RFID射频技术在现代支付领域的应用.doc

RFID射频技术在现代支付领域的应用作者：姚丽莎 来源：RFID世界网时间：2006-10-23 一、RFID技术的发展历史和现状（一）RFID技术简介及其发展史射频识别技术RFID (Radio Frequency Identification)是自动识别技术的一种，即通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。与传统的识别方式相比，RFID技术无需直接接触、无需光学可视、无需人工干预即可完成信息输入和处理，且操作方便快捷。能够广泛应用于生产、物流、交通、运输、医疗、防伪、跟踪、设备和资产管理等需要收集和处理数据的应用领域，并被认为是条形码标签的未来替代品。 RFID技术的发展最早可以追溯至第二次世界大战时期，那时它被用来在空中作战行动中进行敌我识别。从历史上看，RFID并不是一个崭新的技术。从分类上看，因为经过多年的发展，13.56MHz以下的RFID技术已相对成熟，目前业界最关注的是位于中高频段的RFID技术，特别是860MHz960MHz(UHF频段)的远距离RFID技术发展最快；而2.45GHz和5.8GHz频段由于产品拥挤，易受干扰，技术相对复杂，其相关的研究和应用仍处于探索的阶段。（二）RFID工作原理及技术现状1、RFID的基本工作原理最基本的RFID系统由三部分组成：电子标签(Tag)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；读写器(Reader)：具备读取和写入标签信息功能的设备，可设计为手持式或固定式；天线(Antenna)：在标签和读写器间传递射频信号。有些系统还通过读写器的RS232或RS485接口与外部计算机(上位机主系统)连接，进行数据交换。图1 RFID射频感应技术工作原理图RFID系统在实际应用中，电子标签附着在待识别物体的表面或者内部，电子标签中保存有约定格式的电子数据。读写器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的。如图1所示，在电磁场系统中，读写器通过天线发出一个电磁（EM）波，电磁波以一个球形波向前传播。当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息，被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理。2、RFID技术现状RFID技术利用无线射频方式在读写器和射频卡之间进行非接触双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条型码、磁卡及IC卡相比，射频识别具有非接触、读写速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长、便于使用等特点和具有防冲突功能，能同时处理多张电子标签。目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品,而且不同频段的RFID产品会有不同的特性和不同的典型应用。一般低频(3 V)之间摆动，而且周期特别短，常常是纳秒级的。由于较大的振幅和较短的切换时间。使得这些数字信号包含大量且独立于切换频率的高频成分。在模拟部分，从无线调谐回路传到无线设备接收部分的信号一般小于lV。因此数字信号与射频信号之间的差别会达到120 dB。显然如果不能使数字信号与射频信号很好地分离。微弱的射频信号可能遭到破坏,这样一来，无线设备工作性能就会恶化，甚至完全不能工作。12 供电电源的噪声干扰 射频电路对于电源噪声相当敏感,尤其是对毛刺电压和其他高频谐波。