وبلاگ شرکت در مورد راه‌حل‌های بی‌سیم شبکه مش شبکه Z-Wave Silicon Labs: EFR32ZG28/EFR32ZG23 SoC، ماژول ZGM230S

ارائه راه حل های شبکه مش بی سیم Z-Wave سیلیکون لبز: تراشه های EFR32ZG28/EFR32ZG23، ماژول ZGM230S

شرکت شنژن مینگجیا دا الکترونیکسبا توجه به طیف گسترده محصولات، کانال های تامین پایدار، قیمت گذاری بسیار رقابتی، زمان تحویل سریع و خدمات جامع پس از فروش، خود را به عنوان یک تامین کننده پیشرو در بخش قطعات الکترونیکی معرفی کرده است.

1. طیف گسترده محصولات پوشش دهنده چندین بخش

ما بیش از 2 میلیون نوع قطعه الکترونیکی را موجود داریم که طیف وسیعی از بخش ها از جمله 5G، انرژی نو، اینترنت اشیا (IoT)، خودروهای متصل، هوش مصنوعی (AI)، مراقبت های بهداشتی و کنترل صنعتی را پوشش می دهد.

محصولات اصلی ما شامل: مدارهای مجتمع (ICs)، بردهای ارزیابی، IC های 5G، IC های انرژی نو، IC های IoT، IC های بلوتوث، IC های خودرو، IC های درجه خودرو، IC های ایستگاه پایه، IC های ارتباطات، IC های AI، IC های پزشکی، IC های لوازم خانگی، IC های صوتی، IC های حافظه، IC های سنسور، IC های میکروکنترلر، IC های فرستنده گیرنده، IC های تلفن همراه، مدارهای مجتمع آیفون/اپل واچ، مدارهای مجتمع دستگاه های پوشیدنی، کانکتورها، مدارهای مجتمع روشنایی، دیودها و طیف وسیعی از محصولات دیگر برای پاسخگویی به تقاضای مشتریان ما برای قطعات پیشرفته است.

2. کانال های تامین پایدار و تضمین کیفیت

این شرکت برای اطمینان از پایداری کانال های تامین خود، همکاری های بلندمدت با تولیدکنندگان و توزیع کنندگان در هنگ کنگ، ژاپن، روسیه و تایوان برقرار کرده است.

تمام محصولات تحت آزمایش کیفیت دقیق قرار می گیرند، با استانداردهای فنی تولیدکنندگان اصلی مطابقت دارند و برای اطمینان از کیفیت محصول دارای گواهینامه ISO 9001 و ISO 14001 هستند.

3. قیمت گذاری رقابتی و تحویل سریع

از طریق مدیریت کارآمد زنجیره تامین، ما قیمت های بسیار رقابتی و زمان تحویل کوتاه شده را برای برآورده کردن الزامات مشتریان برای مقرون به صرفه بودن و کارایی زمانی ارائه می دهیم و اطمینان حاصل می کنیم که محصولات به موقع به مشتریان تحویل داده می شوند.

I. نمای کلی راه حل و مزایای کلیدی

راه حل مش Z-Wave سری 800 سیلیکون لبز بر روی پلتفرم نسل بعدی Wireless Gecko ساخته شده است. با استفاده از باند ارتباطی اختصاصی زیر گیگاهرتز، از مشکلات تداخل سیگنال مرتبط با Wi-Fi و بلوتوث در باند 2.4 گیگاهرتز اجتناب می کند. این راه حل از شبکه های خود سازمانده در مقیاس بزرگ، رله چند پرشی و خود ترمیمی شبکه پشتیبانی می کند، به طوری که یک شبکه واحد قادر به پشتیبانی از صدها دستگاه است و آن را برای سناریوهای پیچیده اینترنت اشیا توزیع شده داخلی و خارجی کاملاً مناسب می کند. کل راه حل به طور یکنواخت مجهز به معماری امنیتی پیشرو در صنعت، طراحی RF با مصرف انرژی فوق العاده کم و معماری سخت افزاری بسیار یکپارچه است، در حالی که پیکربندی های عملکردی متمایز را برای برآورده کردن الزامات توسعه و استقرار محصولات مختلف ارائه می دهد.

