Trong khi Wi-Fi , Bluetooth và các loại khác Công nghệ 2,4 GHz Chiếm lĩnh truyền thông tầm ngắn ngày nay, công nghệ không dây hoạt động ở băng tần thấp đang tạo dựng chỗ đứng riêng trong lĩnh vực Internet vạn vật (IoT) rộng lớn với những lợi thế không thể thay thế. Mô-đun không dây Sub-1GHz (gọi tắt là Sub-G) , giống như một "đường cao tốc ngoại ô" thông thoáng, hoàn toàn trái ngược với "đường cao tốc đô thị trung tâm" đông đúc của băng tần 2,4 GHz, trở thành xương sống để đạt được kết nối IoT diện rộng với các đặc điểm vượt trội về phạm vi hoạt động xa và mức tiêu thụ điện năng thấp.

• Hiểu về các mô-đun Sub-G

Mô-đun Sub-G, viết tắt của mô-đun Sub-1 GHz, là mô-đun tần số vô tuyến không dây hoạt động trong băng tần ISM không cần giấy phép dưới 1 GHz (chẳng hạn như 169 MHz, 315 MHz, 433 MHz, 470 MHz, 868 MHz, 915 MHz, 920 MHz, v.v.).

Ưu điểm kỹ thuật của chúng bắt nguồn từ các nguyên lý vật lý cơ bản: Tần số càng thấp, suy hao lan truyền của sóng vô tuyến càng thấp và khả năng nhiễu xạ của nó càng mạnh. Điều này cho phép các mô-đun Sub-G dễ dàng đạt được khoảng cách truyền thông hàng kilomet và khả năng xuyên tường, vượt chướng ngại vật mạnh mẽ, đặc biệt phù hợp để triển khai trong các môi trường phức tạp và các ứng dụng IoT đòi hỏi phạm vi phủ sóng rộng.

• Cấu trúc mạng lưới

Các mô-đun Sub-G hỗ trợ kiến trúc mạng linh hoạt để thích ứng với các tình huống ứng dụng luôn thay đổi.

Cấu trúc hình sao: Tất cả các nút cuối đều giao tiếp trực tiếp với cổng trung tâm hoặc bộ tập trung. Thiết bị có cấu trúc đơn giản và mức tiêu thụ điện năng rất thấp, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho LoRaWAN và nhiều giao thức độc quyền, hoàn toàn phù hợp cho các ứng dụng quy mô lớn như đo lường thông minh và giám sát môi trường.
Cấu trúc điểm-điểm: Thiết lập liên kết trực tiếp giữa hai thiết bị. Giao thức này đơn giản và trực tiếp, có độ trễ thấp, thường được sử dụng để điều khiển từ xa và truyền dữ liệu minh bạch.
Cấu trúc lưới: Mỗi nút có thể hoạt động như một rơle, tự động hình thành mạng lưới và chuyển tiếp dữ liệu. Điều này có thể mở rộng đáng kể phạm vi phủ sóng mạng, phù hợp với những khu vực khó triển khai cổng kết nối nhưng cần phạm vi phủ sóng rộng.

• Công nghệ và chip RF cốt lõi

Việc triển khai các mô-đun Sub-G dựa trên các chip và giao thức truyền thông cơ bản, chủ yếu được chia thành các loại sau:

LoRa (Radio tầm xa)
Đây là một trong những công nghệ tiêu biểu nhất. Công nghệ này sử dụng công nghệ Chirp Spread Spectrum (CSS), đạt được khả năng truyền thông tầm xa với mức tiêu thụ điện năng rất thấp và độ nhạy thu cực cao, cải thiện đáng kể ngân sách liên kết và khả năng chống nhiễu.

Chip đại diện: Semtech SX1276 , SX1262 loạt.

Giao thức độc quyền (Giao thức riêng)
Các nhà sản xuất chip cung cấp chip thu phát RF cơ bản, dựa trên đó các nhà phát triển có thể tùy chỉnh các giao thức riêng. Phương pháp này mang lại chi phí kiểm soát được và tính linh hoạt cao.

Chip tiêu biểu: Texas Instruments (TI) CC1310 , CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 Dòng Si446x của Silicon Labs.