微控制器会在每个内部时钟周期内短时间突然吸人大部分电流,这是由于现代微控制器都采用CMOS工艺制造。因此。假设一个微控制器以lMHz的内部时钟频率运行，它将以此频率从电源提取电流。如果不采取合适的电源去耦必将引起电源线上的电压毛刺。如果这些电压毛刺到达电路RF部分的电源引脚,严重时可能导致工作失效。13 不合理的地线 如果RF电路的地线处理不当,可能产生一些奇怪的现象。对于数字电路设计,即使没有地线层,大多数数字电路功能也表现良好。而在RF频段，即使一根很短的地线也会如电感器一样作用。粗略地计算,每毫米长度的电感量约为l nH,433 MHz时10 toni PCB线路的感抗约27。如果不采用地线层，大多数地线将会较长，电路将无法具有设计的特性。14 天线对其他模拟电路部分的辐射干扰 在PCB电路设计中，板上通常还有其他模拟电路。例如，许多电路上都有模，数转换(ADC)或数模转换器(DAC)。射频发送器的天线发出的高频信号可能会到达ADC的模拟输入端。因为任何电路线路都可能如天线一样发出或接收RF信号。如果ADC输入端的处理不合理，RF信号可能在ADC输入的ESD二极管内自激。从而引起ADC偏差。2 RF电路设计原则及方案21 RF布局概念 在设计RF布局时,必须优先满足以下几个总原则： (1)尽可能地把高功率RF放大器(HPA)和低噪音放大器(LNA)隔离开来，简单地说，就是让高功率RF发射电路远离低功率RF接收电路： (2)确保PCB板上高功率区至少有一整块地，最好上面没有过孔，当然，铜箔面积越大越好； (3)电路和电源去耦同样也极为重要； (4)RF输出通常需要远离RF输入； (5)敏感的模拟信号应该尽可能远离高速数字信号和RF信号。22 物理分区和电气分区设计原则人脸识别就是要“以貌取人”文章出处:与非网 更新于2008-12-25 02:17:43 人脸识别 “以貌取人” 有这样一群人，一直在进行着各种各样的努力，攻破一个又一个技术难关。而他们的目的，却是为了“以貌取人”。 不是玩笑，更不是天方夜谭。因为这些人所从事的工作，正是“人脸识别技术”的研发与应用。从“一指禅”到“面面观”秋去冬来，瑟瑟寒风中，一双厚厚的手套让我们倍感温度。相信，没有谁愿意在零下几度的时候摘下它。但是，由于指纹打卡机的应用，使得我们每天不得不站在公司门口练习“一指禅”的功夫。试想，如果有一种产品，能够让我们这些君子“既不动口也不动手”，便能完成身份识别的工作，那将是事半功倍的。而人脸识别技术的发展及应用，恰好满足了我们的需求。近年来，由于反恐、国土安全和社会安全的需要，世界各国都对安防领域加大了投入。而身份识别正是安防的一个核心问题。在这种大环境下，生物特征识别迎来了一个快速发展的时期，人脸识别技术在这样的环境下异军突起，犹如七八点钟的太阳冉冉升起。截止2007年，人脸识别的市场份额由原来的微不足道，迅速上升到12.9%，市场份额仅仅小于指纹识别，并且比重还在不断增加，彻底打破了国际生物识别市场上“指纹”一统天下的局面。放眼国内人脸识别技术市场，从2007年便开始经历迅速的发展，而且发展的脚步越来越快。由于科技界和社会各个方面都认识到人脸识别技术的重要性，国家政策对人脸识别技术研究给予了很大支持，使得我国人脸识别技术取得了很大进展。而且，除了传统的考勤、门禁等应用外，各种新的应用需求的不断涌现，也极大地推动了这一市场的发展。例如，视频监控环境下的身份识别正成为一种迫切的需求，即在一个较复杂的场景中，在较远的距离上识别出特定人的身份，这显然是指纹识别的方法所不能满足的。而人脸识别却是一个极佳的选择。此外，人脸识别系统的市场大小，很大程度上是和人口的数量大小相关的。而我国有13亿人口，这就从本质上决定了我国是世界上规模最大的生物识别市场。