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構建穩定高效的無線通信與電源檢測設備系統指南

發布人:成都億佰特 時間:2026-01-04 來源:工程師 發布文章
無線通信模塊選擇:高速與遠程的平衡

檢測設備通常需要穩定的數據傳輸。我們建議使用 “Wi-Fi + LoRa”雙模備份 或是針對特定場景的方案,以確保通信可靠性 復雜環境,基于你對傳輸距離的需求和 數據速率。

Wi-Fi 模塊選擇(會議>5米視距,≥54Mbps)

用于高速數據傳輸(例如視頻流、大型傳感器) 數據集)或局域網(LAN)訪問,Wi-Fi模塊是 第一選擇。

推薦型號 :E103-W13
主要特色

  • 速率與協議 :支持Wi-Fi 6(802.11ax) 以及藍牙5.4,應用吞吐量最高可達50Mbps——完全 滿足≥54Mbps的要求。

  • 傳輸距離 :在2.4GHz頻段,配備車載PA時,其通信距離遠超5米視距要求。

  • 功耗 :模塊的最大發射功率 功率為+21dBm。雖然文檔并未直接說明 整體工作電流,其高性能設計通常能保持穩定 正常數據傳輸時的平均電流低于300mA。 在實際應用中,建議進行功耗測試以優化

優勢: 高性能雙模芯片,高吞吐量,適合需要高數據率的檢測節點。

LoRa模塊選擇(會議>10米視距,≥0.3kbps)

對于傳輸距離較長的場景,復雜度 非視距環境,或低數據量(例如周期性) 傳感器數據報告),LoRa模塊因其超長而理想 續航和低功耗。

推薦車型 :  E22-900T30S / E22-400T30S
主要特色

  • 傳輸距離 :使用 LoRa 擴頻技術 通信距離從數公里到數十公里不等 在理想條件下,遠遠超過10米的要求。

  • 數據速率 :支持2.4kbps至62.5kbps的空速,遠高于最低0.3kbps的要求。

  • 功耗 :LoRa模塊以低功耗著稱 力量。該系列支持深度睡眠模式(功耗 ~uA 等級)。傳輸過程中電流較大(最大30dBm) 平均功耗極低——遠低于300mA。 具體傳輸電流請參見詳細數據手冊

優勢 :極其遙遠的通信距離, 強大的抗干擾能力和低功耗——非常適合 遠程、低數據率檢測數據傳輸。

替代型號(更低功耗): EWM22M-xxxT22S
該系列在深度休眠時的總功耗僅為 ~3uA 模式,發射功率為22dBm。它還支持遠程通信 通信和≥0.3kbps速率,使其成為 電池供電場景。

選拔建議
  • 對于需要高帶寬且覆蓋廣泛的Wi-Fi區域的檢測設備:優先 選擇E103-W13

  • 對于部署在偏遠、封閉區域或數據量需求較低的設備:選擇 E22系列 EWM22M系列 LoRa模塊。

  • 對于超低功耗和最小數據量: EWM22M系列 更具優勢。

有線電源模塊選擇:寬輸入電壓,穩定輸出

為探測設備主控提供穩定可靠的電源 通信模塊是基礎。您的需求涵蓋 常見設備電壓范圍從5V到24V。

推薦系列 :AM21 / AM31 交流直流電源模塊
主要特色

  • 輸入電壓 :典型范圍為85VAC至264VAC(部分型號如AM31可達450VAC),完全滿足100VAC至240VAC的需求。

  • 輸出電壓/電流 :該系列提供 具有不同規格的單輸出型號(例如,5V/2A、12V/1A, 24V/1A)。對于像24V/10A(240W)這樣的高功率需求,可以檢查完整 產品選擇表或咨詢制造商以確認 相應的高功率型號。并聯連接或更高功率連接 產品通常是可行的解決方案。