RF-star cũng cung cấp 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 (Mạng thông minh không dây phổ biến)
Đây là giao thức chuẩn mở dựa trên chuẩn IEEE 802.15.4g, nổi tiếng với khả năng tự định hình và tự phục hồi mạng lưới mạnh mẽ cùng khả năng mở rộng cao. Giao thức này rất phù hợp cho các ứng dụng IoT yêu cầu quy mô lớn, độ tin cậy cao và giao tiếp thường xuyên giữa các thiết bị, chẳng hạn như Cơ sở hạ tầng đo lường tiên tiến (AMI) và phân phối điện thông minh.

Chip đại diện: TI CC1312R , CC1352R , CC1352P , CC1352P7 , CC1354P10 và các chip dòng khác, có công suất truyền +20 dBm, là nền tảng phần cứng lý tưởng để xây dựng mạng Wi-SUN.

Xem RF-star' Mô-đun không dây Sub-G danh sách: CC1312R( RF-SM-1277B1 / RF-SM-1277B2 ), CC1352R( RF-TI1352B1 ), CC1352P( RF-TI1352P1 ), CC1352P7( RF-TI1352P2 ), CC1354P10( RF-TI1354P1 ）

Các giao thức chuẩn khác
Bao gồm Sigfox (công nghệ băng tần siêu hẹp), M-Bus không dây (tiêu chuẩn châu Âu về đo lường thông minh), Z-Wave (giao thức nhà thông minh), v.v., mỗi công nghệ đều đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực ứng dụng cụ thể.

• Đặc điểm cốt lõi của mô-đun Sub-G

Khoảng cách truyền dẫn cực xa: Ở cùng công suất truyền, khoảng cách truyền thông của nó vượt xa công nghệ 2,4 GHz, dễ dàng bao phủ phạm vi lên tới vài km.

Khả năng xuyên thấu và nhiễu xạ mạnh mẽ: Tín hiệu tần số thấp có thể vượt qua hoặc xuyên qua các chướng ngại vật như tòa nhà và thảm thực vật một cách hiệu quả, hoạt động ổn định trong môi trường phức tạp.

Tiêu thụ điện năng cực thấp: Nhiều giao thức được tối ưu hóa cho nguồn pin, kết hợp với chế độ ngủ sâu, cho phép kéo dài tuổi thọ pin của thiết bị trong nhiều năm hoặc thậm chí hơn một thập kỷ.

Khả năng chống nhiễu mạnh mẽ: Băng tần Sub-G khác xa các băng tần đông đúc như Wi-Fi và Bluetooth, có độ nhiễu môi trường thấp, giúp liên kết truyền thông rất đáng tin cậy.

Dung lượng mạng lớn: Dựa trên nhiều kiến trúc mạng khác nhau như cấu trúc mạng hình sao, một cổng duy nhất có thể kết nối với hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng trăm nghìn nút cuối, tạo điều kiện triển khai trên quy mô lớn.

Khả năng tương tác tuyệt vời (Đặc biệt đối với các giao thức chuẩn như Wi-SUN): Tuân thủ các tiêu chuẩn mở thống nhất toàn cầu, các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể truy cập liền mạch vào cùng một mạng, phá vỡ các rào cản hệ sinh thái.

• Các tình huống ứng dụng điển hình

Thành phố thông minh và tiện ích: Bao gồm đọc từ xa các đồng hồ đo nước/điện/khí thông minh, điều khiển đèn đường thông minh, bãi đậu xe thông minh và giám sát môi trường đô thị, đại diện cho lĩnh vực ứng dụng cổ điển nhất của mô-đun Sub-G.
Nông nghiệp thông minh và chăn nuôi: Cho phép theo dõi độ ẩm đất trên đồng ruộng, thu thập dữ liệu khí tượng, kiểm soát tưới tiêu thông minh và theo dõi vị trí vật nuôi.
IoT công nghiệp (IIoT): Được sử dụng trong các khu vực nhà máy hoặc mỏ rộng lớn để theo dõi tình trạng thiết bị, theo dõi tài sản và giám sát an toàn đường ống.
Nhà thông minh và an ninh: Cung cấp vùng phủ sóng ổn định cho toàn bộ ngôi nhà cho các thiết bị như khóa cửa thông minh, cảm biến cửa/cửa sổ và đầu báo khói, với khả năng xuyên thấu tín hiệu mạnh mẽ. Giao thức Z-Wave được sử dụng rộng rãi trong các ngôi nhà thông minh ở nước ngoài.