从“一指禅”到“面面观”，看起来只是个时间的问题。 掀起技术的盖头来“指纹识别应该是目前应用最广泛、最普及的一种生物特征识别技术，在全球也是如此；人脸识别技术，目前在全球所占份额不小，但在国内，由于进口产品价格昂贵，所占份额非常小，基本上还是一个空白，许多人脸识别的产品大家都没有看到过。”汉王科技股份有限公司人脸产品线经理石践介绍说，“然而人脸识别系统相比较指纹识别而言，有着极大的优势。所以，我们认为是时候掀起人脸识别技术的盖头来了。”“与此前的指纹识别系统相比，人脸识别系统有很多的先天优势。由于干湿手指、手指蜕皮等因素，以及少数人的指纹过于细密，指纹识别的不适用人群比例一般在5%左右。而且指纹识别需要专门的指纹采集头，多人长期公共手指接触，存在交叉传染疾病的危险，因此，指纹识别系统的使用受到许多条件的限制。而相比之下，人脸识别系统却要先进很多。首先，人脸识别是一种最自然、非接触的识别，非侵犯性好、也很安全，无论室内还是户外均可使用；其次，人脸识别更直观、更安全、更快捷，比如按指纹，指纹按过之后，大家无法直观认出这个指纹是谁的，但是人脸识别就可以一眼认出人来，这样保存的识别照片记录，非常方便事后查证处理，甚至作为通缉照片使用。”石践介绍，“人脸识别系统的识别速度相当快，汉王自己研发的PC平台人脸识别系统一秒钟能够识别15次，在用户不经意的瞬间自动完成识别过程，非常快捷方便；而且人脸识别系统具有存储功能，只要把一些具有潜在危险性的重点人物的脸部特征输入存储系统，重点人物 如擅自闯关，识别系统就会自动发出警报，向其他安保中心报警。另外，某些重要区域如控制中心只允许特定身份的工作人员进出，这时候面部档案信息未被系统存储的所有人全都会被拒之门外。”当前，汉王人脸识别的顺利识别率达到95，远远高于国内同行，令人惊叹。据了解，早在2003年，汉王科技就瞄准生物特征识别最前沿技术人脸识别，开展算法的深入研究。现在汉王已经拥有完全自主知识产权的“Dual Sensor”?人脸识别算法。它采用专用双摄像头，属于准三维人脸识别技术，识别性能大大超过二维人脸识别，算法复杂度远低于三维人脸识别，技术优势明显，处于国际领先水平，识别性能远远超过目前市面上一般的单摄像头人脸识别算法。2006年，汉王科技率先在高速DSP平台上成功实现了嵌入式人脸识别算法，从而将人脸识别的应用领域，从PC平台扩展到更广阔的嵌入式平台，从而为人脸识别技术的规模商用奠定了坚实基础。2008年10月，在国家工信部电子信息产业发展基金的人脸专项资金的支持下，汉王科技充分发挥自己在模式识别领域的技术和市场领导者优势，结合国内外人脸识别市场的发展趋势，隆重推出全球第一款嵌入式双摄像头人脸识别机，目前该产品人脸通F710已经上市。“小”产品拉开大序幕“不要看这个东西小，我们认为它可是能够拉开人脸门禁时代大幕的。”对于公司最新推出的人脸通F710，汉王科技总裁刘迎建满怀信心。“我们总是习惯将对某一领域十分熟悉的人称为xx通。所以，我们将这款全球首个嵌入式双摄像头人脸识别机命名为人脸通。毫不夸张地说，无论你是哪个国家的人，只要你有一张脸，它就会认识你，并且永远记住你。”事实确实如此。作为一款在2008安博会上获得“创新产品奖”的产品，人脸通F710具有诸多优点。由于采用了专用双摄像头以及汉王最新的 “DualSensor? V2.0”人脸识别算法, 人脸通F710的识别速度更快，准确率更高，而且不受环境光线的影响。上下班高峰时段再也不用排队等待打卡，这在人脸识别时代也不是梦想。不用刷卡，不用手按，看一眼就出结果，通过速度自然加快。而且，彩屏显示、人脸自动捕获及在识别成功后的中文语音报名，都体现出了更多的人性化。此外，安全性高、健康卫生及良好的兼容性，都使得人脸通F710一上市，就受到了广泛的关注。