مزایای کلیدی راه حل در چهار بعد اصلی متمرکز شده است: اول، قابلیت های شبکه استثنایی، پشتیبانی از ارتباطات دوربرد Z-Wave LR و عملیات دو حالته استاندارد Z-Wave، با انتقال پایدار چند پرشی و عملکرد عالی در نفوذ دیوار و انتقال از راه دور؛ دوم، تطبیق سخت افزاری طبقه بندی شده، از تراشه های دو بانده با کارایی بالا تا تراشه های تک هسته ای با مصرف انرژی فوق العاده کم، و محصولات ماژول پلاگ اند پلی، که تمام سناریوها را از سطح ورودی تا سطح بالا پوشش می دهد؛ سوم، حفاظت امنیتی درجه نظامی، با داشتن رمزگذاری سطح بالا Secure Vault™ و پروتکل امنیتی S2 به صورت استاندارد، خطرات شنود داده ها و ربودن دستگاه ها را از بین می برد؛ چهارم، پیاده سازی تولید انبوه ساده شده، با محصولات ماژول از پیش تایید شده و محصولات تراشه سازگار با پین، که چرخه های تحقیق و توسعه، آزمایش و گواهینامه را به طور قابل توجهی کوتاه می کند و در عین حال هزینه های تولید انبوه را کاهش می دهد.

II. تجزیه و تحلیل فنی دقیق محصولات اصلی

2.1 تراشه دو بانده Z-Wave با کارایی بالا EFR32ZG28

EFR32ZG28 تراشه پرچمدار سطح بالا در سری Z-Wave 800 سیلیکون لبز است که به طور خاص برای دستگاه های اینترنت اشیا با قابلیت های پیچیده، الزامات عملکردی بالا و نیاز به سازگاری چند پروتکلی طراحی شده است. این تنها تراشه اصلی است که از عملیات همزمان Sub-GHz Z-Wave و 2.4GHz BLE پشتیبانی می کند و آن را برای سناریوهای پرتقاضا مانند خانه های هوشمند سطح متوسط تا بالا، کنترل ساختمان های تجاری و دستگاه های هوشمند در فضای باز مناسب می کند. این تراشه در بسته بندی QFN48 6×6 میلی متری قرار دارد و کاملاً با EFR32ZG23 سازگار با پین است، که امکان ارتقاء سخت افزاری بدون درز و افزایش قابل توجه انعطاف پذیری تکرار محصول را فراهم می کند.

از نظر معماری سخت افزاری، EFR32ZG28 مجهز به هسته 32 بیتی ARM Cortex-M33 است که دارای حافظه فلش با ظرفیت بالا و منابع RAM است. در مقایسه با سایر محصولات همین سری، قدرت محاسباتی و ظرفیت ذخیره سازی بیشتری را ارائه می دهد و از عملیات منطقی پیچیده دستگاه، عملیات چند پروتکلی موازی و توسعه توابع سفارشی پشتیبانی می کند. در سطح RF، این تراشه یک واحد RF Sub-GHz با کارایی بالا را ادغام می کند که از حالت ارتباطی Z-Wave Long Range (LR) پشتیبانی می کند و پوشش شبکه را به طور قابل توجهی گسترش می دهد. همچنین یک ماژول RF بلوتوث کم مصرف 2.4 گیگاهرتزی را ادغام می کند که قابلیت دوگانه را امکان پذیر می کند: شبکه مش Z-Wave همراه با پیکربندی سریع شبکه بلوتوث و گزارش وضعیت بلوتوث، بنابراین مشکلات دست و پا گیر پیکربندی شبکه مرتبط با دستگاه های سنتی Z-Wave را حل می کند.

از نظر مصرف انرژی و امنیت، این تراشه طراحی فوق العاده کم مصرف سری را ادامه می دهد، از حالت های خواب متعدد برای تعادل بین عملکرد بالا و عمر باتری طولانی پشتیبانی می کند؛ یک موتور رمزگذاری امنیتی سطح سخت افزاری Secure Vault™ High را ادغام می کند، از رمزگذاری کامل لایه S2، احراز هویت دستگاه و به روز رسانی های سفت افزار رمزگذاری شده پشتیبانی می کند، به طور موثر در برابر خطرات امنیتی مانند حملات سایبری، دسترسی غیرمجاز و دستکاری سفت افزار دفاع می کند، در حالی که الزامات انطباق امنیتی سختگیرانه برنامه های اینترنت اشیا خانه هوشمند و تجاری را برآورده می کند. با منابع جانبی فراوان، مجهز به چندین GPIO، پورت سریال، ADC و سایر رابط های عمومی است که امکان سازگاری با طیف گسترده ای از افزونه های جانبی مانند کنترل روشنایی، سنسورهای امنیتی، مراکز کنترل هوشمند و دستگاه های اندازه گیری را فراهم می کند.

