В постоянно развивающейся области беспроводной связи технология Sub-1 ГГц стала важным игроком, предлагая уникальный набор характеристик, которые делают ее подходящей для различных приложений Интернета вещей .

Цель этой статьи — пролить свет на то, что такое беспроводная связь с частотой менее 1 ГГц, ее особенности, целевые приложения и превосходные модули Sub 1G, доступные сегодня на рынке.

Что такое суб-1 ГГц?

Суб-1 ГГц относится к технологиям радиочастотной (РЧ) связи, которые работают ниже диапазона спектра 1 ГГц, обычно в диапазоне частот 769–935 МГц, 315 МГц и 468 МГц .

В отличие от беспроводной связи Wi-Fi и Bluetooth, которые используют один и тот же диапазон 2,4 ГГц во всем мире, фактические диапазоны частот, используемые для сетей суб -ГГц , различаются в разных частотных частях мира. В Северной Америке и Австралии в качестве центральной частоты используется частота 915 МГц , тогда как в Европе используется частота 868 МГц . Лицензионный спектр 433 МГц широко используется бесплатно во всем мире.

Рисунок 1. Свободный диапазон ISM Sub-1 ГГц в мире (Источник TI.com)

По сравнению с диапазоном 2,4 ГГц этот диапазон спектра ниже 1 ГГц более эффективен для радиочастотных приложений Интернета вещей, чем конкурирующие технологии Wi-Fi и Bluetooth.

Почему радиочастоты с частотой ниже 1 ГГц предпочтительнее, чем 2,4Радиочастотный диапазон ГГц для приложений Интернета вещей?

Радиочастоты с частотой ниже 1 ГГц предлагают ряд преимуществ по сравнению со стандартами беспроводной связи 2,4 ГГц для приложений Интернета вещей.

Рисунок 2. Почему частота ниже 1 ГГц (Источник rfstariot.com)

• Больший радиус действия: более низкая радиочастота, используемая суб-1 ГГц, позволяет сигналам распространяться дальше и более эффективно преодолевать препятствия по сравнению с более высокочастотными аналогами. Сигнал ниже 1 ГГц может легко достигать нескольких сотен метров в помещении и, в зависимости от условий, нескольких километров на открытом воздухе; тогда как максимальный радиус действия беспроводного передатчика Wi-Fi или Bluetooth 2,4 ГГц может составлять до 200 метров в помещении и 400 метров на открытом воздухе. Это делает его идеальным для таких приложений, требующих беспроводного соединения на большом расстоянии, даже в сложных условиях.

• Более низкое энергопотребление. Модули с частотой менее 1 ГГц с батарейкой типа «таблетка» обычно потребляют меньше энергии, чем альтернативы с более высокой частотой, что делает их хорошо подходящими для устройств с батарейным питанием или приложений, где энергопотребление имеет решающее значение, например. Сенсорные устройства Интернета вещей.

• Меньше помех. Спектр 2,4 ГГц перегружен и подвержен значительным помехам со стороны устройств Wi-Fi, узлов Bluetooth, периферийных устройств ПК и т. д. Однако сигналы с частотой менее 1 ГГц более эффективно проникают в бетон, стены и объекты из-за их более низкочастотных диапазонов ISM и меньшего количества существующих приложений. Таким образом, вы можете получить надежное и надежное беспроводное соединение в суровых условиях. Это качество делает радиочастоты с частотой менее 1 ГГц широко применяемыми в домашней автоматизации, интеллектуальном сельском хозяйстве, управлении строительством и промышленностью, а также в других областях с плотными препятствиями.