国际生物特征识别领域权威机构IBG的统计数据显示，近年来全球人脸识别的增长趋势非常强劲，年均增长率超过80%，大大超过了全球整体生物特征识别市场30%的年均增长率。人脸识别，作为全球生物特征识别的一个市场热点，越来越受到人们的普遍关注，并展示了其美好的应用前景。作为国内企业奋起直追，突破国外技术垄断，推出性能稳定、价格适中产品的代表，汉王科技对于F710的成功研发，无疑给国内人脸识别大规模商用的产业化注入了一针兴奋剂。“一个好消息，我们的人脸通马上就要走出国门，去美国参加CES大展了。我们的产品是中国创造的，而我们的市场是面向全球的。汉王的人脸通有信心开辟国际市场。”刘迎建的言语中难掩兴奋。作为识别领域的民族品牌，汉王科技的目标当然不仅仅是在国内推出一款人脸通，更在于让中国的品牌昂然屹立于国际市场。 设计分区可以分解为物理分区和电气分区。物理分区主要涉及元器件布局、方向和屏蔽等；电气分区可以继续分解为电源分配、RF走线、敏感电路和信号以及接地等的分区。221 物理分区原则 (1)元器件位置布局原则。元器件布局是实现一个优秀RF设计的关键最有效的技术是首先固定位于RF路径上的元器件并调整其方向,以便将RF路径的长度减到最小,使输入远离输出。并尽可能远地分离高功率电路和低功率电路。 (2)PCB堆叠设计原则。最有效的电路板堆叠方法是将主接地面(主地)安排在表层下的第二层，并尽可能将RF线布置在表层上。将RF路径上的过孔尺寸减到最小,这不仅可以减少路径电感,而且还可以减少主地上的虚焊点,并可减少RF能量泄漏到层叠板内其他区域的机会。 (3)射频器件及其RF布线布局原则。在物理空间上,像多级放大器这样的线性电路通常足以将多个RF区之间相互隔离开来，但是双工器、混频器和中频放大器混频器总是有多个RFIF信号相互干扰因此必须小心地将这一影响减到最小。RF与IF迹线应尽可能十字交叉，并尽可能在它们之间隔一块地。正确的RF路径对整块PCB的性能非常重要，这就是元器件布局通常在蜂窝电话PCB设计中占大部分时间的原因。 (4)降低高/低功率器件干扰耦合的设计原则。在蜂窝电话PCB上,通常可以将低噪音放大器电路放在PCB的某一面,而将高功率放大器放在另一面,并最终通过双工器把它们在同一面上连接到RF端和基带处理器端的天线上。要用技巧来确保通孔不会把RF能量从板的一面传递到另一面，常用的技术是在二面都使用盲孔。可以通过将通孔安排在PCB板二面都不受RF干扰的区域来将通孔的不利影响减到最小。222 电气分区原则 (1)功率传输原则。蜂窝电话中大多数电路的直流电流都相当小,因此，布线宽度通常不是问题。不过必须为高功率放大器的电源单独设定一条尽可能宽的大电流线，以将传输压降减到最低。为了避免太多电流损耗,需要采用多个通孔来将电流从某一层传递到另一层。 (2)高功率器件的电源去耦。如果不能在高功率放大器的电源引脚端对它进行充分的去耦，那么高功率噪声将会辐射到整块板上，并带来多种的问题。高功率放大器的接地相当关键，经常需要为其设计一个金属屏蔽罩。 (3)RF输入，输出隔离原则。在大多数情况下，同样关键的是确保RF输出远离RF输入。这也适用于放大器、缓冲器和滤波器。在最坏情况下，如果放大器和缓冲器的输出以适当的相位和振幅反馈到它们的输入端，那么它们就有可能产生自激振荡。在最好情况下，它们将能在任何温度和电压条件下稳定地工作。实际上。它们可能会变得不稳定，并将噪音和互调信号添加到RF信号上。 (4)滤波器输入，输出隔离原则。如果射频信号线不得不从滤波器的输入端绕回输出端，那么，这可能会严重损害滤波器的带通特性。为了使输入和输出良好地隔离。首先必须在滤波器周围布置一圈地。其次滤波器下层区域也要布置一块地，并与围绕滤波器的主地连接起来。把需要穿过滤波器的信号线尽可能远离滤波器引脚也是个好方法。