Enquanto Wi-fi , Bluetooth e outros Tecnologias de 2,4 GHz Embora a comunicação de curto alcance domine atualmente o mercado, uma tecnologia sem fio que opera em faixas de frequência mais baixas está conquistando seu próprio espaço no vasto campo da Internet das Coisas (IoT) com suas vantagens insubstituíveis. Módulos sem fio Sub-1GHz (Sub-G, para abreviar) As bandas de frequência de 2,4 GHz, semelhantes a uma "via expressa suburbana" desobstruída, contrastam fortemente com a "rodovia urbana central" congestionada, tornando-se a espinha dorsal para alcançar conectividade IoT de ampla área, graças às suas características excepcionais de longo alcance e baixo consumo de energia.

• Entendendo os módulos Sub-G

Os módulos Sub-G, abreviação de módulos Sub-1 GHz, são módulos de radiofrequência sem fio que operam em faixas de frequência ISM isentas de licença abaixo de 1 GHz (como 169 MHz, 315 MHz, 433 MHz, 470 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 920 MHz, etc.).

Suas vantagens técnicas têm origem em princípios básicos da física: quanto menor a frequência, menor a perda de propagação da onda de rádio e maior sua capacidade de difração. Isso permite que os módulos Sub-G alcancem facilmente distâncias de comunicação de quilômetros e possuam poderosas capacidades de penetração em paredes e transposição de obstáculos, tornando-os particularmente adequados para implantação em ambientes complexos e aplicações de IoT que exigem cobertura em larga escala.

• Estruturas de Topologia de Rede

Os módulos Sub-G suportam arquiteturas de rede flexíveis para se adaptarem a cenários de aplicação em constante mudança.

Topologia em estrela: Todos os nós finais comunicam-se diretamente com um gateway ou concentrador central. Possui uma estrutura simples e um consumo de energia muito baixo, tornando-o a escolha preferida para LoRaWAN e muitos protocolos proprietários, perfeitamente adequados para aplicações em larga escala, como medição inteligente e monitoramento ambiental.
Topologia ponto a ponto: Estabelece uma ligação direta entre dois dispositivos. É simples e direta, com baixa latência, frequentemente usada para controle remoto e transmissão transparente de dados.
Topologia da malha: Cada nó pode funcionar como um repetidor, formando automaticamente uma rede e retransmitindo dados. Isso pode ampliar consideravelmente a cobertura da rede, sendo ideal para áreas onde a implantação de gateways é difícil, mas uma ampla cobertura é necessária.

• Tecnologias e chips de RF essenciais

A implementação dos módulos Sub-G depende dos seus chips subjacentes e dos protocolos de comunicação, divididos principalmente nas seguintes categorias:

LoRa (Rádio de Longo Alcance)
Esta é uma das tecnologias mais representativas. Ela utiliza a tecnologia Chirp Spread Spectrum (CSS), alcançando comunicação de ultra longo alcance com consumo de energia muito baixo e possuindo sensibilidade de recepção extremamente alta, melhorando significativamente o orçamento de enlace e a capacidade anti-interferência.

Chips representativos: Chips da Semtech SX1276 , SX1262 série.

Protocolos proprietários (protocolos privados)
Os fabricantes de chips fornecem chips transceptores de radiofrequência básicos, com base nos quais os desenvolvedores podem personalizar protocolos privados. Essa abordagem oferece custo controlável e alta flexibilidade.

Chips representativos: da Texas Instruments (TI) CC1310 , CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 , a série Si446x da Silicon Labs.

A RF-star também fornece o CC1310( RF-SM-1077B1 / RF-SM-1077B2 ), CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ) ,CC1354P10( RF-TI1354P1 ）

Wi-SUN (Rede Inteligente Ubíqua Sem Fio)
Este é um protocolo padrão aberto baseado nos padrões IEEE 802.15.4g, reconhecido por suas poderosas capacidades de autoformação e autorrecuperação de redes mesh, além de sua alta escalabilidade. É muito adequado para aplicações de IoT que exigem grande escala, alta confiabilidade e comunicação frequente entre dispositivos, como Infraestrutura Avançada de Medição (AMI) e distribuição inteligente de energia.

Chips representativos: da TI CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 e outros chips da série, com potência de transmissão de +20 dBm, são uma base de hardware ideal para a construção de redes Wi-SUN.

Veja RF-star' Módulos sem fio Sub-G lista: CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ), CC1354P10( RF-TI1354P1 ）

Outros protocolos padrão
Incluindo Sigfox (tecnologia de banda ultraestreita), M-Bus sem fio (padrão europeu para medição inteligente), Z-Wave (protocolo para casas inteligentes), etc., cada um desempenhando um papel importante em campos de aplicação específicos.

• Características principais dos módulos Sub-G

Distância de transmissão ultralonga: Com a mesma potência de transmissão, seu alcance de comunicação supera em muito o das tecnologias de 2,4 GHz, cobrindo facilmente distâncias de vários quilômetros.