سناریوهای کاربردی اصلی: مراکز کنترل هوشمند، سوئیچ های هوشمند چند منظوره، سیستم های کنترل دسترسی هوشمند در فضای باز، کنترل کننده های اتوماسیون ساختمان، دستگاه های خانه هوشمند سطح بالا با ادغام بلوتوث، و ترمینال های اینترنت اشیا تجاری که نیاز به سازگاری چند پروتکلی دارند.

2.2 تراشه Z-Wave با مصرف انرژی فوق العاده کم EFR32ZG23

EFR32ZG23 تراشه پرچمدار با مصرف انرژی فوق العاده کم و ساده شده در این سری است که به طور خاص برای دستگاه های ترمینال اینترنت اشیا با باتری، عمر باتری طولانی و ویژگی های سبک توسعه یافته است. با مصرف انرژی کم، پایداری بالا و ارزش عالی برای پول به عنوان مزایای اصلی، این تراشه ترجیحی برای ترمینال های سنسور خانه هوشمند با حجم بالا است. این تراشه همچنین از هسته ARM Cortex-M33 استفاده می کند، پیکربندی های سخت افزاری اضافی را ساده می کند و استراتژی های مصرف انرژی RF را بهینه می کند تا کنترل مصرف انرژی را به حداکثر برساند و در عین حال عملکرد کامل شبکه مش Z-Wave را تضمین کند.

از نظر عملکرد و پیکربندی، این تراشه مجهز به 512 کیلوبایت حافظه فلش است که برای پشتیبانی از عملکرد پشته پروتکل استاندارد Z-Wave و توسعه توابع اساسی دستگاه کافی است. معماری سخت افزاری ساده و کارآمد آن نرخ خرابی پایینی را تضمین می کند و آن را برای دستگاه های پایانی بدون مراقبت طولانی مدت مناسب می کند. این تراشه عملکرد RF قوی را ارائه می دهد و قابلیت های کامل شبکه استاندارد Z-Wave و رله چند پرشی را حفظ می کند. از خود ترمیمی گره و رومینگ شبکه پشتیبانی می کند و امکان ادغام یکپارچه در شبکه های مش Z-Wave در مقیاس بزرگ را فراهم می کند و پایداری اتصال دستگاه پایانی را تضمین می کند.

مصرف انرژی یک نکته برجسته کلیدی EFR32ZG23 است؛ هم جریان خواب و هم جریان عملیاتی آن در بالاترین سطح صنعت قرار دارند و امکان عمر باتری فوق العاده طولانی چند ساله را در سناریوهای با باتری فراهم می کند، بنابراین نقطه درد تعویض مکرر باتری در دستگاه های سنسور بی سیم سنتی را به طور کامل حل می کند. در زمینه امنیت، این تراشه سیستم امنیتی سطح بالای Secure Vault™ و پروتکل رمزگذاری S2 را ادغام می کند و امنیت ارتباطات و امنیت دسترسی دستگاه های سبک را تضمین می کند، در حالی که آسیب پذیری های امنیتی رایج در دستگاه های سطح پایین را از بین می برد. علاوه بر این، مدار جانبی تراشه بسیار ساده است و نیازی به مدارهای تطبیق پیچیده ندارد، که پیچیدگی طرح PCB و هزینه های سخت افزاری را به طور موثر کاهش می دهد.

سناریوهای کاربردی اصلی: دستگاه های خانه هوشمند سبک وزن با عمر باتری طولانی مانند سنسورهای درب و پنجره، سنسورهای حرکت مادون قرمز، سنسورهای دما و رطوبت، سنسورهای نشت آب و گاز، پریزهای هوشمند با باتری، و ترمینال های روشنایی هوشمند کوچک.

