Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

5 stvari koje treba razmotriti prilikom odabira bežične tehnologije za vaš proizvod

Imate li ideju koju želite donijeti na tržište? U ovoj seriji, John Teel prolazi kroz proces povećanja od prototipa do proizvodnje. Pratite svaki obrok kako biste pobliže pogledali kako ugraditi pojedine komponente.


Da li vaš novi projekt zahtijeva mogućnosti bežične komunikacije kratkog dometa? Ako je tako, na raspolaganju vam je nekoliko bežičnih tehnologija za razvoj novog proizvoda. Svaka tehnologija ima prednosti i nedostatke, a najbolji izbor ovisi o primjeni.

U ovom članku ćemo usporediti četiri najpopularnija standarda bežične tehnologije za nove elektroničke proizvode, uključujući: Bluetooth Classic, Bluetooth Low-Energy (također nazvan Bluetooth Smart), WiFi i WiFi Direct.

Brzina prijenosa podataka

Ako je brz protok podataka najvažnija specifikacija za vaš proizvod, tada će najvjerojatnije WiFi ili WiFi Direct biti najbolji izbor. Svi znaju za WiFi, ali većina nije čula za WiFi Direct, iako se to polako mijenja.

Pristupna točka je potrebna za standardni WiFi (obično usmjerivač). Dakle, za prijenos informacija s jednog uređaja na drugi podaci moraju proći kroz pristupnu točku.

WiFi Direct je brz kao standardni WiFi, ali eliminira potrebu za pristupnom točkom. WiFi Direct omogućuje izravnu komunikaciju između uređaja i uređaja kao i kod Bluetootha.

Bežični standard Brzina prijenosa
Bluetooth niske energije 1 Mbps
Bluetooth Classic 2-3 Mbps
WiFi / WiFi Direct 100-250 Mbps

Tablica 1 - Usporedba brzine prijenosa

WiFi i WiFi Direct imaju maksimalni protok podataka oko 10 puta brže nego što se može postići s Bluetooth Classic. Na primjer, ako vaša aplikacija zahtijeva streaming videozapisa, trebat će vam vrlo brza bežična veza. Ni jedna Bluetooth tehnologija neće biti dovoljno brza (osim možda videozapisa s vrlo niskom razlučivošću) pa ćete htjeti pružiti WiFi / WiFi Direct mogućnosti.

Na drugom kraju raspona brzina je Bluetooth Low-Energy, koji je otprilike upola manji od Bluetooth Classic-a. BLE je obično prikladan za prijenos malih količina povremenih podataka, kao što su temperatura, vlažnost, podaci o kretanju, GPS koordinate itd.

Obično, ako vaša aplikacija zahtijeva konstantan prijenos podataka, kao što je to prilikom streaminga zvuka, Bluetooth Classic je najbolji izbor. Bluetooth Classic je posebno optimiziran za prijenos podataka u odnosu na BLE koji je optimiziran za rijetke burstove prilično jednostavnih podataka.

S obzirom na to, moguće je reproducirati zvuk pomoću BLE-a, ali ne s kvalitetom zvuka Bluetooth Classic. Međutim, to zahtijeva prilagođeni BLE firmware. Bluetooth firmware usluga Searan nudi prilagođeni Bluetooth LE stack koji omogućuje audio streaming. To može biti dobro rješenje ako je vijek trajanja baterije važniji za vaš proizvod nego što ima najviši zvuk vjernosti.

Radni domet

WiFi i WiFi Direct imaju maksimalni domet prijenosa od oko 200 stopa (60 metara). Bluetooth (Classic ili BLE) obično ima maksimalni domet samo 20 metara.

Veći raspon WiFi-a moguć je zbog veće prijenosne snage. Isključeno za ovaj povećani domet je trajanje baterije. WiFi će isprazniti bateriju puno brže nego Bluetooth, osobito Bluetooth Low-Energy.

Bežični standard Brzina prijenosa
Bluetooth niske energije Tipično, 50 ft, do 1.500 ft pomoću produživača dometa
Bluetooth Classic Tipično, 50 ft, do 3000 ft koristeći produživač dometa
WiFi / WiFi Direct 200 ft obično

Tablica 2 - Usporedba radnog raspona

Postoje zaista različite klase Bluetooth odašiljača. Većina Bluetooth proizvoda koristi odašiljač klase 2 s radnim dometom od oko 50 stopa. No moguće je koristiti i odašiljač klase 1 koji ima domet bliže 100 metara (100 metara). Međutim, kao i kod WiFi Direct, veća snaga smanjuje trajanje baterije.

To je zapravo moguće proširiti raspon Bluetootha još više dodavanjem sklopa proširenja raspona koji prvenstveno povećava osjetljivost prijemnika. Na primjer, Silicon Labs nudi Bluetooth LE modul velikog dometa nazvan BLE112LR koji ima maksimalni domet koji se približava 450 metara. Oni također nude Bluetooth Classic modul dugog dometa koji ima još veći domet od više od pola milje (1 km). Imajte na umu da sve te udaljenosti ne prelaze liniju vidljivosti.

Korištenje napajanja i trajanje baterije / veličina

Veći domet prijenosa i brži prijenos podataka znače povećanu potrošnju energije koja je jednaka trajanju baterije. Ako je vijek trajanja baterije ili veličina baterije ključne značajke vašeg proizvoda, potrošnja energije bit će iznimno važna.

