现在是进入物联网的最佳时机。如今，物联网开发人员可以访问各种各样的云平台、嵌入式设备、传感器和连接选项，这足以导致分析瘫痪。无论您是开始“数字化转型”以提高运营效率和降低运营成本，还是围绕服务创建全新的业务模式，这一努力的基石将是制定您的物联网战略。成功的一个关键因素将是来自边缘的连接。目前最流行的方法之一是将蜂窝连接集成到物联网应用程序中。
为了提供一些背景知识，
数码无线设计服务在过去的15年里，已经帮助数百家公司成功地在其物联网解决方案中实现了蜂窝连接。除了架构定义、设计和构建服务之外，我们还提供教育研讨会，帮助组织快速启动开发过程。这些服务帮助组织专注于他们的核心竞争力并解决他们的业务问题，而WDS消除了低效率和设计挑战，这有助于组织加快上市时间。
在本文中，我们将特别介绍一些将cell集成到应用程序中的技巧。
为什么要将蜂窝网络集成到物联网设计中?
以下是考虑蜂窝网络的一些关键原因:
- 蜂窝设备的安装无需在客户的Wi-Fi网络上进行设置。
- 您的安装程序或客户的安装程序没有安装时间。你不必担心更改密码和信号强度。它“开箱即用”。
- 手机选择比比皆是。与几年前相比，网络连接的成本下降了一个数量级。
- 在典型的Wi-Fi网络中，手机的传输距离是英里而不是英尺。世界被细胞所覆盖。
Digi有几个优秀的选择，使进入市场快速和容易，包括蜂窝支持和预认证
Digi XBee模块．即便如此，使用蜂窝技术设计产品也提出了必须考虑的新设计挑战。有一些开发人员必须注意的事情是蜂窝特有的，特别是具有更高接收器灵敏度的新技术。如果在设计中未能考虑到这一点，就意味着您可能会开发出失去连接的设备，或者更糟糕的是，根本无法连接。这可能会导致您的设备无法通过认证，推迟您的产品发布，并打乱您的商业计划。
您的客户需要无缝和简单的安装体验。通过派遣服务卡车或快递运送替代品来修理或更换有问题的设备和部件，利润可能会被摧毁。在其众多优点中，cellular允许集成简单的设置以及支持服务质量的远程故障排除和修复功能。
从细胞整合中学到的经验教训
以下是Digi WDS团队成员来之不易的经验教训，并建议在开展新的蜂窝支持设备工作时予以考虑。
1.注意电磁干扰，并在原理图和布局中减轻
您在这方面所做的决定会影响应用程序的无线电实现和噪声滤波、处理器配置/捆扎、时钟/振荡器、内存配置/连接、外设配置/连接和电源系统配置。
与方案设计相关的一些“要做的事情”:
- 将天线与电源、处理器和开关调节器隔离。
- 尽可能考虑使用ldo而不是切换器。
- 仔细规划PCB结构，堆叠和路由策略。与每个信号层相邻的连续地面或电源平面。
- 对于每个电缆或电线连接，一定要过滤PCB上的所有入口和出口点。
- 使用单一坚实的地面平面。除非绝对必要，否则不要创建单独的模拟/数字基础。
- 高速处理器解耦尤为重要。
- 在处理器、调节器和开关设备上提供防护罩作为预防措施。如果测试表明不需要防护罩，那么防护罩总是可以从最终的材料清单中省略。
- 考虑在布局之前对原理图进行设计审查，在建造板之前对布局进行审查。
聘请外部专家来检查您的设计可以通过及早发现问题并在花费宝贵的人力和材料之前减轻问题来节省时间和金钱。Digi已经完成了数百个这样的项目，既作为内部开发过程，也作为开发自己设计的客户的帮助。
2.仔细考虑天线设计
这都是天线的问题。小型物联网设备中的几乎所有东西都是天线系统的一部分，预先规划位置，考虑机械因素至关重要。金属和其他材料将使天线失谐，影响模式，降低效率，或耦合和辐射，这将导致您的申请无法通过认证。
一些与天线设计有关的“应该做的事情”:
- 回顾机械装配中天线的选择和集成。为合适的天线提供足够的空间还是将其安装在可用空间中会对系统性能产生严重影响。随着规模的减小，效率也随之降低。
- 如果可能，进行天线性能模拟。模拟可以帮助指导机械设计过程，以及在建造之前评估潜在的天线候选。
- 让天线远离噪声源，如开关调节器和微处理器，可以导致接收器去敏化。
- 保持天线和射频传输远离电网。
- 使用陶瓷天线时，应提供足够的接地平面。天线的评估板地平面是一个很好的参考。
- 尽量保持电缆运行的直线。避免弯曲和急转弯，因为它们会引起反射。
- 执行原位调优测量，以验证原型的每个阶段的性能，特别是在最终配置中。把天线调成发射频率而不是接收频率。
对于天线设计的问题或支持，
接触转到数码WDS。我们始终支持客户解决天线相关问题，并确保他们的设计通过认证。
3.在开发周期中添加接收器灵敏度测试
执行接收机灵敏度测试(包括中间信道)来表征干扰，并与CTIA和载波要求进行比较。如前所述，过大的噪声会使接收机脱敏并严重降低其性能。与其他LTE无线电相比，Cat-M和NB-IoT无线电的灵敏度更高，尤其如此。例如，考虑部署在建筑物内或手机信号可能较弱的农村地区的固定设备。接收端性能不佳可能导致连接失败。
一些“做”与敏感性相关:
- 如上所述，设计时要注意EMI。
- 在每个原型设计阶段执行预扫描测试，以使用蜂窝呼叫盒评估您的性能。在暗室中进行测试。
- 根据需要进行原位光谱分析以识别干扰发射源。
Digi过去曾帮助许多客户识别和纠正与接收机灵敏度相关的问题。我们自己已经完成了数百个蜂窝设计，我们可以成为您值得信赖的顾问，并帮助指导您完成解决过程。
4.设计最佳发射功率
传输功率直接转化为你的设备被网络听到的能力。能够回答或发起连接可能会受到低功率输出的影响，或者在传输时存在高噪声水平时可能无法破译。与接收机灵敏度一样，每个运营商都有要求，您的设备必须满足这些要求，才能获准在其网络上使用。
一些与发射功率有关的“做”:
- 如前所述，调整天线以支持发射频率。虽然适当的接收很重要，但传输性能不佳会直接影响设备的被听到能力。
- 执行发射功率测试以验证设计符合规格。
- 同样，在每个原型设计阶段执行预扫描测试，以尽早发现问题。
总之
在物联网设备中设计蜂窝设备时，必须考虑几个因素。Digi理解您的业务可能并不仅限于蜂窝设备工程。这就是为什么Digi无线设计服务在这里帮助您加快上市时间，同时降低风险。
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