无线系统设计的关键步骤

用比你能想象到的要更广泛。事实上，世界上每种远程控制都采用IR。IR工作很出色，并且成本很低。最大问题是范围很有限，另外，视线路径也必须畅通无阻。理想范围是±15°锥型1米范围，不过也可以达到更长距离。IrDA标准提供的数据率可以达到16 Mbps，并且模块非常廉价。

　　ISM频带是可以使用的最简单的标准之一。ISM最适合超简单控制或监测应用。其数据率很少超过100 kbps，并且一般都比此值小许多。可以选的频率很多，但大多数应用采用315～938 MHz、433.92～938 MHz, 及902 ～938-MHz (915MHz最普遍)及2.4 GHz 频带。

没有正式协议。所以，如果打算采用这些简单而成本低廉的设备，就需要制定自己的协议。ADI的ADF70xx ISM系列芯片包括有一个软件包，有助于使用该公司的芯片，建立一个简单的协议来解决自己的问题。

　　赛普拉斯半导体公司的WirelessUSB系列使用2.4GHz直接序列扩频(DSSS)，给人机接口设备(HID)提供低速无线通信(如键盘和鼠标)。其基本数据率只有62.5 kbps，不过也可以采用一种1Mbps版本。对多点到单点应用也不错。可以采用一种简单协议，使设计人员可以把精力集中到设计的其它方面。

　　在过去的10年间，Wi-Fi得到了不断发展。Wi-Fi主要用在无线局域网(LAN)中。偶而也用在短距离监测和控制中。

　　Wi-Fi是一种复杂的标准，但是如采用一个功放和定向天线，则能扩展到100 米甚至更远的距离。新的802.11n标准的数据率从11 Mbps到远大于100 Mbps，这对大多数短距离应用都过度了。功耗相应较高。

　　超宽带(UWB)是另一种针对速率非常高的应用的技术，可以达到53 ～480 Mbps的数据，但距离小于10米。其标准专注于实现USB接口标准的无线版，USB接口标准在计算机外设和其它设备中非常普及。其他潜在的应用包括视频。

　　ZigBee是为短距离监测和控制设计的，具有在所有这些技术中功耗最低的特点。在其基于IEEE 802.15.4标准的最简单形式中，对P2P、M2P或P2M应用很适合。通过增加ZigBee联盟堆栈，mesh联网成为可能，因此扩展了所有节点的范围和可靠性。有多种芯片和模块可供使用。只是要注意，如果采用ZigBee堆栈，则不仅要面临认证标准的问题，而且要面临专利付费问题。

　　如果在高噪声环境下工作，就选择能降低噪声的调制方法。所有FSK相关(频移键控)调制都不错。DSSS因其基于BPSK(二进制相移键控)调制，效果更好，但要更复杂，并且成本更高。幅移键控/开-关键控(ASK/OOK)是到目前为止最简单的方法，但要使性能达到最佳，要求距离更短，并且环境噪声要更低。

　　应用也可能影响工作频率。根据Friis自由空间功率公式，频率越低(波长越大)，则给定功率下总距离越长。就是说，如果最大距离很关键，就要使用较低的260～470 MHz非认证频带，而不是更高的900MHz和 2.4 GHz频带。另一方面，频率越低，天线尺寸越大。对某些便携式应用或移动应用，这可能成为一个实际问题，是需要权衡考虑的一项关键因素。

　　最后，可能影响选择的一个关键问题是安全性。Bluetooth、IrDA和ISM频带中不具备安全性，而UWB、Wi-Fi及ZigBee则具有。

　　第四步：制造还是购买？

在本步骤中，必须确定制造和购买哪个更好。如果项目需要尽可能低成本的嵌入式方案，或许就要选择芯片并设计自己的方案。如果应用允许，可以合并现有模块而加快设计的完成。

　　这些模块有无线连接需要的所有东西，有时还包括有天线。费用要高一些，而且模块一般体积要大一些，并且价格更高。不过，对某些小批量且体积/成本要求灵活的应用，选择这些模块相当好。如果对无线了解越少，则选择模块方法更佳。

　　第五步：天线

　　不要忘记还有天线，天线是所有无线设备中的关键机械部件。实际上，一开始就要把天线考虑在内，因为应用能否成功取决于它。

　　第六步：符合FCC

　　要为"联邦通讯委员会(FCC)"测试作准备。无线设备已经设计好之后，需要得到FCC的使用和销售认可。FCC要求产品能达到设备所属分类已有辐射限值的认证。此外，所有有意辐射体都必须有完整FCC证书。

　　自己可以对设备进行测试，但大多数公司将此分包给专门进行此类业务的机构来完成。在Yahoo或Google里输入"FCC testing"就能找到几十家。要确认预算中包括了这项服务费用。

　　估算信号强度和路径损耗

　　可以采用一些基本公式，对距离、功率及其它一些链路性能作初步估算。基本公式为：

Pr=(PtGtGrλ2) / (16π2d2) ；其中Pr为接收功