2.3 ماژول SiP Z-Wave از پیش تایید شده ZGM230S

ZGM230S یک ماژول SiP یکپارچه مبتنی بر تراشه EFR32ZG23 است. این ماژول بی سیم آماده استفاده که توسط سیلیکون لبز برای تسهیل تولید انبوه سریع و ساده سازی توسعه توسعه یافته است، نیاز کاربران به انجام اشکال زدایی RF، تطبیق پروتکل یا گواهینامه را از بین می برد و آن را به گزینه ای بهینه برای شرکت های کوچک و متوسط که به دنبال عرضه سریع محصولات Z-Wave به بازار هستند، تبدیل می کند. این ماژول با ابعاد تنها 6.5 × 6.5 میلی متر، اندازه فوق العاده فشرده ای دارد که برای طرح های سخت افزاری هوشمند مینیاتوری ایده آل است و فضای PCB را به طور قابل توجهی صرفه جویی می کند.

از نظر ادغام سخت افزاری، ZGM230S تمام سخت افزارهای اصلی - از جمله تراشه اصلی EFR32ZG23، مدارهای تطبیق، رابط آنتن RF و مدار ساعت - را برای ارائه قابلیت های ارتباطی بی سیم پلاگ اند پلی ادغام می کند. کاربران فقط نیاز به طراحی مدار منبع تغذیه و جانبی برای تکمیل توسعه محصول دارند، بنابراین چالش های طراحی RF را به طور کامل اجتناب می کنند و مانع تحقیق و توسعه را به طور قابل توجهی کاهش می دهند. این ماژول با اتمام کامل پیش گواهی توسط Z-Wave Alliance، همراه با کالیبراسیون عملکرد RF و آزمایش پایداری، ارسال می شود. از آنجایی که نیازی به گواهینامه ثانویه نیست، آماده تولید انبوه و عرضه به بازار است و چرخه توسعه محصول را بیش از 60 درصد کوتاه می کند.

از نظر عملکرد و مصرف انرژی، این ماژول تمام نقاط قوت اصلی EFR32ZG23 را به ارث می برد و قابلیت های ارتباطی دوربرد پایدار زیر گیگاهرتز، مقاومت عالی در برابر تداخل و عمر باتری فوق العاده طولانی را ارائه می دهد. از عملکرد کامل شبکه مش Z-Wave پشتیبانی می کند و می تواند به طور انعطاف پذیر به عنوان یک گره پایانی یا یک گره رله پیکربندی شود. قابلیت های امنیتی نیز به همان اندازه قوی هستند و دارای موتور امنیتی سطح بالای Secure Vault™ داخلی و رمزگذاری S2 سرتاسری برای تضمین امنیت شبکه و داده ها برای دستگاه های تولید انبوه هستند، در حالی که با استانداردهای امنیتی استاندارد اینترنت اشیا برای هر دو برنامه مسکونی و تجاری مطابقت دارند.

سناریوهای کاربردی اصلی: دستگاه های خانه هوشمند با تکرار سریع، قفل های هوشمند، تجهیزات امنیتی در مقیاس کوچک، ترمینال های سنسور ساختمان سبک وزن، و محصولات ترمینال اینترنت اشیا در دسته های کوچک تا متوسط. این به ویژه برای شرکت هایی که فاقد تیم تحقیق و توسعه RF هستند تا پروژه ها را به سرعت به بازار عرضه کنند، مناسب است.

III. معماری شبکه راه حل و توابع کلیدی

راه حل کامل مش Z-Wave معماری شبکه غیرمتمرکز و خود سازمانده را اتخاذ می کند که به یک گیت وی مرکزی متکی نیست. تمام دستگاه های مجهز به تراشه ها یا ماژول های این راه حل می توانند به عنوان گره های پایانی یا گره های رله عمل کنند؛ پس از روشن شدن، دستگاه ها به طور خودکار شبکه را اسکن می کنند، به طور مستقل به شبکه می پیوندند و مسیرهای شبکه را به طور پویا بهینه می کنند. در صورت خرابی، قطع برق یا حذف یک گره در شبکه، سیستم می تواند در عرض میلی ثانیه خود ترمیمی شبکه را انجام دهد و مسیرهای ارتباطی را به طور خودکار تغییر دهد تا اطمینان حاصل شود که شبکه کلی عملیاتی باقی می ماند، بنابراین پایداری شبکه را در سناریوهای پیچیده به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

