RF4CE射頻遙控器的軟硬件設(shè)計介紹

　　在笙科電子A7153的參考模塊中，PCB天線采用F型天線拓撲結(jié)構(gòu)，支持全向輻射場形。為把天線的性能發(fā)揮到極致，從應用的角度來講，RF模塊的天線最好伸出母版的邊緣，RF模塊下面的母版最好不要走線。RF模塊和產(chǎn)品外殼的整個設(shè)計也會影響天線的性能。粗劣的設(shè)計會影響天線場形，使發(fā)送信號出現(xiàn)反射、折射、散射，造成傳輸距離的大幅縮短。還有一些設(shè)計指南有助于確保天線的性能，比如：不要直接在模塊的天線下面設(shè)置接地面或布銅線、天線要盡可能遠離金屬物體、PA路徑下方盡可能保有一塊完整的地面。

　　Zigbee軟件設(shè)計

　　Zigbee設(shè)備最常采用的省電方法是使傳感器進入周期性的睡眠狀態(tài)，以獲得長久的電池壽命。也就是說，A7153為進一步降低平均功耗，內(nèi)建了無線喚醒機制，MCU先啟動A7153的無線喚醒機制，然后進入睡眠模式。此時，除了低功耗無線喚醒定時器仍在運作外，其余電路均自動進入睡眠模式。待定時器數(shù)到預定時間時，A7153會自動進入接收狀態(tài)，去偵測有無射頻封包。若有，則接收封包并喚醒MCU，待MCU下達進一步指令。若在某預定時間內(nèi)未偵測到封包，則A7153又會自動進入睡眠模式并重新開始計時，形成周而復始的工作周期，直到接收到封包。

　　由上述可知，工作周期的長短直接影響數(shù)據(jù)傳輸效率以及能源的消耗。長工作周期可以增進數(shù)據(jù)傳輸效率，但是功耗較多;短工作周期可以節(jié)省能源消耗但傳輸效率下降。A7153提供Zigbee定義的16個射頻信道(RF4CE則是從16個信道取出三個信道，分別為2425/2450/2475MHz)，MCU只需改變A7153的一個緩存器，即可達到換頻。MCU亦可利用A7153的RSSI得知當下網(wǎng)絡(luò)上信號強度，計算出貼近網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量狀況的真正表現(xiàn)。此外，通過CSMA/CA溝通方式可獲得更理想的傳輸效能，同時大幅地降低封包碰撞的能量消耗。

　　Zigbee也定義了一個帶有時間同步標志的可選超幀結(jié)構(gòu)、高優(yōu)先級通信的GTS機制、保障無延時或競爭的通信，并支持高達 65,000 個節(jié)點以及不同型態(tài)的網(wǎng)絡(luò)拓撲(星形、叢集或網(wǎng)狀)。極低的工作周期可以讓使用鈕扣電池的節(jié)點持續(xù)運行數(shù)年。當軟件工程師啟動AES128加密功能時，A7153僅在發(fā)射或接收數(shù)據(jù)封包時才執(zhí)行，因此平均功率仍然很低。

　　RF4CE射頻遙控器——全球新標準

　　ZigBee 聯(lián)盟主席 Bob Heile 表示：“RF4CE為電子產(chǎn)品制造商提供了一種全球性標準，從而簡化對各種消費電子設(shè)備的操控，并改善用戶體驗。今后，消費者將享有更大的便利，更加靈活地使用消費電子設(shè)備。”笙科電子一直很關(guān)注RF4CE的市場需求，基于A7153的高性價比方案除了具有RF4CE遙控器常見的五大優(yōu)點外，還可幫助客戶使用低成本的MCU，在正成形的RF4CE新趨勢，取得成本優(yōu)勢。

　　RF4CE遙控器的五大優(yōu)點為：發(fā)射瞬間電流為IrDA的十分之一，因此遙控器可以有更長的電池壽命;利用雙向通訊能夠定位找不到的遙控裝置;通用指令集實現(xiàn)真正的互操作性，封包加密，無需使用多個遙控裝置;能夠?qū)[放在幾乎任何位置的設(shè)備進行操控，特別是在隱密的地方;新的交互式功能，增強的用戶接口和先進的顯示功能。

　　本文小結(jié)

　　笙科電子的A7153在定位上就是鎖定RF4CE相對單純的點對點架構(gòu)。該芯片內(nèi)建簡單好用的硬件功能和低功耗的芯片架構(gòu)，提供軟件工程師設(shè)計出長電池壽命的RF4CE遙控器。RF4CE標準的背后有國際一線消費性電子大廠的力挺，因此RF4CE被預估為Zigbee的殺手級應用，成為IEEE 802.15.4最重要的市場。工程師只需選擇通用型的8051(或其它8位單芯片)，搭配笙科電子的A7153開發(fā)平臺，即可設(shè)計出成本最佳化的RF4CE遙控器。RF4CE除了逐步取代既有紅外線遙控器市場外，勢必還有“異”想不到的應用躲在暗處，等著有創(chuàng)意的讀者來尋寶。