物聯網的飛速發展對無線通信技術提出了更高的要求，尤其是在遠距離傳輸方面。傳統的系統級芯片（SoC）雖然集成了無線通信功能，但往往存在信號強度弱、功耗高等問題，限制了物聯網應用的廣泛普及。物聯網前端模塊（FEM）的出現，為解決上述難題提供了解決方案。FEM 專門為無線連接而設計，與 SoC 配合使用，可以顯著提升物聯網設備的無線性能。

FEM 的優勢：

• 增強信號強度: FEM 集成了功率放大器，能夠顯著提高無線信號的輸出功率，從而擴展傳輸范圍，增強信號的穩定性和可靠性。

• 降低功耗: FEM 具有快速開關時間和低睡眠模式電流，能夠有效減少無線通信時的功耗，延長電池壽命。

• 提高數據傳輸速率: FEM 能夠在長距離傳輸情況下保持較高的數據傳輸速率，滿足物聯網應用對數據吞吐量的需求。

• 支持多用戶 MIMO 操作: 一些 FEM 模塊支持多用戶 MIMO 操作，可以同時與多個終端節點或客戶端進行通信，提高空中時效性。

• 微小封裝: FEM 模塊體積小巧，易于集成到物聯網設備中。

FEM 的應用場景

FEM 廣泛應用于各類物聯網場景，包括：

• 智能家居：智能門鎖、智能燈具、智能溫控器、智能網關等

• 可穿戴設備：智能手表、智能手環、智能眼鏡等

• 工業物聯網：傳感器、執行器、數據采集器等

• 智能城市：智慧路燈、智慧停車、環境監測等

如何選擇和使用 FEM

選擇合適的 FEM 需要考慮以下因素：

• 支持的無線協議： 確保 FEM 支持您應用所需的無線協議，例如 Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee 等。

• 傳輸范圍： 根據您的應用需求選擇合適的傳輸范圍。

• 功耗： 選擇低功耗的 FEM 以延長電池壽命。

• 封裝尺寸： 選擇合適的封裝尺寸以滿足您的設備空間限制。

將物聯網前端模塊集成到項目

有兩種方法可以將物聯網前端模塊 (FEM) 集成到您的項目中：

1. 構建定制電路板

這種方法適用于想要從頭開始開發定制物聯網解決方案的。您可以構建一塊評估 PCB 板，用來測試和優化電路設計和布局，然后再轉為生產設計。

以下是一些步驟：

• 制作單獨的電路板，分別放置集成電路 (SoC) 和 FEM 模塊。

• 測試并比較兩者組合的效果和單獨使用 SoC 的效果，測試范圍包括輸出功率、靈敏度、傳輸距離、數據速率和傳輸距離之間的關系等。

優點：

• 可定制的解決方案

缺點：

• 需要更多的時間和專業知識進行電路設計和測試

• 可能存在集成問題

咨詢東勝物聯專家?

2. 使用支持 FEM 的現成物聯網網關

對于大多數來說，使用支持 FEM 的現成網關是更簡單快捷的方法。市面上有很多這樣的網關可供選擇，例如 DSGW-090 PoE 智能網關。

DSGW-090 PoE 智能網關的優點：

• 支持雙 SIM 卡槽，可通過 BLE、Thread、Z-Wave、ZigBee 等協議與 FEM 模塊配合使用，增強無線功能。

• 集成了支持 Wi-Fi 的 SoC，可以與任何 FEM 模塊配對，擴展傳輸范圍。

• 能夠將 FEM 模塊傳輸的數據轉換為 Wi-Fi、LTE、以太網或 Cat1 協議，方便云端連接。

這種方法適用于：

• ZigBee、BLE 或 Z-Wave 網絡末端節點分布較廣的物聯網解決方案

注意：

• DSGW-090 PoE 智能網關本身并非電池供電，因此功耗并不是主要問題，主要解決無線信號強度問題。

• 對于電池供電的網關或傳感器，仍然可以使用帶 FEM 模塊的收發器來降低因頻繁更換電池導致的維護成本。

  
  

了解DSGW-090 智能網關?

總結

選擇合適的集成方式取決于您的項目需求和開發經驗。使用 FEM 模塊可以顯著提升物聯網設備的無線性能和電池壽命。東勝物聯擁有豐富的硬件開發經驗和強大的研發團隊，可為您提供全面專業的物聯網硬件解決方案。

常見問題解答

1. 什么是射頻前端？

射頻前端是指接收器或發射器天線與混頻器（調制器或解調器）之間的任何電路。在物聯網前端模塊中，芯片還包含天線。

2. 物聯網射頻前端模塊的目的是什么？

物聯網射頻前端模塊的目的是放大用于相應無線協議的射頻信號并降低噪聲，同時消耗極低的功率。

3. 前端模塊和后端模塊有什么區別？

物聯網前端模塊位于天線附近或包含天線，而后端模塊在信號傳輸堆棧中位于前端模塊之后或之后一層。這些后端模塊通常執行基帶處理，將模擬信號轉換為數字信號（反之亦然），并包含子系統控制。