此外，整块板上各个地方的接地都要十分小心,否则可能会在不知觉之中引入一条不希望发生的耦合通道。 (5)数字电路和模拟电路隔离。在所有PCB设计中，尽可能将数字电路远离模拟电路是一条总的原则，它同样适用于RF PCB设计。公共模拟地和用于屏蔽和隔开信号线的地通常是同等重要的，由于疏忽而引起的设计更改将可能导致即将完成的设计又必须推倒重来。同样应使RF线路远离模拟线路和一些很关键的数字信号所有的RF走线、焊盘和元件周围应尽可能多地填接地铜皮并尽可能与主地相连。如果RF走线必须穿过信号线,那么尽量在它们之间沿着RF走线布置一层与主地相连的地。如果不可能，一定要保证它们是十字交叉的这可将容性耦合减到最小，同时尽可能在每根RF走线周围多布一些地，并把它们连到主地。此外。将并行RF走线之间的距离减到最小可使感性耦合减到最小。3 结束语 迅速发展的射频集成电路为从事各类无线通信的工程技术人员提供了广阔的前景。但同时，射频电路的设计要求设计者具有一定的实践经验和工程设计能力。本文总结的一些经验可以帮助射频集成电路开发者缩短开发周期避免走不必要的弯路，节省人力物力。无线系统设计的关键步骤文章出处:与非网 更新于2008-12-15 11:23:43 无线系统 设计 ZigBee 要使一种方案具秘密武器或使其有别于竞争者，无线可能是一种非常好的选择。只要遵照几个关键指南，你就能达到无线工程师的水平。 作为参考，此处的“短距离无线”不是指手机或WiMAX，而是包括你听说过的所有技术，如蓝牙、IrDA、ISM、 Wi-Fi和 ZigBee，以及其他一些值得提及的专业设计。本文可以作为你未来方案的经典。特别是，看看覆盖260470MHz频带的15.231，以及覆盖常用的902928MHz 频带的15.249。 设计步骤 第一步：明确应用和特点 像任何设计冒险一样，无线设计的第一步是明确应用并定义参数。究竟想要做什么？将它写出来。 遥感勘测包括住宅/建筑物环境检测、自动读表、医学、汽车(温度、轮胎压力)，以及工业传感器监测，是更流行的应用之一。另外很受欢迎的应用场合是远程控制车库门、玩具、远程无钥匙进入、HVAC、安全/报警以及工业控制。 第二步：定义关键特性 定义项目的重要特性很关键，这些特性包括理想距离、环境、功耗限制、是固定还是便携？调制信号(是模拟还是数字？)、需要收发器而不是只要发射器或接收器、输入、输出、接口、以及其它相关技术指标。某些性能测量，如位差错率或可靠性，如果使用，也应包含在内。需要特别关注的关键技术指标包括： 距离：短距离无线技术覆盖的距离范围很大，从数英寸直到很多英里范围。需要具体确定距离范围，或者至少定出尽可能接近的距离范围，因为这些信息决定了所选的技术。 环境：是室内还是室外？发射器和接收器之间的视线是否很好，或者还是穿过墙、地板或树木？环境是否充满了来自电器系统和设备(如马达或者附近工作的其它无线设备)的噪音？一般情况下，频率越高，距离越短。 连接：是点对点通讯(P2P)、点到多点(P2M)还是多点到点(M2P)通讯？当然，单个P2P连接用起来最简单。但是，应用可能需要多个监测点，如在遥感勘测中就要采用M2P。或者，如果必须从一个地点控制多个设备，就要采用P2M。此外，要考虑连接是单工(单向，播放)还是双工(双向)，是半双工还是全双工？ 信息类型：信息源是模拟的还是数字的？目前，大多数信息源都是数字码或称数据，但如果本质是模拟的话，也可以处理。需要模数转换和数模转换。在15.231节，在260MHz470 MHz频段，只能发送短数据脉冲。此外，不允许发送声音或视频信息。但可以以模拟或数字形式在902928 MHz频段传送声音、视频或任何其它信息。 数据率：需要的最大数据率是多少？大多数遥感勘测和控制的数据率都非常低，小于100 kbps。