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        可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的分析

        2017-11-07 09:03:46林德豐梁永賢
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報 2017年21期

        林德豐+梁永賢

        摘 要:本文介紹了可穿戴智能產(chǎn)品的市場的發(fā)展及現(xiàn)狀,結(jié)合可穿戴智能產(chǎn)品的特點、規(guī)模來分析可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的發(fā)展前景,重點介紹測試系統(tǒng)的組成,模塊的選擇,項目研究開發(fā)的內(nèi)容、方法、技術(shù)路線。隨著可穿戴智能產(chǎn)品的高速發(fā)展,該檢驗系統(tǒng)將起到不可缺少的作用。

        關(guān)鍵詞:可穿戴智能產(chǎn)品 藍(lán)牙 WIFI

        中圖分類號:TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)07(c)-0143-02

        到2016年12月為止,世界上可穿戴智能產(chǎn)品的領(lǐng)域,預(yù)計將增長到80億美元??纱┐髦悄墚a(chǎn)品的知名企業(yè)已經(jīng)開始布局,搶先占領(lǐng)市場。在當(dāng)前之初的兩到三年,這是不顯眼的小規(guī)模市場,但在不久的三到五年內(nèi),這一領(lǐng)域?qū)⒕喸斐鰺o法估計的價值。

        預(yù)計到2018年將賣出不少于8500萬臺可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備,而2012年僅為900萬。隨著可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備多元化、多樣化,會有越來越多的消費者接受可穿戴智能產(chǎn)品,這也讓商家看到了機(jī)遇,這一領(lǐng)域也將為商家創(chuàng)造無法估計的財富。

        隨著可穿戴智能產(chǎn)品的高速發(fā)展,可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的檢測也將會迎來一場高速發(fā)展,可以預(yù)測可穿戴智能產(chǎn)品的檢測前景一片光明。

        1 目的意義

        隨著可穿戴智能產(chǎn)品的快速發(fā)展,參與的商家越來越多,但商品原料安全、個人信息問題、性能等方面還有待改善。目前,可穿戴智能設(shè)備行業(yè)正面臨著“量有余而質(zhì)不足”、“產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)缺失”、“監(jiān)管困難”的局面。面對這樣的形勢,籌建可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng),全面提升產(chǎn)業(yè)集群可穿戴智能產(chǎn)品企業(yè)的質(zhì)量研發(fā)能力和產(chǎn)品安全水平,服務(wù)于可穿戴智能產(chǎn)品集群的打造,完善可穿戴智能產(chǎn)品的監(jiān)管渠道,并推動可穿戴智能產(chǎn)品行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展,成為社會各界的迫切要求。

        可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)的建立有利于解決可穿戴智能產(chǎn)品性能、安全等各方面的問題。

        2 模塊分析

        (1)首先來看看藍(lán)牙模塊和wifi模塊的標(biāo)準(zhǔn)

        藍(lán)牙:工作在ISM2.4GHz公共頻段,使用的是FHSS方式,一般每秒鐘跳變1600次,將83.5MHz的頻帶劃分為79個頻帶信道,每個時刻只占1MHz的帶寬。WIFI:使用的協(xié)議是802.11標(biāo)準(zhǔn),大部分802.11采用2.4GHz的ISM頻段,也有少數(shù)國家采用5GHz的ISM頻段。

        然后看看傳輸速率藍(lán)牙:藍(lán)牙4.0速率理論峰值是25Mbps,支持1Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率下的超短數(shù)據(jù)包。現(xiàn)在802.11.ac最高是500 Mbit/s,據(jù)說未來的802.11.ad將達(dá)到Gbit/s的量級,當(dāng)然主要針對10+m的范圍(1km以內(nèi))。WIFI:802.11n理論速率最高可達(dá)600Mbps,而目前業(yè)界主流為300Mbps。

        (2)再看看傳輸?shù)木嚯x

        藍(lán)牙:Bluetooth4.0傳輸距離可以達(dá)到50m,傳輸范圍100m。WIFI:802.11n路由器在空曠地帶的傳輸距離可以達(dá)到300m。再看看成本:成本的話藍(lán)牙遠(yuǎn)低于WIFI模塊。

        (3)最后看看功耗

        藍(lán)牙4.0僅使用了3個廣播通道,每次廣播時射頻的開啟時間也由傳統(tǒng)的22.5ms減少到0.6~1.2ms。據(jù)測算,打開藍(lán)牙初期電量消耗會增大20~30mA左右,

        待機(jī)后恢復(fù)正常待機(jī)電流。藍(lán)牙建立連接瞬間:70mA左右。大數(shù)據(jù)傳輸:110~130mA左右。

        WI-FI則聯(lián)盟表示,Wi-Fi直連設(shè)備可以支持WMM省電程序,可以將設(shè)備的供電時間延長15%~40%。不同國家的WIFI發(fā)射功率標(biāo)準(zhǔn)不同,國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)是50MW。

        所以可穿戴智能產(chǎn)品選擇藍(lán)牙或WIFI取決產(chǎn)品的分類和用途。

        3 系統(tǒng)的組成

        BT&WIFI獨立成一套系統(tǒng)。后續(xù)可以共用WIFI系統(tǒng)中的頻譜儀和模擬信號源,增加矢量信號源N5182B,并配置相應(yīng)模擬基站,控制單元、濾波器組等,擴(kuò)展GSM WCDMA LTE測試能力,GSM WCDMA LTE可另成一套系統(tǒng)。同時也方便后續(xù)能力拆分升級。