از نظر پوشش، با بهره گیری از ویژگی های امواج رادیویی فرکانس پایین Sub-GHz، این راه حل قابلیت های نفوذ دیوار و انتقال از راه دور استثنایی را ارائه می دهد. این می تواند شبکه های پایدار را هم در ساختمان های داخلی چند طبقه و هم در سناریوهای استقرار توزیع شده در فضای باز و از راه دور ایجاد کند. هنگامی که با حالت دوربرد Z-Wave LR ترکیب می شود، فاصله ارتباطی تک پرشی می تواند بیشتر گسترش یابد تا نیازهای شبکه گسترده ویلاها، ساختمان های آپارتمانی بزرگ، ساختمان های تجاری و پردیس های هوشمند را برآورده کند. همچنین از گسترش گره در مقیاس بزرگ پشتیبانی می کند، به طوری که یک شبکه واحد قادر به پشتیبانی از صدها دستگاه آنلاین به طور همزمان است، بدون مشکلاتی مانند ازدحام پهنای باند یا محدودیت ظرفیت گره، که آن را برای سناریوهای استقرار در مقیاس بزرگ مانند سیستم های هوشمند کل خانه و نوسازی ساختمان های هوشمند مناسب می کند.

از نظر هماهنگی چند دستگاه، این راه حل از اتصال بین دستگاهی، هماهنگی مبتنی بر سناریو و همگام سازی وضعیت پشتیبانی می کند. این امکان را برای دستگاه های محلی فراهم می کند تا بدون نیاز به دخالت ابر به طور خودکار پاسخ دهند و حتی در صورت قطع شبکه به طور عادی به کار خود ادامه دهند، که کاربردی بودن و پایداری دستگاه های هوشمند را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. هنگام استفاده در ترکیب با ابزار توسعه Simplicity Studio سیلیکون لبز، پیکربندی پروتکل، توسعه سفت افزار، اشکال زدایی و آزمایش را می توان به سرعت تکمیل کرد و از توسعه منطق شبکه سفارشی و توابع دستگاه پشتیبانی می کند.

IV. راهنمای انتخاب راه حل مناسب

برای پاسخگویی به موقعیت های مختلف محصول و الزامات توسعه، سه محصول اصلی یک سیستم کاملاً متمایز و مکمل را تشکیل می دهند، با یک فرآیند انتخاب ساده: برای دستگاه های سطح بالا، چند منظوره، چند پروتکلی و با کارایی بالا، تراشه EFR32ZG28 انتخاب ارجح است، با بهره گیری از قابلیت دو بانده، ظرفیت ذخیره سازی بالا و قدرت محاسباتی قوی برای پشتیبانی از توابع پیچیده؛ برای نقاط پایانی سنسور سبک وزن با باتری که نیاز به حداکثر عمر باتری دارند، تراشه EFR32ZG23 انتخاب ارجح است، که امکان استقرار گره پایانی در مقیاس بزرگ را از طریق مقرون به صرفه بودن و مصرف انرژی فوق العاده کم آن فراهم می کند؛ برای پروژه هایی که به دنبال تولید انبوه سریع، مانع تحقیق و توسعه کمتر و عدم نیاز به توسعه RF هستند، ماژول ZGM230S انتخاب ارجح است، که امکان استقرار سریع را از طریق پیش گواهی و ادغام بالا فراهم می کند. علاوه بر این، ZG28 و ZG23 سازگار با پین هستند و امکان استفاده مجدد از طراحی سخت افزار را فراهم می کنند و به ایجاد پلتفرم های سخت افزاری استاندارد شده برای شرکت ها کمک می کنند.

V. خلاصه سناریوهای کاربرد راه حل

راه حل های شبکه مش بی سیم Z-Wave سیلیکون لبز، با معماری سخت افزاری طبقه بندی شده، قابلیت های شبکه پایدار، کنترل مصرف انرژی بهینه و حفاظت امنیتی درجه یک، پنج سناریوی کاربردی اصلی را به طور جامع پوشش می دهند: سیستم های خانه هوشمند کل خانه، اتوماسیون ساختمان های تجاری، امنیت هوشمند، اینترنت اشیا در فضای باز و راه حل های هتل و آپارتمان هوشمند. چه مراکز کنترل هوشمند سطح بالا، دستگاه های متصل چند منظوره، سنسورهای کم هزینه با عمر باتری طولانی، یا محصولات هوشمند استاندارد برای تولید انبوه سریع، این راه حل شبکه بی سیم پایدار، امن و کارآمد را امکان پذیر می کند. این در حال حاضر یکی از سازگارترین و بالغ ترین راه حل های پیاده سازی شده در زمینه ارتباطات مش کوتاه برد برای اینترنت اشیا است.