Топ-5 приложений IoT для беспроводной связи Sub 1G RF

Упомянутые выше особенности частот ниже 1 ГГц делают решения с частотой менее 1 ГГц очень привлекательными для конечных пользователей, которым нужны надежные беспроводные соединения с широким диапазоном действия и длительным временем автономной работы. Вот 5 лучших беспроводных радиочастотных приложений IoT с частотой менее 1 ГГц:

Рисунок 3. Топ-5 беспроводных радиочастотных приложений Sub 1G IoT (источник rfstariot.com)

1. Интеллектуальные измерения и интеллектуальные сети: частота ниже 1 ГГц обеспечивает надежную и экономичную беспроводную связь между коммунальными компаниями и интеллектуальными счетчиками, облегчая удаленный мониторинг и управление энергоэффективностью.
2. Промышленный контроль: благодаря расширенному диапазону передачи и высокой проникающей способности Sub-1 ГГц хорошо подходит для беспроводных сенсорных сетей в системах промышленной автоматизации, обеспечивая бесперебойную связь между крупными заводами и производственными предприятиями.
3. Домашняя автоматизация. Благодаря длительному сроку службы батареи (до 10 лет) модуль Sub-1 ГГц используется в системах домашней автоматизации для подключения различных интеллектуальных устройств, таких как интеллектуальные замки, термостаты и системы безопасности, обеспечивая централизованное управление и мониторинг.
4. Умное сельское хозяйство. Технология с частотой менее 1 ГГц широко используется в точном земледелии, облегчая развертывание беспроводных сенсорных сетей для мониторинга различных параметров окружающей среды на обширных территориях. К этим параметрам относятся влажность почвы, температура, активность гусениц, например передвижение животных, рост сельскохозяйственных культур и другие значения.
5. Умные города: дальний радиус действия радиочастотного радиосигнала с частотой менее 1 ГГц делает его пригодным для эффективного покрытия обширных городских территорий, например, для управления освещением, контролем воздуха, системами управления парковкой и другими приложениями для умных городов.

Доступные высокопроизводительные модули Sub-1G

Полоса частот ниже 1 ГГц приобрела популярность для приложений Интернета вещей благодаря большому радиусу действия и сильному проникновению. RF-star, ведущий мировой производитель беспроводных модулей, разработала модули Sub-1 ГГц и подобные приложения IoT на базе SoC Texas Instruments CC1310, CC1312R, CC1352R, CC1352R7, CC1352P, CC1352P7.

Модуль CC1310 под названием RF-SM-1077B1 может работать на таких популярных частотах, как 868 МГц, 915 МГц и 920 МГц, а RF-SM-1077B2 поддерживает трансиверы и приемники 433 МГц и 450 МГц.

Более продвинутыми версиями TI Sub-1 ГГц являются модули CC1312R из-за их богатых ресурсов оперативной и флэш-памяти, а также протокола Wi-SUN. Модули RF-SM-1277B1 и RF-SM-1277B2 имеют готовые образцы.

Модуль CC1352P RF-TI1352P1, модуль CC1352P7 RF-TI1352P2 и модуль CC1352R RF-TI1352B1 поддерживают несколько протоколов, например. Z igbee, Bluetooth 5.1 Low Energy, Thread, Wi-SUN и т. д. Их называют многодиапазонными беспроводными модулями Sub-1 ГГц и 2,4 ГГц с разными антеннами.

Эти модули Sub-1G обычно оснащены радиочастотными приемопередатчиками и приемниками малой мощности , что делает их пригодными для высокочувствительной беспроводной связи на большие расстояния.

Выводы

Беспроводная связь с частотой менее 1 ГГц — это надежная и универсальная технология, обеспечивающая большую дальность действия, высокую проникающую способность и низкое энергопотребление. Его приложения охватывают различные области, включая интеллектуальные измерения, промышленный контроль, домашнюю автоматизацию, а также интеллектуальное сельское хозяйство и города. Благодаря многочисленным популярным модулям с частотой менее 1 ГГц, доступным на рынке, разработчики и компании могут использовать эту технологию для создания инновационных и надежных беспроводных решений IoT для удовлетворения различных потребностей. Поскольку беспроводная связь быстро развивается, частота Sub-1 ГГц будет играть все более важную роль в Интернете вещей (IoT) и других беспроводных приложениях.