根據IEEE規定，一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設備的基本定義可歸納為任何被分配了IP地址、并且能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳送數據的物體。因此物聯(lián)網(wǎng)設備可以是任何東西。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)設備范圍非常廣泛，從低成本的消費類(lèi)小物件（比如具有藍牙功能的5美元鑰匙尋找器），到用于醫療、制造、交通運輸和公用事業(yè)的非常先進(jìn)的復雜傳感器網(wǎng)絡(luò )。大多數（并不是所有的）物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品都有某種無(wú)線(xiàn)功能，對許多設計師來(lái)說(shuō)，RF元件可能是個(gè)絆腳石，一些工程師也不把無(wú)線(xiàn)和EMI測試當回事。

 

因此對物聯(lián)網(wǎng)以及對物聯(lián)網(wǎng)設計師來(lái)說(shuō)意味著(zhù)什么尚沒(méi)有確切的定義。即使IEEE在上面提到的白皮書(shū)中也表示定義“很模糊”。開(kāi)發(fā)藍牙遙控鑰匙的工程師與設計工業(yè)級傳感器或救生醫療設備的工程師面臨的挑戰是完全不同的。同樣，他們還面臨著(zhù)完全不同的測試與測量挑戰。

 

 

在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中我們經(jīng)常聽(tīng)到的一個(gè)問(wèn)題是射頻測試是否有必要做。對于許多低端項目而言，測試經(jīng)常被認為是低優(yōu)先級的，因為設計師采用了預先經(jīng)過(guò)認證的無(wú)線(xiàn)模塊，并且交貨期緊，需要滿(mǎn)足很短的上市時(shí)間要求。能夠完成測試任務(wù)的測試設備成本也是一個(gè)重要因素。新創(chuàng )企業(yè)或小微企業(yè)一般也沒(méi)有財力去購買(mǎi)矢量信號分析儀或頻譜分析儀。

 

另外一個(gè)障礙是缺少專(zhuān)業(yè)知識去做射頻測試，從而催生出一些有趣的變通方法。

 

我最近碰到一個(gè)開(kāi)發(fā)團隊，他們要在航空粉塵計數器中集成WLAN功能。他們選用了一種經(jīng)過(guò)預先認證的WLAN模塊，整個(gè)項目看起來(lái)幾乎就是一個(gè)軟件項目。當軟件快要完成時(shí)，他們所做的測試就是看看計數器與從店里買(mǎi)來(lái)的Wi-Fi路由器在不同距離時(shí)的Wi-Fi速度。也許用這種方式能夠了解到某些性能，但與真正的表征和優(yōu)化有著(zhù)很大的差距。

 

如上例所述的那樣，你可以將無(wú)線(xiàn)模塊集成進(jìn)新的或現有的設計中來(lái)實(shí)現還過(guò)得去的功能。對于廉價(jià)的消費級產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這種方法是行得通的——如果你缺乏射頻專(zhuān)業(yè)知識和測試設備的話(huà)這種方法更是合適了。這種方法假設所有事情都按預設的進(jìn)行，與供應商的聲明并無(wú)二致。

 

在實(shí)際的電子工程領(lǐng)域中事情都是這樣演進(jìn)的嗎？

 

這種隨意性的測試方法并不適合工業(yè)級或醫療設備，特別是涉及關(guān)鍵任務(wù)/生命或者需要安裝在遠程或難以接觸的地方的設備。在這種情況下必須做徹底全面的測試。

 

在測試和提高可靠性與性能之間有很強的關(guān)系，即使是使用預先認證過(guò)的元件也是這樣，因為在這些元件集成進(jìn)最終產(chǎn)品之后其射頻環(huán)境會(huì )有很大的變化。使用預先認證的模塊加上定制天線(xiàn)可能無(wú)法提供最佳的功率傳送，不過(guò)使用矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀優(yōu)化后會(huì )有明顯改進(jìn)。測量和優(yōu)化直流電源效率對可穿戴設備和其它電池供電設備來(lái)說(shuō)是關(guān)鍵。

 

測試還有助于你深入發(fā)現問(wèn)題，并讓基本功能正常工作。最近我遇到的一家公司遇到了藍牙配對問(wèn)題，嘗試了好幾種價(jià)值不菲的測試設備去測試收發(fā)器。最后在一位朋友的提醒下使用一款USB頻譜分析儀捕捉到了空中數據。借助分析軟件解調空中傳送的這些數據包，他們很快找到了問(wèn)題的根源。

 

使用預先認證的射頻模塊，并不會(huì )免除對電磁干擾/電磁兼容標準的一致性測試要求。許多物聯(lián)網(wǎng)設計團隊認為EMI測試只是一種形式。遺憾的是，這種假設基本不成立：EMI測試費用和重復的電路板返工會(huì )使成本快速上升。

 

最近據一家中國測試公司透露，他們測試過(guò)的產(chǎn)品中90%都沒(méi)有通過(guò)第一次測試。鑒于EMI的一致性測試費用從5000到50000美元不等，因此建議預先做一致性測試是絕對合理的。

 

圖：在將產(chǎn)品帶到測試實(shí)驗室之前，預先做一致性電磁干擾測試可以節省時(shí)間和金錢(qián)，還能解決棘手的問(wèn)題。

 

物聯(lián)網(wǎng)設備的興起正在改變射頻測試格局。測試通常要么執行的很快，要么就通不過(guò)。遺憾的是，那些沒(méi)通過(guò)的產(chǎn)品可能很難最終滿(mǎn)足標準要求。對于測試與測量行業(yè)的人來(lái)說(shuō)，他們認為需要集中于提供功能更強、成本更低的儀器，并且能夠處理諸如評估無(wú)線(xiàn)模塊、基本調試、性能優(yōu)化和電磁干擾預先一致性測試等項目。他們還需要繼續提高可用性，使得即便是射頻新手也能獲得有價(jià)值的信息。EMI預先一致性測試和RF標準一致性測試需要實(shí)現自動(dòng)化，并做到有矩可循。

 

本文轉載自《電子技術(shù)設計》。