Poderosa capacidade de penetração e difração: Os sinais de baixa frequência podem contornar ou penetrar obstáculos como edifícios e vegetação de forma eficaz, apresentando um desempenho estável em ambientes complexos.

Consumo de energia ultrabaixo: Muitos protocolos são otimizados para o consumo de bateria, combinados com modos de hibernação profunda, permitindo que a bateria do dispositivo dure anos ou até mais de uma década.

Forte capacidade anti-interferência: A banda Sub-G está longe de bandas congestionadas como Wi-Fi e Bluetooth, com baixo ruído ambiental, tornando as conexões de comunicação muito confiáveis.

Grande capacidade de rede: Com base em diversas arquiteturas de rede, como a topologia em estrela, um único gateway pode conectar-se a dezenas de milhares ou mesmo centenas de milhares de nós finais, facilitando a implantação em larga escala.

Excelente interoperabilidade (Especificamente para protocolos padrão como o Wi-SUN): Ao aderir a padrões abertos unificados globalmente, dispositivos de diferentes fabricantes podem acessar a mesma rede sem problemas, eliminando as barreiras do ecossistema.

• Cenários típicos de aplicação

Cidades inteligentes e serviços públicos: Incluindo leitura remota de medidores inteligentes de água/eletricidade/gás, controle inteligente de iluminação pública, estacionamento inteligente e monitoramento ambiental urbano, representando a área de aplicação mais clássica para módulos Sub-G.
Agricultura Inteligente e Criação de Gado: Possibilitando o monitoramento da umidade do solo em campo, a coleta de dados meteorológicos, o controle inteligente da irrigação e o rastreamento da localização do gado.
Internet das Coisas Industrial (IIoT): Utilizado em vastas áreas fabris ou minas para monitoramento da condição de equipamentos, rastreamento de ativos e monitoramento da segurança de dutos.
Casa Inteligente e Segurança: Oferece cobertura estável para toda a casa, permitindo a instalação de dispositivos como fechaduras inteligentes, sensores de portas/janelas e detectores de fumaça, com forte penetração de sinal. O protocolo Z-Wave é amplamente utilizado em residências inteligentes no exterior.

• Soluções de módulos sub-G RF-star

A RF-star Technology oferece uma série de módulos Sub-G maduros e estáveis. Suas vantagens em design e integração de hardware ajudam significativamente os clientes a simplificar o processo de desenvolvimento de produtos.

Designs de embalagens sofisticados
Os módulos RF-star utilizam encapsulamentos SMD padronizados com furos de estampagem em diversos tamanhos, tornando-os ideais para incorporação em várias estruturas. Esse encapsulamento SMD integrado facilita a produção em larga escala utilizando máquinas automatizadas de pick-and-place, melhorando efetivamente a eficiência da produção e garantindo a consistência do produto.

Opções de antena flexíveis
Para atender às diferentes necessidades de projeto de produtos, os módulos Sub-G da RF-Star oferecem vários métodos de conexão de antena. Para dispositivos que requerem antenas integradas, a antena PCB no módulo é conveniente e econômica. Para aplicações que exigem desempenho de RF ideal, o módulo é equipado com uma interface IPEX de geração padrão, permitindo fácil conexão a antenas externas de haste ou antenas flexíveis, proporcionando aos engenheiros máxima flexibilidade de projeto.

Confiabilidade Plug-and-Play
Ao optar pelos módulos RF-Star Sub-G, os desenvolvedores não precisam investir altos custos e esforços em projetos complexos de circuitos de RF, e alguns módulos também contam com protocolos de transmissão transparentes proprietários. Essas etapas críticas e demoradas já foram concluídas no lado do módulo, garantindo que os produtos finais possam ser lançados no mercado rapidamente, com excelente estabilidade e confiabilidade de comunicação.

Suporte a interfaces avançadas
Os módulos Sub-G da RF-Star oferecem recursos abrangentes de interface de hardware para fácil integração de sistemas, incluindo, entre outros, UART, SPI, I2C e outras interfaces padrão. Os diversos recursos de interface atendem às necessidades de conexão da maioria dos nós de IoT.

Plataforma compatível com múltiplos protocolos
Alguns módulos Sub-G da RF-Star suportam operação simultânea em modo duplo (2,4 GHz + Sub-G) e também são compatíveis com diversos protocolos de comunicação, como Wi-SUN e protocolos proprietários. A mesma plataforma de hardware pode ser adaptada a diferentes requisitos de mercado e aplicação, reservando ainda amplo espaço para futuras atualizações de produto e expansão de recursos.

• Resumo e perspectivas

Na era atual de necessidades de conectividade IoT cada vez mais diversificadas, os módulos Sub-G tornaram-se parte indispensável de aplicações IoT de ampla cobertura devido às suas vantagens abrangentes em alcance, consumo de energia, capacidade de penetração e custo. As diversas soluções de módulos de alto desempenho fornecidas pela RF-Star continuam a capacitar os desenvolvedores, reduzir significativamente as barreiras à P&D e impulsionar a expansão da "Internet de Tudo" para um alcance cada vez maior.