根据技术行业的研究公司Gartner物联网每天增加550万件事。截至2020年，预计总数将达到208亿。鉴于这种爆炸性增长，必须检查互联网连接一切，并在它们之间实现通信。物联网最大的挑战之一就是在这些设备之间建立可靠的无线连接。射频收发器和通信微控制器可以通过两个关键元件的性能来定义通信系统的可靠性。本文讨论AD如何最大限度地提高系统级的可靠性，支持对数据质量、完整性和洞察力要求较高的高影响力应用？

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现有的技术还不够好

现有的消费电子设备无线连接技术并不总是满足工业和医疗保健系统的性能要求。在安全性、准确性和时间灵敏度方面，这些系统的不同侧重点提高了增加可靠性的需求。蜂窝系统接近这一要求，但通常在电池、成本和数据吞吐量要求方面不太合适。利基工业和军事应用有极其可靠的系统。但这些系统在设计上以可靠性为最高优先级，成本为次要考虑。在工业物联网中，我们面临的挑战是以更低的系统成本实现相同的高级可靠性。

让我们来看看对连接可靠性有很高要求的几种添加无线功能。

智能工厂：工业4.0生产过程控制

互联网设备在制造业中的关键吸引力包括提高生产潜力。为了实现这一目标，通常需要远程控制生产链中的各种设备来进行调整。锅炉控制阀在化工生产过程中的操作就是一个例子。阀门实现即时自动化控制后，可根据生产过程中其他阶段的反馈进行实时调整，进一步优化整体效率。

智能医疗：生命体征监测

医院和护理中心正在努力通过无线连接来监测患者的生命体征。笨重的有线解决方案可以被当地网关连接的无线传感器贴片所取代。该系统不仅可以减轻医务人员的负担，而且可以更有效地监测患者的情况。

可靠的通信是物联网增长的关键

智慧城市：应急响应与检测

采用先进的图像和声音检测和处理方法，安装在公共场所（如灯柱）的系统可以检测车辆事故和犯罪活动，具有较高的可信度。然后，这些信息可以通过无线通信转发给相关机构或单位，以实现更快的应急响应。

在复杂环境中建立可靠无线连接的关键挑战

射频障碍导致数据包丢失

上述示例将受到不同环境的挑战，可能对无线通信产生不利影响。工厂的钢结构和厚壁会造成很大的障碍，可能会将射频信号的功率降低到目标设备无法接收的程度。目标设备中使用的无线电设备的接收器灵敏度将决定可接受的信号衰减。灵敏度低至2dB信号接收的成败可能定信号接收的成败。在选择无线电设备时，通信系统设计师必须密切关注接收器的灵敏度。

频段拥挤导致数据包丢失

一般来说，所在地区的相关互联设备ISM在频段内工作。ISM该频段为免执照频段，可用于各种需要无线连接的应用。2.4GHz广泛应用于全球标准化频率Wi-Fi蓝牙设备。1GHz还包括以下频段ISM频谱。物联网应用通常使用这些频段。在欧洲和美国，该频段分别为868MHz和915MHz为中心。位置靠近的多台设备共用相同的设备ISM挑战会发生在频段。发送设备可能会干扰附近的接收设备。例如，在公立医院，各种机器将共相同的设备ISM频段。这种干扰环境中无线电器件的工作能力由阻塞规格来衡量。而且，这种挑战不仅来自ISM设备在频段内工作。如果阻塞能力不足，在附近工作的手机或平板电脑也可能导致系统通信丢失。在军事和航空航天的应用中，使用非常昂贵的元件来减少干扰的影响。在对数据要求较高的应用程序（如上述应用程序）中，无线电设备必须能够实现与军事和航空航天应用程序相似的性能，而且不能因额外的外部元件而带来高成本。在附近具有多个工作的干扰源时，此类无线电器件仍能继续接收消息。

环境影响导致性能下降

受工艺限制，无线电收发器的性能会根据工作环境而变化。一些影响因素包括温度变化、电池放电导致的电压降低和设备间芯片制造的差异。生活中的这些真实事件可能会改变设备的工作稳定性。让我们来看看路灯上使用的事件检测应急响应系统。寒冷冬季的温度可能会改变设备的输出功率或接收器的灵敏度。在某些情况下，通信可能会中断。在这种极端情况下，消费设备很少使用，所以不用太担心，但对于应急响应系统来说，这是不可接受的。在最佳情况下，成本是最终产品声誉受损，并收到更换故障设备的维护要求。在不断变化的环境条件下，系统设计师必须确保选择用于检测和通信系统的元件保持稳定。

存储器损坏可能会导致意想不到的结果

可靠性也是通信微控制器中需要考虑的问题。闪存和非易失性存储器虽然非常可靠，但偶尔可能会损坏。这可能是工作环境的意外影响AD它是由恶意硬件攻击引起的。无论属于哪种机制，微控制器都必须配备必要的完整性功能来识别设备的损坏。识别后，微控制器可以纠正错误或关闭设备，以确保更广泛的系统不会损坏安全。

AD公司-创造可靠设计

50多年来，AD该公司一直致力于设计鲁棒的解决方案来应对这些挑战。超稳定的工业物联网系统要求并不是一个新的挑战。超低功耗，sub-GHzISM频段无线电器件ADF7030-1和CortexM3微控制器ADuCM3029旨在提供最稳定通信链路的性能水平和功能特性。

就接收器的灵敏度性能而言，ADF7030-1是业内领先的无线电器件。ADF7030-1可接收低于其他无线电器件的可接收功率dB无线电信号。这意味着设备仍然可以接收信号，即使信号强度低于其竞争产品可接收功率的一半。

凭借超过100dB该行业领先阻塞数据，ADF7030-1可以达到与军事和航空航天设备相当的抗干扰水平，无需添加昂贵的外部元件。这增加了价值，并确保在极其嘈杂的射频环境中保持正常的通信。

与领先的工业制造商世代合作，AD该公司已经掌握了处理无线电收发器真实生活环境的成熟方法。例如，在整个工作温度范围内使用ADF7030-1设备输出功率变化不超过0.2dB。这一结果的实现得益于这一结果的实现AD公司独特的无线电设计方法。在同类竞争的无线电产品中，相应的变化高达2dB。

ADuCM3029具有闪存和ECC奇偶校验检查功能，确保识别存储器损坏引起的错误，并尽可能纠正错误。另外，ADuCM在休眠模式下，3029还配备了电池监控功能。确保电压意外下降，并提醒处理器恶意威胁或电源故障。然后，终端设备可以提醒管理员或进入安全模式，以确保更广泛的系统不会被入侵。

AD从检测和测量到分析和连接数据，公司开发的技术遍布物联网信号链的各个阶段。确保信号链中产生的信息的质量和完整性是我们的核心设计原则，也是实现物联网真正潜力的基本要求。

作者简介

MichaelDalton是AD公司物联网部产品营销经理。在此之前，Michael在射频应用团队工作了五年AD的超低功耗射频收发器提供支持。他于2007年毕业于都柏林大学的电子工程专业，获得工程学士学位。