M2M應用抬頭 Zigbee模組結合SiP技術優勢顯著
M2M是指傳送數據的通訊設備之間的溝通,常被翻譯成機器對機器,但有時被延伸成人對機器、機器對人、機器對移動設備和移動設備到機器等;如同所有持續發展中的技術,其定義也不斷的延展,但它一般是指遙測或信息通信是利用網絡完成,特別是公共無線網絡,Internet上對M2M闡述最多的意思是指將資料從一台終端傳送到另一台終端,也就是機器與機器的對話。
當無線通訊與M2M結合時,各種應用就因應而生,包括儀表、家電、汽車、照明設備、醫療監視器、零售庫存等,可以透過無線連接的方式將整個日常生活所需之設備與應用串連起來,如此將可進一步帶來提高生產力、節約能源、遠端存取控制、降低成本、改善醫療品質等價值與優勢。
舉例來說,運輸市場是最先將M2M付諸商用的領域之一,嵌入式無線M2M系統可用來組成車隊全面的控制與監視系統,在過去20多年裡,基於衛星的移動通信系統一直憑藉其位置追蹤和對移動資產狀態(計程車、拖車和集裝箱等)的監控能力,為長途運輸和物流行業提供服務。
此外,醫療保健亦為另一個相當熱門的話題,當監測器在病人的心電圖中發現異常心律時,就會自動通過無線終端將資料發送到監控中心,並由有醫療執照的監測技術人員及時分析診斷審閱;日本開發了1種內置微型感測器的藥丸,病人服下藥丸後,感測器可以及時通過無線連接向醫生或家裡的電腦發送報告,使護理人員能夠更有效地監測患者是否遵照醫囑服藥,這一突破性的M2M解決方案不僅造福了病人,也為醫療人員帶來極大便利。
ZigBee抗干擾性能優勢受市場青睞
ZigBee、藍牙和Wi-Fi為現今在無線M2M環境中的3大主要勢力,雖然此三種短距離無線通訊技術皆選擇2.4GHZ(2.4~2.483GHz)為主要的ISM頻段,但ZigBee的抗干擾性能是一個十分引人關注的焦點,在精準度需求極高的醫療和工業應用市場環境中尤為重要。
ZigBee / IEEE802.15.4是一種相當先進的短距離傳輸技術標準,雖然標準的資料傳輸率比藍牙低,但卻讓ZigBee能延伸出更廣泛的應用,除了一般的資料擷取外,其它還包括環境監測、家庭自動化控制、個人醫療、工業廠房監控、商務大樓自動化、保全監控等應用,亦可結合Sensor或Camera等模組為產品創造出更多的附加價值。
對於克服來自共用頻段之其他技術干擾, ZigBee主要有幾項特點:(1)空閒通道評估(Clear Channel Assessment;CCA);(2)採用低佔空比、免衝突演算法(每個設備在發送資料之前先偵聽信道);(3)直序擴頻技術(DSSS)和頻率快變(ZigBee的誤碼率在信噪比SNR為4dB的情況下可達10-9 ,要達到同樣誤碼率,Wi-Fi要達10dB,藍牙高達16dB );(4)應答重傳和幀緩存(Frame buffering)。
以ZigBee / IEEE802.15.4為核心技術的完整平台解決方案
為實現ZigBee一對多、低功耗以及高感應網路等特性,廠商往往需面對相當高的技術門檻與挑戰,包括RF效能調適、機構設計、網路層軟體整合等;使得ZigBee標準自從2003年正式發表以來,一直無法如預期般呈現爆發性的成長。
在此環境下,台灣專注於無線射頻(RF)與系統級封裝應用(System-in-Package;SiP)技術整合的領導廠商瓷微科技推出了「eZigBee平台」,成功設計出體積小且功能完備的射頻模組,全面整合軟體、韌體和晶片系統之相關技術,並充分提供廠商1個可快速導入之ZigBee完整系統解決方案。
其設計特性上支援2.4GHz頻段、IEEE 802.15.4規範的無線收發模組,並整合各種不同應用功能的低功耗MCU;為支援各種不同產業類型客戶需求,也整合多種規格的MCU,包括8、16、32位元等,各自搭配不同規格的內建快閃記憶體,提供客戶可彈性選擇成本的解決方案。
瓷微科技的全系統ZigBee模組,最小尺寸可達7 x 7 x 1.2毫米,主要關鍵即是結合了SiP技術,在封裝內可以透過包含接合線、覆晶晶片、堆疊元件、嵌入式元件和多層封裝等技術的組合,實現相當高的功能密度,因此可協助廠商開發出具有最佳成本、尺寸和性能的高整合度無線應用產品,創造無縫連結的M2M應用環境。


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