不过，也可以达到几百兆位每秒的数据率。 网络：项目是一个简单的P2P连接还是网络的组成部分？联网就要与某一主机或者一个或多个其它节点会话。需要mesh网络吗？ 安全：无线连接要涉及关键数据的保护吗？这些要求会影响到协议和技术的选择。 协议：需要兼容特定协议和标准，如蓝牙、Wi-Fi或 ZigBee吗？或者还是自己设计协议来满足应用要求吗？ 接口：需要哪种数据接口(RS-232、SPI、USB 等)？对于简单应用，可能只需要微控制器上的一个总线。 功耗：如果设备为远程或便携式，电池使用寿命是一个关键因素。需要选择具有休眠模式和低占空比工作的芯片或模块和协议，以最大限度延长电池寿命。第三步：选择技术根据上面列出的技术指标，使用这个表选择要采用的技术。你可能会发现只有一种适合，或者可以使用两种或更多。该表可帮助你找到特定选择，选择时还需要考虑其它另外几个因素。 蓝牙是应用最为广泛的无线标准，比Wi-Fi广泛10倍或者更多。蓝牙技术的成功主要与手机和手机耳机应用有关，而在多种其它应用(如计算机外设)中也有蓝牙技术。最主要的是，蓝牙是远程耳机和扬声器及其它音频应用中首屈一指的音频无线技术。 蓝牙具有广泛的速度选项。基本数据率为1 Mbps，但也可以选3 Mbps增强型数据率(EDR)。2008年之后，对视频和其它非常高的数据率需求，将会出现一种数据率达480 Mbps的超宽带版本。 最后，蓝牙能够满足基本联网。可以与称作微微网(piconet)中的其它7个蓝牙节点会话。这些节点依次在更多的扩展分散网中互相会话。 虽然蓝牙在许多应用中都具有巨大潜力，但不是对所有应用都适合。由于蓝牙协议及相关堆栈都很复杂，对某些简单应用就是多余的。然而，对某些预先确定的应用，如音频，其正式化的概图和认证是其它技术所无法比拟的。 红外(IR)无线技术，跟蓝牙一样，它们的应用比你能想象到的要更广泛。事实上，世界上每种远程控制都采用IR。IR工作很出色，并且成本很低。最大问题是范围很有限，另外，视线路径也必须畅通无阻。理想范围是15锥型1米范围，不过也可以达到更长距离。IrDA标准提供的数据率可以达到16 Mbps，并且模块非常廉价。 ISM频带是可以使用的最简单的标准之一。ISM最适合超简单控制或监测应用。其数据率很少超过100 kbps，并且一般都比此值小许多。可以选的频率很多，但大多数应用采用315938 MHz、433.92938 MHz, 及902 938-MHz (915MHz最普遍)及2.4 GHz 频带。 没有正式协议。所以，如果打算采用这些简单而成本低廉的设备，就需要制定自己的协议。ADI的ADF70xx ISM系列芯片包括有一个软件包，有助于使用该公司的芯片，建立一个简单的协议来解决自己的问题。 赛普拉斯半导体公司的WirelessUSB系列使用2.4GHz直接序列扩频(DSSS)，给人机接口设备(HID)提供低速无线通信(如键盘和鼠标)。其基本数据率只有62.5 kbps，不过也可以采用一种1Mbps版本。对多点到单点应用也不错。可以采用一种简单协议，使设计人员可以把精力集中到设计的其它方面。 在过去的10年间，Wi-Fi得到了不断发展。Wi-Fi主要用在无线局域网(LAN)中。偶而也用在短距离监测和控制中。 Wi-Fi是一种复杂的标准，但是如采用一个功放和定向天线，则能扩展到100 米甚至更远的距离。新的802.11n标准的数据率从11 Mbps到远大于100 Mbps，这对大多数短距离应用都过度了。功耗相应较高。 超宽带(UWB)是另一种针对速率非常高的应用的技术，可以达到53 480 Mbps的数据，但距离小于10米。其标准专注于实现USB接口标准的无线版，USB接口标准在计算机外设和其它设备中非常普及。其他潜在的应用包括视频。 