一、 前言
不同頻率的RF信號在穿過不同的建筑材料的時候，其衰減值是不一樣的。2.4GHz頻段的信號，由于其受到墻壁的阻擋，穿透能力較弱，所以在許多智能家居應用場景中需要使用MESH組網，如BLE MESH， Zigbee MESH等。 而Sub-1GHz頻段的信號穿透能力較強，傳輸距離較遠，對于一般的室內應用來說，不需要MESH組網，使用星型拓撲結構的組網就可以滿足應用需求。
表一：不同頻段信號穿透不同建筑材料后的衰減值
基于Sub-1GHz信號的特點，廣芯微推出了星型拓撲結構的組網方式---UMICLINK，該網絡規模為200個上下行節點，支持ML非省電模式和S省電模式，網關與節點的通訊距離可以達到1000米（10Kbps）。該方案采用廣芯微自研的芯片，包括高性能工業實時控制器芯片 UM3243F（作為網關主控制器）和Sub-1GHz無線MCU芯片 UM2080F32（作為網關通訊鏈路處理器和子節點）。
圖一：UMICLINK方案
圖二：網關的原理框圖：
二、 關于UMICLINK網關及組網協議
UMICLINK網關是一款基于UMICLINK私有無線協議的廣域網集中器，射頻通道設定在433Mhz的中心頻率（可在200Mhz~1050Mhz以內配置），通過UMICLINK協議實現集中器與終端模塊自由組網、集中器與服務器通訊。
圖三：UMICLINK網關
圖四：UMICLINK網關 PCB
圖五：UMICLINK節點 PCB
1. UMICLINK方案特點：
· 智能組網，可提前為入網節點分配信道，減少現場施工難度；
· 可以實現對終端節點的管理、狀態顯示；
· 支持以太網、4G；
· 支持豐富的狀態指示燈；
· 網關可以自動上傳數據到服務器；
· 多至6個UMICLINK協議通道可配置為UMICLINK-ML協議和UMICLINK-S協議；
· 支持MQTT、HTTP等常見通訊協議，方案實用性強；
· 可以為物聯網設備提供遠距離、低功耗、多設備掛載；
· 內置RT-Thread開源操作系統，支持二次開發；
2. UMICLINK網關支持1路上行有線WAN口、1路上行4G網絡通道、6路上下行射頻通道（可支持UMICLINK-ML協議（上下行）和UMICLINK-S協議（僅上行））
3. UMICLINK私有無線協議包括UMICLINK-ML協議和UMICLINK-S協議
三、 方案應用
1. 溫度傳感器網絡
· 網關：應用UMICLINK多觸發多通道網關，參考上文描述
· 溫濕度傳感器：基于廣芯微高性能Sub-1G收發SOC UM2080F32、溫濕度傳感器和震動傳感器構成的傳感器子設備，該通訊機制是溫濕度傳感器主動觸發及上報的機制，從設備與網關之間組成了星型組網拓撲。整體方案采用紐扣電池供電，省電為主要考慮要素。
2. 物流標貼網絡
·網關：應用UMICLINK多觸發多通道網關，參考上文描述
· 低頻無線發射器：由廣芯微低功耗MCU UM8004與Sub-1GHz收發芯片UM2010，低頻驅動芯片UM12020D與低頻發射天線構成。低頻無線發射器通過Sub-1GHz信號遠程接收網關信息并通過125KHz發射出去，激活RFID標貼，將標貼相應的信息匯報給網關。
· 主動式RFID標貼：采用廣芯微低頻接收SOC UM2082F08及FSK發射芯片UM2001設計的主動式RFID標貼。標貼工作電流在3uA的級別，是業界最低功耗的組網方式。
圖六：物流標貼網絡傳輸示意圖
· 發射機性能：
· 低頻發射器可觸發10米以內的RFID標貼的低頻接收，使其接受網關的控制，包括輸出發射功率及傳輸給標貼控制信息等。
· RFID標貼與網關之間的通信距離可以達到300米（速率50kbps)，并支持13dbm (Max)的發射功率，其工作功耗大約為3uA，在未觸發，處于低頻信號三通道scan的模式下，發射功率可調。
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