国产ChirpIoT™扩频技术原理以及模块应用详解

国产ChirpIoT™扩频技术原理以及模块应用详解

ChirpIoT™是一种独特的调制技术，由磐启微电子于2020年发布。该技术基于雷达等线性扩频信号的深入研究，通过改进线性扩频信号，实现了远距离传输的无线通信技术。与传统的FSK、OOK、MSK等无线通信方式相比，在相同功率和通信速率条件下，ChirpIoT™技术可将通信距离扩大3-5倍。

ChirpIoT™扩频技术基本原理

扩频技术是一种通过扩展信号带宽来提高通信系统抗干扰能力和可靠性的技术。常见的扩频技术包括直接序列扩频（DSSS）和线性调频扩频（CSS）。其中，CSS通过改变信号频率随时间的线性变化来实现扩频，形成“啁啾”（chirp）信号。这种信号具有良好的抗干扰能力和多径效应抵抗能力，非常适合在复杂环境中进行远距离通信。

ChirpIoT™技术特点

1. 远距离通信：ChirpIoT™技术利用CSS的扩频特性，可以在低信噪比（SNR）条件下进行可靠的数据传输，适用于广域物联网（WAN IoT）应用。
2. 低功耗：ChirpIoT™技术设计为低功耗通信，适合电池供电的物联网设备。低功耗特性使得ChirpIoT™设备能够长时间运行，无需频繁更换电池。
3. 高可靠性：CSS信号具有良好的抗干扰能力和多径效应抵抗能力，ChirpIoT™技术还支持纠错编码，进一步提高了数据传输的可靠性。
4. 灵活性和可扩展性：ChirpIoT™技术支持多种频段和数据速率，可以根据具体应用需求进行调整，适用于各种物联网应用场景。

ChirpIoT™扩频技术工作机制

1. 信号生成：ChirpIoT™技术通过生成线性调频（chirp）信号来实现扩频。chirp信号的频率在一定范围内线性增加或减少，形成一个周期性的频率变化。
2. 数据调制：数据调制是将待传输的数据映射到chirp信号的频率变化上。ChirpIoT™技术通常采用频移键控（FSK）或相位键控（PSK）等调制方式，将数据嵌入到chirp信号中。
3. 信号传输：调制后的chirp信号通过无线信道进行传输。由于chirp信号具有扩频特性，其带宽比原始数据带宽要宽得多，从而提高了抗干扰能力和可靠性。
4. 信号接收和解调：接收端接收到chirp信号后，通过解调过程将chirp信号还原为原始数据。解调过程包括频率解调和数据解码，通常采用相关检测和匹配滤波等技术来提高解调精度和可靠性。

ChirpIoT™技术模块方案应用

成都亿佰特电子科技有限公司基于磐启微电子PAN3031、PAN3060两种不同芯片方案，研发出工作在410.125～493.125MHz频段的超小尺寸ChirpIoT™扩频模块无线串口模组。这些模块具有远距离通信、低功耗、高可靠性和灵活性等特点。

ChirpIoT™扩频模块的物联网应用案例

1. 智能城市：ChirpIoT™技术可以用于智能城市中的各种应用，如智能照明、智能停车、环境监测等。其远距离、低功耗和高可靠性特性使得ChirpIoT™非常适合这些需要广域覆盖和长时间运行的应用。
2. 农业物联网：在农业物联网中，ChirpIoT™技术可以用于土壤湿度监测、气象站数据采集、牲畜跟踪等应用。其远距离通信能力使得ChirpIoT™能够覆盖广阔的农田和牧场。
3. 工业物联网：ChirpIoT™技术在工业物联网中的应用包括设备监控、资产跟踪、环境监测等。其高可靠性和抗干扰能力使得ChirpIoT™能够在复杂的工业环境中稳定运行。

总结来说，ChirpIoT™扩频技术通过利用线性调频扩频（CSS）实现远距离、低功耗和高可靠性的无线通信，ChirpIoT™扩频模块适用于各种物联网应用场景。随着ChirpIoT™技术的不断发展和应用的推广，ChirpIoT™扩频模块有望在未来的物联网领域发挥重要作用。