ZigBee是为短距离监测和控制设计的，具有在所有这些技术中功耗最低的特点。在其基于IEEE 802.15.4标准的最简单形式中，对P2P、M2P或P2M应用很适合。通过增加ZigBee联盟堆栈，mesh联网成为可能，因此扩展了所有节点的范围和可靠性。有多种芯片和模块可供使用。只是要注意，如果采用ZigBee堆栈，则不仅要面临认证标准的问题，而且要面临专利付费问题。 如果在高噪声环境下工作，就选择能降低噪声的调制方法。所有FSK相关(频移键控)调制都不错。DSSS因其基于BPSK(二进制相移键控)调制，效果更好，但要更复杂，并且成本更高。幅移键控/开-关键控(ASK/OOK)是到目前为止最简单的方法，但要使性能达到最佳，要求距离更短，并且环境噪声要更低。 应用也可能影响工作频率。根据Friis自由空间功率公式，频率越低(波长越大)，则给定功率下总距离越长。就是说，如果最大距离很关键，就要使用较低的260470 MHz非认证频带，而不是更高的900MHz和 2.4 GHz频带。另一方面，频率越低，天线尺寸越大。对某些便携式应用或移动应用，这可能成为一个实际问题，是需要权衡考虑的一项关键因素。 最后，可能影响选择的一个关键问题是安全性。Bluetooth、IrDA和ISM频带中不具备安全性，而UWB、Wi-Fi及ZigBee则具有。 第四步：制造还是购买？ 在本步骤中，必须确定制造和购买哪个更好。如果项目需要尽可能低成本的嵌入式方案，或许就要选择芯片并设计自己的方案。如果应用允许，可以合并现有模块而加快设计的完成。 这些模块有无线连接需要的所有东西，有时还包括有天线。费用要高一些，而且模块一般体积要大一些，并且价格更高。不过，对某些小批量且体积/成本要求灵活的应用，选择这些模块相当好。如果对无线了解越少，则选择模块方法更佳。 第五步：天线 不要忘记还有天线，天线是所有无线设备中的关键机械部件。实际上，一开始就要把天线考虑在内，因为应用能否成功取决于它。 第六步：符合FCC 要为“联邦通讯委员会(FCC)”测试作准备。无线设备已经设计好之后，需要得到FCC的使用和销售认可。FCC要求产品能达到设备所属分类已有辐射限值的认证。此外，所有有意辐射体都必须有完整FCC证书。 自己可以对设备进行测试，但大多数公司将此分包给专门进行此类业务的机构来完成。在Yahoo或Google里输入“FCC testing”就能找到几十家。要确认预算中包括了这项服务费用。 估算信号强度和路径损耗 可以采用一些基本公式，对距离、功率及其它一些链路性能作初步估算。基本公式为： Pr=(PtGtGr2) / (162d2) ；其中Pr为接收功率；Pt为发射功率；Gt为发射天线功率增益；Gr为接收天线功率增益；d为发射器和接收器之间的距离，单位为米，是以米为单位的波长，等于300/fMHz。要确认两个关键因素： 接收功率是波长平方的函数。因此，频率越低，接收功率则越大。频率越高越好，这是由于频率越高，天线尺寸要小许多。不过，功率一定的话，则距离要小。 接收功率是发射器和接收器之间距离的平方的函数。设计目标是对距离与功率和频率的关系进行平衡。 在这一公式中，假设发射和接收天线之间的视线(LOS)路径清晰，因此没有考虑穿墙、树木或其它障碍物。此外，本公式仅仅在发射和接收天线的间隔足够达到远场才有效。 所有电磁波都有近场和远场。近场主要是磁场，因此发射和接收天线更像变压器的初级和次极。远场是实际混合电磁场或无线电波。其距离约大于D2/，其中D为天线最大尺寸(一般为工作频率处的半波长，即468/fMHz)。要使估计最佳，为保险起见，可假设远场大于10倍波长。 公式中的天线增益是相对于各向同性(球体)源的。该源增益为1。大多数实际应用的天线，如半波偶极子天线或四分之一波地平面，都是定向的。