M2M系统蜂窝调制解调器

通过利用该运营商已经到位的蜂窝基础设施，设计人员可以利用这个网络，而不是Wi-Fi或收集数据或提供远程管理的替代网络接口。非常适合中小规模的数据包，蜂窝网络，因为没有本地Wi-Fi热点或中继器需要为每个连接到蜂窝网络设备可以减少硬件预算的大型，分布式系统。此外，蜂窝调制解调器有一个较长的距离(该信号可以走得更远)比Wi-Fi或其他无线网络接口。有这取决于你所需要的数据传输速率，并在需要连接的区域中可用的运营商多个蜂窝选项。现在使用中的各种标准包括GSM / GPRS，CDMA 2000，HSPA EVDO / CDMA，EDGE，和LTE。在一些地区的2G移动电话服务可以提供低数据速率连接高达约40千比特/秒，以提高连接速度，3G服务，如EDGE和CDMA2000和HSPA +可以提供数据传输速率高达约3.1兆比特/秒和21兆比特/秒，分别，而对于最高的数据传输速率，4G技术(LTE)服务，EVDO / CDMA和HSPA +可以提供高达100兆比特/秒的数据传输速率，这取决于在载体上。另外，公司现在正在研究什么被称为5G网络，这将提供另一种在数据传输速度提高了十倍，当它成为真正的，可能是在2017分之2016时间帧或更高。

幸运的是，对于机器对机器(M2M)通信的大多数数据传输不涉及大量的数据，但是，而是使用几百短脉冲串到几千个字节。然而，传输速度仍然是重要的 - 总之，数据高速连发往往会消耗比数据的速度较慢，连续流更少的功率。在短时间让基带处理器花更多的时间在自己的省电模式，从而大大降低了功耗。在任何蜂窝调制解调器的心脏是基带处理器，其中，由于高容量的生产，在过去的几年蜂窝电话，已经被集成到单个芯片上，从而简化了调制解调器的设计。

在Skywire家族从NimbeLink(图1)的典型的调制解调器模块被挤进一个XBEE模块格式(29x33×6.5毫米)由Digi国际创建。这种模块也对开发板，如各种基于ARM处理器的Arduino电路板广泛使用。从NimbeLink和GPS/GLONASS收发器图1小插件模块图片：提供所有基本功能的3G手机嵌入式调制解调器，一个小插件模块从NimbeLink(左)为设计者提供了3G CDMA蜂窝接口，基于泰利特基带处理子系统(右)GPS / GLONASS收发器。XBEE模块格式提供了NimbeLink的Skywire家族具有不同的蜂窝接口模块的一个标准接口。(NimbeLink提供)然而，除非单位体积超过特定项目的成本交叉点，它可能是更经济，更快捷地购买，而不是从芯片级打造成为一个调制解调器模块。此外，在购买模块绕过需要获得FCC认证由于模块通常预认证。交叉点集结VS买入取决于多种因素 - 所需要的数量，所需的功能，交付时间表，以及该法案 - - 材料与组件成本的费用。在哪里画线将改变对案件逐案的基础，但一个好的经验法则的提出的交叉点最低为10000台，甚至可能更高。现成嵌入蜂窝方案有两种基本形式 - 小电路板模块，例如从NimbeLink所述Skywire 3G CDMA模块，它可以从插入在主电路板上的插座(如图1)，或者更工业强度金属浇注模块(例如，从多技术系统，在图2所示的CDMA调制解调器)，它可以在某处一个系统柜被安装并扎入宿主使用RS-232端口，USB电缆，或其他一些接口。从NimbeLink模块，2G(Skywire GSM / GPRS)，提供3G和4G版本和所有使用XBEE外形提供了通用的足迹。数据传输速率的范围从低至40千位/秒的较旧的2G的GSM / GPRS模块，以153.6千位/秒为2G的CDMA2000模块。移动到3G版本，高达3.1 Mb / s的数据传输速率是可能的CDMA / GPRS单元和使用HSPA +或UMTS标准跳起至21兆比特/秒。 4G的实现提供了使用LTE和HSPA的标准+高达100 Mb / s的数据传输速率。所有模块包括一个UART端口，USB端口，A / D转换器，和几个通用I / O线。

来自多技术图2的CDMA调制解调器的图片：坐落在一个坚固的金属外壳，由多本科技CDMA调制解调器将在家里的工厂或安装在机柜中。除了OEM模块组装单位，嵌入式蜂窝解决方案的许多供应商也提供开发套件，为设计者提供了多种连接方式。例如，DEV-包从Rabbit半导体/ Digi International的配备只是一切设计人员需要，所有的软件工具，开发板，以及所有的各种插头和电缆连接和电源板(图3)。除了开发套件，该公司还提供了配有GSM，EDGE，HSPA / HSPA +和CDMA-1XRTT和EV-DO接口的路由网关。

从半导体图3开发工具包的形象：从开发Rabbit半导体套件为设计人员提供软件开发工具，电缆，电源，和调制解调器。设计人员只需要添加自己的SIM卡。模块，如Skywire单位从NimbeLink消耗约580毫安时活跃，约12毫安而空转，而只有1.2毫安的节电模式。他们从3.5至4.3 V的电源进行操作，并且额定-40工业温度范围+ 85℃。一个模块或金属外壳的工业级调制解调器是否被选择，设计人员必须确定所需要的数据速率和该蜂窝标准来使用。在一些情况下，调制解调器可结合多个蜂窝标准来处理各种应用。当然，与任何蜂窝调制解调器的，需要一种用于识别一个SIM卡，并连接到一个特定的载波 - ATT公司，短跑，Verizon的，等等;而当系统被激活时，它也必须有一个载体的服务计划。该服务计划可以只是简单的文本信息，或各种数据的计划来设置取决于系统设计者多少数据预计系统传送按月。