• Giải pháp mô-đun Sub-G RF-star

Công nghệ RF-star cung cấp một loạt các mô-đun Sub-G ổn định và hoàn thiện. Ưu điểm về thiết kế và tích hợp phần cứng của chúng giúp khách hàng đơn giản hóa đáng kể quy trình phát triển sản phẩm.

Thiết kế bao bì phong phú
Mô-đun RF-star sử dụng các gói SMD dập lỗ tiêu chuẩn với kích thước đa dạng, rất phù hợp để nhúng vào nhiều cấu trúc khác nhau. Gói SMD tích hợp này hỗ trợ sản xuất quy mô lớn bằng máy gắp và đặt tự động, cải thiện hiệu quả sản xuất và đảm bảo tính đồng nhất của sản phẩm.

Tùy chọn ăng-ten linh hoạt
Để đáp ứng các nhu cầu thiết kế sản phẩm khác nhau, mô-đun Sub-G của RF-Star cung cấp nhiều phương thức kết nối ăng-ten khác nhau. Đối với các thiết bị yêu cầu ăng-ten tích hợp, ăng-ten PCB trên mô-đun rất tiện lợi và tiết kiệm chi phí. Đối với các ứng dụng yêu cầu hiệu suất RF tối ưu, mô-đun được trang bị giao diện IPEX thế hệ tiêu chuẩn, cho phép kết nối dễ dàng với ăng-ten thanh ngoài hoặc ăng-ten linh hoạt, mang lại sự linh hoạt tối đa cho các kỹ sư trong thiết kế.

Độ tin cậy cắm và chạy
Việc lựa chọn mô-đun RF-Star Sub-G đồng nghĩa với việc các nhà phát triển không cần phải đầu tư chi phí và công sức lớn vào thiết kế mạch RF phức tạp, và một số mô-đun còn được trang bị các giao thức truyền dẫn trong suốt độc quyền. Các bước quan trọng và tốn thời gian này đã được hoàn thành ở phía mô-đun, đảm bảo sản phẩm cuối cùng có thể nhanh chóng được đưa ra thị trường với độ ổn định và độ tin cậy truyền thông tuyệt vời.

Hỗ trợ giao diện phong phú
Các mô-đun Sub-G của RF-Star cung cấp tài nguyên giao diện phần cứng toàn diện để tích hợp hệ thống dễ dàng, bao gồm nhưng không giới hạn ở UART, SPI, I2C và các giao diện tiêu chuẩn khác. Tài nguyên giao diện phong phú đáp ứng nhu cầu kết nối của hầu hết các nút IoT.

Nền tảng tương thích đa giao thức
Một số mô-đun Sub-G của RF-Star hỗ trợ hoạt động đồng thời chế độ kép (2,4 GHz + Sub-G) và cũng có thể hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông khác nhau như Wi-SUN và các giao thức độc quyền. Nền tảng phần cứng tương tự có thể thích ứng với các yêu cầu khác nhau của thị trường và ứng dụng, đồng thời dành nhiều không gian cho việc nâng cấp sản phẩm và mở rộng tính năng trong tương lai.

• Tóm tắt và triển vọng

Trong thời đại nhu cầu kết nối IoT ngày càng đa dạng như hiện nay, mô-đun Sub-G đã trở thành một phần không thể thiếu trong các ứng dụng IoT diện rộng nhờ những lợi thế toàn diện về phạm vi, mức tiêu thụ điện năng, khả năng thâm nhập và chi phí. Các giải pháp mô-đun hiệu suất cao, đa dạng do RF-Star cung cấp tiếp tục hỗ trợ các nhà phát triển, giảm đáng kể rào cản nghiên cứu và phát triển (R&D) và thúc đẩy ranh giới của "Internet vạn vật" mở rộng hơn nữa.