因此，天线增益表示功率增益为1.64倍或者2.15 dB。 使用该公式的关键是估计以dB为单位的路径损耗。其根源是发射和接收天线之间距离引起了路径衰减。可以用下式估计路径损耗： dB loss=37 dB + 20log(fMHz) + 20log(d)；其中，d为距离或范围，单位为英里，1英里约等于1610米。得到了给定天线组的路径损耗和发射功率之后，就可以用下式确定所需要的接收器灵敏度：Pr=PtPL假设路径损耗为90 dB，发射功率为10dBm (10 mW)，则需要的接收器灵敏度为：Pr=1090=80dBm 接收器灵敏度是增大距离的关键，也是给定发射功率和天线增益下得到更高链路可靠性的关键。要尽可能使接收器灵敏度达到最大。某些新型设计的接收器灵敏度可以达到120dBm130dBm。代表性产品 几乎对任何应用，都有几十种很好的芯片和模块可采用。新型产品包括ADI最近推出的ISM频带芯片以及微芯技术公司的某些ZigBee产品。 ADI的ADF70xx系列收发器工作在50 MHz1 GHz范围，大多数版本都采用FSK或高斯FSK(GFSK)，数据率在20384 kbps范围。功率输出在20 (或16dBm)+10(或+13dBm)之间可调。接收器灵敏度达到125dBm。 有多种版本也提供ASK和OOK调制。其它可以实现2FSK、3FSK或4FSK工作，每个符号含有更多位，因而在更窄的通道内获得的数据率更高。大多数模块都含有高斯数据滤波，有助于使发射带宽变窄，并且保证符合邻近通道功率(ACP)技术规范的要求。 ADI的“SRD(短距离器件)设计工作室”软件能对无线连接设计和ADF70xx芯片仿真提供帮助。使用该软件包，可以快速而有效地开发实时仿真，测试多种配置，并且查找可能存在的问题。 该软件可以使用户在下列三种仿真模式中选择一种，这三种模式是：频域、瞬态分析以及频谱分析。同时，也可以用频带、功耗、同步检测、链路分析、调制选择、数据率、环路滤波器以及其它参数作实验，以优化设计。该软件为免费软件，可以从/srddesign下载。 Microchip公司的MRF24J40 IEEE 802.15.4 2.4-GHz DSSS无线收发器是针对ZigBee应用的，可以单独使用或者与ZigBee联盟堆栈协同使用。同时，该公司所有的MiWi协议与ZigBee 网状 lite类似，该协议是一种简单协议，可用于节点数少于100个且节点之间跳跃数不多于4个的网状网络拓扑应用。如果应用要求超过了此限制，则要选择ZigBee。 不过，许多应用并没有那么庞大。如果基本802.15.4特性降低得不严重，MiWi可能是个不错的选择。用单个晶振和微芯公司流行的一种PIC微控制器，很快就可组成能得到认可的mesh无线网络。此外，可以选用该公司的ZENA无线网络分析器工具，简化ZigBee和MiWi协议组的配置。这样可以降低代码量并优化设计。 同时，查看一下AMI半导体公司的ISM频带芯片。AMIS-53050是针对小于1 GHz的FSK/OOK工业应用。AMIS-52150适合402MHz405MHz频段ASK/OOK工业应用。AMIS52100工作于401MHz406 MHz医学频段，适合可植入应用。无线通信设备通用测试方法文章出处:与非网 更新于2008-04-29 17:42:49 随着我国无线通信的迅速发展，对无线通信设备的技术要求越来越高，如何确定其性能指标成为设备生厂商与网络运营商以及通信测试机构所共同关注的问题。本文介绍了用于无线通信设备的通用测试方法。这测试方法适用于包络边续的频率调制或相位调制系统，频率范围：25MHz到1000MHz，信道间隔12.5KHz，20KH及25KHz。测试设备与测试条件1、功率测试接收机：用于测试相邻信道的发射机功率。它包括振