自動化領域,各種工業自動化儀器儀表、航空航天,通訊、交通等領域也有越來越多的嵌入式系統。 一些新興的領域,如汽車電子,如汽車導航,醫療設備領域中也不斷涌現新的嵌入式應用,如核磁共振儀、病人監護系統、車載娛樂平臺、健康照顧系統、無線傳感器系統等。
據估計,每年全球嵌入式系統帶來的相關工業產值已超過數萬億美元。而且,嵌入式系統應用的市場正在以每年30%以上的的速度遞增(根據IDC預測),雖然目前面臨金融風暴的沖擊,但是,新一輪汽車、信息電器、通訊、醫療、軍事等行業的巨大的智能化和信息化裝備需求將推動嵌入式應用市場以更快發展;嵌入式工業設備則將集成進更多的通信與聯網等智能化功能,并將在汽車電子市場、機床電子市場、醫療電子市場、室內/外視頻監控市場和電子標簽(RFID)市場、倉儲物流信息化市場,節能環保市場等方面得到更廣泛的應用。
在嵌入式系統應用市場高速成長的中,嵌入式應用系統對無線互聯技術有了越來越多的需求,各種無線通訊技術也在以越來越快的速度,融入嵌入式系統設計中。
舉例而言,在消費電子產品中,數碼相機,數碼相框,MP3,PDA,打印機,高清晰電視等等嵌入式產品,已經開始廣泛采用各種無線通訊技術,實現無線互聯;在工業控制中,大量的嵌入式控制設備,也開始實現無線互聯,實現M2M通訊;在新一代汽車電子娛樂系統的嵌入式應用中,也采用無線技術來實現各種音頻視頻數據流的無線高速傳輸。
雖然,大量新一代的無線通訊技術和無線通訊標準,為嵌入式設備實現無線互聯,提供了方便的途徑,但是,如何選擇合適的無線通訊技術,如何在嵌入式系統設計中,高效率的掌握和使用這些新的技術和設計方法,也就成了嵌入式系統設計人員所關注的一個熱點。
2? 如何將無線通訊技術融入嵌入式系統設計
圖1是目前在嵌入式應用系統設計中,主流的的幾種無線通訊技術:Wi-Fi、藍牙、ZigBee、GPRS、GSM、 3G 等,通訊速率,通訊距離和功耗之間的關系。
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圖1? 無線通訊技術速率和功耗
從圖1我們可以看出,RFID技術(ISO15693、ISO14443、ISO-18000 等標準),適合極近距離通訊,具有非常低的功耗;ZigBee無線網絡技術(IEEE802.15.4)適合數0.25MBIT/S的通訊速度,也具有很低的功耗;藍牙(BLUETOOTH)技術(IEEE802.15.1),目前2.1版本的規范,可以達到2MBIT/S的通訊速率。屬于低功耗通訊,WI-FI技術,從IEEE802.11B (11MBIT/S)到IEEE802.11G(54MBIT/S)到目前IEEE802.11N,可以實現大于100M BIT/S通訊速率;GSM和GPRS數據通訊速率不高,但是網絡廣泛,通訊距離遠,隨著3G網絡的發展,也有發非常廣闊的應用空間。
將無線技術使用到嵌入式系統設計的關鍵有:
2.1 根據系統應用特點,考慮好功耗要求
舉例而言,對于消費電子產品,如果采用普通堿性電池供電或者扣式電池供電,需要非常低的功耗,選擇ZigBee和其它非標準通訊技術,可能比較合適,如遙控器等,如果需要進行語音應用,而且采用可充電電池,藍牙技術也可能是很好選擇,數碼相框等,Wi-Fi技術,可能是很好的選擇。
2.2 根據系統工作環境和網絡覆蓋,選擇相關技術
目前GPRS和GMS已經有非常廣泛的網絡覆蓋,對于很多M2M的應用,如無線抄表,遠程遙控,采用GPRS是不錯的選擇,許多城市目前在廣泛安裝Wi-Fi和3G網絡,采用低成本的無線模塊,可以加快嵌入式應用無線系統的開發。
- 第 1 頁:無線互聯在嵌入式系統的實現
- 第 2 頁:系統成本和開發時間的考慮
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( 發表人:大本 )