在物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，無線局域網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。像 LoRaWAN、Wi - SUN 與 Zigbee 等協(xié)議，在自動(dòng)抄表、公用事業(yè)及智能家居等場(chǎng)景中被大量采用。然而，這些成熟協(xié)議存在自身的局限性。其復(fù)雜度較高，對(duì)硬件資源有一定要求，設(shè)施成本也不低，難以契合一些節(jié)點(diǎn)規(guī)模小、成本控制嚴(yán)格的組網(wǎng)需求。在此背景下，市場(chǎng)急切呼喚一種兼具基礎(chǔ)通信能力與輕量化組網(wǎng)特性的解決方案，而 Sub - GHz 頻段中的輕量化組網(wǎng)方案應(yīng)運(yùn)而生。

Sub - GHz，作為工作在 1GHz 以下頻段的無線通信技術(shù)，有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。與工作在 2.4GHz 頻段的 Wi - Fi 和藍(lán)牙等相比，Sub - GHz 頻率低、波長(zhǎng)長(zhǎng)，這使其運(yùn)行功耗更低。在相同通信距離下，低速傳輸時(shí)所需功率小，極大地延長(zhǎng)了設(shè)備電池使用壽命。以智能門鎖為例，若采用 2.4GHz 頻段技術(shù)，可能數(shù)月就得更換電池，而 Sub - GHz 射頻技術(shù)能讓智能門鎖一年甚至更久無需換電池。其傳輸距離更遠(yuǎn)，信號(hào)易穿過墻壁、植被等障礙物，且可通過中繼器多跳通信，室內(nèi)可達(dá)數(shù)百米、室外數(shù)公里。同時(shí)，它能容納大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備多跳通信，讓海量低功耗、低速率設(shè)備自組織成大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。此外，Sub - GHz 頻段現(xiàn)有應(yīng)用少，可窄頻帶運(yùn)行，配置跳頻技術(shù)后抗干擾能力強(qiáng)，且頻段使用不擁擠，信號(hào)相互干擾概率低，保障了通信質(zhì)量。加之其技術(shù)成熟，研發(fā)和生產(chǎn)成本相對(duì)較低，組網(wǎng)時(shí)還能減少對(duì)通信基站等基礎(chǔ)設(shè)施及中繼器的依賴，降低了整體物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通信組網(wǎng)成本。

華普微自主研發(fā)的 RFM23A020 SoC 射頻收發(fā)模塊，為輕量化組網(wǎng)方案提供了有力的硬件支撐。它支持在 Sub - GHz 頻段構(gòu)建無線數(shù)據(jù)雙向通信網(wǎng)絡(luò)，基于 Connect 私有協(xié)議，能形成星型或擴(kuò)展星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)地址分配和管理，最多可接納 64 個(gè)子節(jié)點(diǎn);中繼節(jié)點(diǎn)用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，最多支持 32 個(gè)子節(jié)點(diǎn)加入;終端節(jié)點(diǎn)又分為普通終端節(jié)點(diǎn)和支持低功耗的休眠節(jié)點(diǎn)。集成該模塊的設(shè)備操作便捷，數(shù)據(jù)收發(fā)、網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建、加入與離開等操作，通過串口(TXD/RXD 引腳)輸入相應(yīng) AT 指令就能實(shí)現(xiàn)，無需編程，部署輕松。網(wǎng)絡(luò)部署成功后，已組網(wǎng)的子節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)連接信息，下次開機(jī)自動(dòng)組網(wǎng)。

子節(jié)點(diǎn)在接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)具備靈活的模式選擇。處于 “工作” 模式下，子節(jié)點(diǎn)始終活躍，與控制中心實(shí)時(shí)雙向通信，適用于煙霧報(bào)警器、氣象監(jiān)測(cè)站這類需要持續(xù)監(jiān)控的場(chǎng)景。例如在樓宇自動(dòng)化中，樓高墻多，Sub - GHz 無線組網(wǎng)演示方案憑借遠(yuǎn)距離傳輸和強(qiáng)穿墻能力，保障了各樓層煙霧報(bào)警器與控制中心的實(shí)時(shí)通信，守護(hù)樓宇安全。而 “休眠” 模式下，子節(jié)點(diǎn)按設(shè)定上報(bào)時(shí)間，憑借自身感知功能，定期向中心節(jié)點(diǎn)傳輸溫度、氣壓、距離等數(shù)據(jù)。此時(shí)子節(jié)點(diǎn)僅在傳輸時(shí)短暫?jiǎn)拘眩溆鄷r(shí)間休眠，大幅提升電池壽命。在大范圍智能抄表領(lǐng)域，通過 Sub - GHz 無線組網(wǎng)方案，為各家庭戶的水表、電表、燃?xì)獗碓O(shè)定合適上報(bào)時(shí)間，定時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸至控制中心，既簡(jiǎn)化了電力公司人力抄表成本，又提高了能源利用效率。

除了上述組網(wǎng)模式，RFM23A020 還支持 Direct Mode 和 MAC Mode 兩種方案。Direct Mode 適合簡(jiǎn)單直連場(chǎng)景，少量節(jié)點(diǎn)無需路由即可直接通信;MAC Mode 則適用于低功耗的自組織網(wǎng)絡(luò)，利用 802.15.4 的 MAC 層實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單交互。這兩種模式與擴(kuò)展星型模式一起，使 RFM23A020 能靈活適應(yīng)多節(jié)點(diǎn)、需集中管控的組網(wǎng)場(chǎng)合。為驗(yàn)證其性能，華普微在 1.3 公里通信距離的戶外環(huán)境進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，結(jié)果顯示通信效果穩(wěn)定可靠。

隨著輕量化組網(wǎng)方案的不斷推廣應(yīng)用，其在諸多領(lǐng)域?qū)l(fā)揮更大作用。在小型工廠中，降低設(shè)備網(wǎng)絡(luò)部署門檻和運(yùn)維成本，助力生產(chǎn)自動(dòng)化管理;在民生服務(wù)方面，優(yōu)化智能抄表、智能家居等系統(tǒng)。未來，它有望加速物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)向更多領(lǐng)域滲透，推動(dòng)萬物互聯(lián)時(shí)代更快到來，讓我們的生活和生產(chǎn)變得更加智能、高效 。