Jednostavno, najbolja bežična tehnologija za aplikacije s vrlo malom potrošnjom energije je Bluetooth Low-Energy (BLE). BLE je prvenstveno razvijen za aplikacije interneta stvari (Io) koje se obično pokreću iz jedne baterije sata.

Dobro osmišljen BLE uređaj može godinama raditi na maloj bateriji za sat jer je većina BLE proizvoda dizajnirana za prijenos podataka samo povremeno. Na primjer, uređaj može biti programiran da prenosi podatke samo jednu sekundu svake minute. Uređaj tako emitira samo 1/60 = 1,7% vremena, a preostalih 98,3% vremena uređaj je u stanju mirovanja s vrlo malom potrošnjom energije.

Kompatibilnost pametnih telefona

Ako je kompatibilnost sa starijim pametnim telefonima presudna za vaš proizvod, Bluetooth Classic ili standardni WiFi mogu biti najbolji izbor. Svi pametni telefoni podržavaju Bluetooth Classic i WiFi, ali samo noviji telefoni podržavaju Bluetooth Low-Energy i WiFi Direct.

Bežični standard Google Android Apple iOS
Bluetooth Classic Sve verzije Sve verzije
Bluetooth niske energije Verzija 4.3+ Verzija 4S +
Wi-Fi Sve verzije Sve verzije
WiFi Direct Verzija 4.0+ Verzija 5S +

Tablica 3 - Usporedba kompatibilnosti pametnih telefona

sigurnosti

Sve četiri bežične tehnologije pružaju visoku razinu sigurnosti. Međutim, WiFi i WiFi Direct koriste 256-bitno šifriranje, dok Bluetooth (klasični i LE) koriste samo 128-bitno šifriranje.

Za većinu aplikacija Bluetooth pruža dovoljnu sigurnosnu zaštitu. Ali ako je sigurnost zaista visok prioritet za vaš proizvod, onda je WiFi ili WiFi Direct bolji izbor.

Razvojni troškovi i složenost

Za bežičnu funkcionalnost potrebne su dvije hardverske funkcije: RF primopredajnik (primopredajnik je odašiljač i prijemnik) i mikrokontroler ili mikroprocesor koji izvršava firmver bežičnog protokola (koji se također naziva stog).

Vaš život će biti mnogo jednostavniji ako koristite rješenje System-On-a-Chip (SoC) koje integrira i primopredajnik i mikrokontroler u jedan čip.

Korištenje SoC rješenja s jednim čipom drastično će smanjiti troškove razvoja tako što će smanjiti vjerojatnost problema i uključiti već ugrađeni skup bežičnih protokola. U protivnom morate zasebno kupiti stog koji nije jeftin. Očekujte da ćete platiti najmanje $ 10k plus naknadu po jedinici za licenciranje.

Bluetooth Low-Energy je najjednostavnija i najjeftinija vrsta bežične funkcionalnosti za implementaciju u novi proizvod, a sve BLE čip ponude su SoC rješenja s jednim čipom.

Brojni proizvođači čipova nude BLE SoC rješenja, uključujući Cypress, CSR, Nordic, Dialog i Texas Instruments. BLE čipove možete kupiti za samo $ 1 do $ 2 u količinama od nekoliko tisuća.

U većini slučajeva najbolje je započeti s korištenjem modula za sve bežične funkcije kako bi se smanjila cijena FCC certifikacije i smanjio rizik razvoja.

Proizvodni jedinični troškovi

Drugi kritični trošak je proizvodni trošak po jedinici koji određuje Vašu profitnu maržu. Za vaše rane jedinice koje koriste bežične module jedinični trošak će biti prilično visok. Možda ćete morati prodati svoje rane jedinice bez dobiti.

Prilikom izrade novog proizvoda vaš prioritet trebao bi biti smanjivanje troškova razvoja (i rizika), a ne minimiziranje troška proizvodnje. Umjesto toga, usredotočite se na smanjenje troškova proizvodnje kada imate klijente i spremni ste za masovnu proizvodnju.

Kao što je uvijek slučaj s dizajnom novog proizvoda, postoje kompromisi između različitih bežičnih tehnologija. Ni jedna tehnologija nije najbolja za svaku primjenu. Trebate odrediti prioritete koji su najvažniji za vaš proizvod. Odabir bežične tehnologije za vaš proizvod može biti jednostavan ili složen. Ako je brzina prijenosa podataka najvažnija specifikacija za vaš proizvod, onda je vaša odluka prilično jednostavna: WiFi ili WiFi Direct. Ako je vijek trajanja baterije ili veličina baterije najkritičniji kriterij, onda je vaša odluka također prilično jednostavna: Bluetooth Low-Energy. Ako je održavanje vaših razvojnih i proizvodnih troškova nisko vaš prioritet, Bluetooth LE je opet vaša najbolja opcija.

Ali ako su brzina prijenosa, trajanje baterije i troškovi jednako važni, onda je vaša odluka složenija. Dobrodošli u svijet razvoja novih proizvoda!

Želite li saznati više o razvoju novog elektroničkog proizvoda? Zatim budite sigurni da provjerite The Ultimate Guide - Kako razviti novi elektronički proizvod.

Udio

Ostavite Komentar