        頻譜儀:歐盟CE標(biāo)準(zhǔn)要求只需要配置到12.75GHz的測試能力,但北美FCC標(biāo)準(zhǔn)中傳導(dǎo)雜散要求測試頻率范圍到主頻的10倍頻,最大到40GHz,考慮到5G WIFI以及LTE FCC測試,頻譜儀選用40GHz高端頻譜儀N9010A(Keysight),同時滿足了EN300 328 v1.8.1對像素點的要求。

        按EN300 328 V1.81.標(biāo)準(zhǔn)對功率測試的要求,使用4*4功率量側(cè)探頭U2021XA和數(shù)據(jù)采集單元U2531A(Keysight),符合標(biāo)準(zhǔn)要求的大于1M 采樣率,RMS檢波方式以及MIMO天線的功率同步采集要求,配合JS軟件,實現(xiàn)功率的自動化測量。功率探頭集成在JS0806-2控制箱內(nèi),降低額外增減線纜和射頻接頭帶來的阻抗不匹配,降低系統(tǒng)不確定性。

        矢量信號源采用Keysight 高端信號源N5182B,配合不同制式產(chǎn)品可以靈活選用不同模塊。

        模擬信號源重點考慮測試頻率范圍,WIFI 產(chǎn)品測試只需要配置到6GHz,但LTE產(chǎn)品需要配置到20GHz,頻率范圍不能通過升級達(dá)成,因此需要從應(yīng)用的角度,配置該信號源的頻率范圍,本方案中,建議配置到20GHz,同時滿足了WIFI GSMWCDMA LTE 測試要求。

        WIFI測試采用非信令測試方式,不需要配置模擬基站;GSM WCDMA LTE 采用信令測試,需要配置一臺模擬基站,本方案中模擬基站選用R&S CMW500,頻率范圍到6GHz,覆蓋了LTE全頻段,能支持LTE 2*2MIMO,并可擴(kuò)展升級載波聚合CArelease10要求。

        3 項目研究開發(fā)的內(nèi)容、方法、技術(shù)路線

        3.1 具體研究開發(fā)、開拓內(nèi)容和重點解決方法、技術(shù)路線的難題

        (1)組織相關(guān)技術(shù)人員對可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)進(jìn)行分析,組織相關(guān)技術(shù)人員認(rèn)真閱讀并核對標(biāo)準(zhǔn)檢驗條款,及時跟進(jìn)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展情況,并根據(jù)相關(guān)要求提出要配置的設(shè)備。

        (2)編制檢測流程和檢測規(guī)范。

        (3)設(shè)備到位后,組織相關(guān)的培訓(xùn)工作,組織相關(guān)設(shè)備驗收及標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可評審工作。

        3.2 項目的特色和創(chuàng)新之處

        為了提高智能可穿戴產(chǎn)品行業(yè)的總體質(zhì)量水平,服務(wù)經(jīng)濟(jì)、服務(wù)企業(yè),我們以地方特色產(chǎn)業(yè)集群為依托,可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)。檢驗系統(tǒng)將成為專門從事可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI性能的檢驗,為政府部門和企業(yè)對智能可穿戴產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)管和產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障,為智能可穿戴產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的完善提供有力的科研支撐,為智能可穿戴產(chǎn)品企業(yè)的生產(chǎn)、科研、信息收集和標(biāo)準(zhǔn)化工作提供一個高水平的檢測服務(wù)平臺,從而為智能可穿戴產(chǎn)品行業(yè)的快速健康發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

        3.3 要達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及社會、經(jīng)濟(jì)效益

        鑒于可穿戴智能產(chǎn)品的高速發(fā)展,并即將進(jìn)入爆發(fā)式快速增長期,可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)將服務(wù)于眾多的可穿戴智能產(chǎn)品生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)。該檢驗系統(tǒng),采用先進(jìn)檢測技術(shù),發(fā)展新的檢測業(yè)務(wù)。

        該檢驗系統(tǒng)還將為可穿戴智能產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提供公共檢測平臺,有效降低企業(yè)的研發(fā)成本。而且使得電子及電磁兼容在安防產(chǎn)品的檢驗?zāi)芰梢缘玫捷^大幅度的提高,可以完成相關(guān)產(chǎn)品的國標(biāo)、行標(biāo)或性能標(biāo)準(zhǔn)的全項目檢測。該項目的實施,將帶來明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

        4 結(jié)語

        隨著可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備多元化、多樣化,性能的提升和發(fā)展,可穿戴智能產(chǎn)品設(shè)備將進(jìn)入鵬飛的發(fā)展和搶占市場份額的局面。可穿戴智能產(chǎn)品藍(lán)牙&WIFI射頻測試系統(tǒng)將起到不可缺少的作用。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 高曉清,汶曉勇,伍璇.ETSI EN300328新版本測試標(biāo)準(zhǔn)分析[J].黑龍江科技信息,2014(33):77-78.

        [2] ETSI EN 301 893 V1.8.1 (2015-03)endprint

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