  • 穩定性: 本系列工業級模塊輸出電壓精度為 ±1% (例如AM21-12W05V),超過了你要求的≤±2%。

選拔步驟
  1. 確定整個檢測設備的最大功耗(主控PCBA+無線模塊+傳感器等)。

  2. 根據功耗和所需電壓,選擇一個型號: AM21 輸出功率(電壓×電流)有足夠的裕度,或者 AM31系列選擇表。

  3. 優先考慮輸出精度為±1%的型號,以確保電壓穩定。

主控PCBA選擇:高性能核心,連接一切

主控PCBA是設備的“大腦”,負責通過物聯網模塊收集、處理和上傳數據。

推薦方案 :高性能核心板+物聯網模塊

核心板(會議SOC頻率>200MHz)
  • ECK10-13xA+系列核心板 :基于 STM32MP13串處理器,最大頻率為650MHz(遠) 頻率超過200MHz)。它提供豐富的ARM Cortex-A7和Cortex-M4 適合運行Linux或RTOS處理復雜邏輯的資源。

  • ECB31-P4T13SA2ME8G 單板計算機 :基于 Allwinner T113-S 雙核 Cortex-A7 處理器,主頻 1.2GHz 頻率。這是一臺高度集成的單板計算機,可以 直接作為主控制板使用,擁有豐富的接口。

物聯網模塊(支持 MQTT,功耗≤800mA)
  • 推薦的 E103-W13(Wi-Fi 6) E22系列(LoRa) 無線模塊可支持MQTT協議,通過AT命令或SDK實現云訪問。

  • 它們的功耗之前已有分析:E103-W13 要求 高速傳輸期間的動力優化,而E22系列 在低功耗模式下遠低于限制。整體電路板功率 消耗需要與核心董事會全面評估 以及其他外設。請注意 12V/1A 功率輸入規格 ECB31 單板計算機——最大功耗為 ~12W (電流~1A),略高于800mA的要求,但實際 工作電流通常低于最大值。

集成方案(快速發展)
  • E870-D0 DTU :集成的4G Cat.1 DTU,配備 MQTT協議棧。雖然其主要控制SOC頻率不是 經過規格說明,它專為物聯網數據傳輸設計,可以外出使用 通過串口連接傳感器并訪問云端 直接通過MQTT。它通常功耗低,適合用作 通信網關或簡化主控。

系統集成建議建筑設計
  • 方案A(高集成): 使用 ECB31-P4T13SA2ME8G單板計算機 作為主控,直接連接 E103-W13 Wi-Fi模塊 供電的各種傳感器 及由AM31系列電源模塊 。該方案高度集成,適用于功能復雜且處理需求高的檢測設備。

  • 方案B(低功耗遠程 ):使用 ECK10-13xA+核心板 ,底板作為主控,連接 E22-400T30S LoRa模塊 和傳感器,由 AM21系列電源模塊 供電。 該方案非常適合無網絡的戶外檢測點 覆蓋范圍,需要電池續航或長距離通信。

  • 方案C(快速部署):將 傳感器連接到 E870-D0 DTU , 該系統通過4G網絡和內置MQTT直接訪問云端 規程。該方案無需自定義主控編程,且 開發周期最短。

電源管理

無論選擇哪種無線模塊,都要充分利用其低功耗性能 模式(例如,Wi-Fi省電模式、LoRa睡眠和空中無線 喚醒功能)以降低系統的平均功耗,延長 設備壽命,或降低散熱設計壓力。

天線與安裝

為Wi-Fi和LoRa模塊選擇具有適當增益的天線 正確安裝它們對于確保實際使用至關重要 通信距離達到或超過理論值。

為了構建探測設備的核心系統,我們建議:

  • 無線通信:根據 ,選擇 E103-W13(Wi-Fi 6) E22系列(LoRa 速率和距離需求

  • 電源 :選擇滿足電壓、電流和精度要求的AM21/AM31系列交流-直流模塊。

  • 主控 :根據 度,選擇ECB31單板計算機 ECK10核心板 ,或直接使用 E870-D0 DTU 處理能力和開發復雜

結合上述產品,你可以打造一個完整的, 可靠且高效的檢測數據硬件平臺 收集、處理、無線傳輸和云訪問。我們 建議根據具體的檢測參數最終確定模型, 部署環境和成本預算。


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關鍵詞: 物聯網

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