Le tecnologie Wi-Fi e Bluetooth guidano lo sviluppo delle applicazioni per smart home e IoT

Negli ultimi anni, Wi-Fi e Bluetooth sono due delle tecnologie cruciali nel favorire l'adozione di dispositivi smart home e IoT. La tecnologia Wi-Fi è ben nota per la sua elevata velocità di trasmissione e ampio raggio d’azione, fornendo una soluzione di connettività affidabile per vari dispositivi nelle case intelligenti. Nel frattempo, le tecnologie Bluetooth sono conosciute per il loro basso consumo energetico e per la comunicazione a breve distanza, ideale per connettere smartphone, dispositivi indossabili, così come alcuni piccoli sensori e tracker per la salute. Questo articolo esplorerà le ultime tendenze nello sviluppo delle tecnologie Wi-Fi e Bluetooth per applicazioni smart home e IoT, insieme alle soluzioni correlate offerte da Murata.

Le caratteristiche applicative del Wi-Fi e del Bluetooth nella casa intelligente e nell'IoT

Le tecnologie Wi-Fi e Bluetooth giocano ruoli importanti nelle applicazioni per case smart e IoT. Entrambe sono tecnologie di comunicazione wireless, ma hanno scenari di applicazione e caratteristiche diversi. Nelle applicazioni per case smart e IoT, la tecnologia Wi-Fi o Bluetooth viene scelta in base a requisiti specifici e alle caratteristiche dei dispositivi, a volte utilizzate anche insieme per ottenere una connettività e un controllo completi.   La tecnologia Wi-Fi è comunemente utilizzata per connettere vari dispositivi intelligenti nelle case, come altoparlanti smart, illuminazione smart e prese intelligenti. Il Wi-Fi offre una portata di comunicazione più lunga e velocità di trasmissione più elevate, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono trasferimenti di dati su larga scala e connessioni ad alta velocità. Tuttavia, il Wi-Fi consuma relativamente più energia, quindi potrebbe non essere ideale per dispositivi alimentati a batteria. La tecnologia Bluetooth, invece, è tipicamente utilizzata per connettere smartphone, tablet e dispositivi indossabili come cuffie Bluetooth e smartwatch. Nelle case smart, il Bluetooth viene anche comunemente utilizzato per connettere dispositivi più piccoli come termometri e tracker di salute, grazie alla sua portata di comunicazione più breve e al basso consumo energetico.

Le tecnologie Wi-Fi e Bluetooth continuano a svilupparsi e a completarsi a vicenda

Le tecnologie Wi-Fi e Bluetooth sono in continua evoluzione per soddisfare le esigenze delle applicazioni aggiornate. Gli sviluppi più recenti si concentrano principalmente sul miglioramento delle velocità di trasmissione, sulla riduzione del consumo energetico, sull'ampliamento della portata di comunicazione e sul miglior supporto all'interoperabilità per le applicazioni IoT. La generazione attuale di Wi-Fi 6E è una versione estesa del Wi-Fi 6 che utilizza lo spettro wireless a 6 GHz, fornendo una gamma di frequenza più ampia e riducendo le interferenze, migliorando ulteriormente le prestazioni e la capacità della rete wireless.   La nuova generazione di Bluetooth 5.x offre velocità di trasmissione più elevate, portate di comunicazione più lunghe e un consumo energetico inferiore, rendendo la tecnologia Bluetooth più flessibile e pratica nelle applicazioni IoT e per la casa intelligente. Il Bluetooth 5.x ha introdotto le funzionalità LE Audio, supportando l'audio multi-punto e migliorando la qualità audio, ampliando ulteriormente le tecnologie Bluetooth nella trasmissione e connettività audio.

Modulo Wi-Fi e Bluetooth altamente integrato e di dimensioni compatte di Murata

Il modulo Wi-Fi® all-in-one integrato con Bluetooth di Murata consente la connettività diretta a Internet e ai dispositivi Bluetooth simultaneamente, rendendole le tecnologie wireless più flessibili per i prodotti IoT. Inoltre, offrono una varietà di moduli Wi-Fi e Bluetooth che supportano molteplici standard wireless come IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax per il Wi-Fi e gli standard Bluetooth 4.1/4.2/5.0/5.1/5.2/5.3. Le interfacce del processore host includono SDIO o PCIe per applicazioni ad alta velocità con solo un modulo radio, e UART con moduli MCU integrati per applicazioni moderate, oltre all'interfaccia Bluetooth tramite UART per soddisfare le diverse esigenze dell'IoT e delle case smart. Tutti i moduli di Murata sono certificati FCC/IC come riferimento, offrendo una riduzione significativa del tempo di commercializzazione dei prodotti evitando gli sforzi di certificazione in più Paesi.

Tipo 2EL

Il Murata Type 2EL è un modulo di piccole dimensioni ad alte prestazioni basato sul chipset NXP IW612, che supporta Wi-Fi® 802.11a/b/g/n/ac/ax, Bluetooth 5.3 BR/EDR/LE e 802.15.4 compatibile con Thread. Supporta velocità dati PHY fino a 601 Mbps sul Wi-Fi® e 2 Mbps sul Bluetooth. La sezione WLAN supporta l'interfaccia SDIO v3.0 DDR50, mentre la sezione Bluetooth supporta l'interfaccia UART a 4 fili ad alta velocità e PCM per i dati audio.   Il modulo Type 2EL presenta una notevole forma di piccole dimensioni schermata, facilitando l'integrazione in applicazioni sensibili alle dimensioni e al consumo energetico, come IoT, sistemi wireless portatili e gateway. Il modulo Type 2EL funziona in un intervallo di temperatura compreso tra -40°C e 85°C, con dimensioni di soli 8.8 x 7.7 x 1.3 mm e un peso di appena 0.22 grammi. Supporta il Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 3 e adotta la tecnologia di montaggio superficiale, rispettando gli standard RoHS.

Tipo 2EA

D'altra parte, il modulo Murata Type 2EA è un dispositivo ad alte prestazioni di dimensioni ridotte basato sul chipset Infineon CYW55573, che supporta Wi-Fi® 802.11a/b/g/n/ac/ax 2×2 MIMO e Bluetooth 5.3 BR/EDR/LE. Supporta velocità di trasferimento dati PHY fino a 1,2 Gbps su Wi-Fi®, 3 Mbps di velocità PHY su Bluetooth Legacy (EDR) e 2 Mbps di velocità PHY su Bluetooth Low Energy (BLE). La sezione WLAN supporta interfacce PCIe v3.0 Gen 2 e SDIO 3.0, mentre il Bluetooth supporta un'interfaccia UART a 4 fili ad alta velocità e PCM per i dati audio. Questo è cruciale per fornire capacità ad alte prestazioni in grado di soddisfare i requisiti IoT ed è adatto per IoT industriali, case intelligenti, streaming video/audio, occhiali xR (AR/VR) e gateway.   Il modulo Type 2EA presenta un fattore di forma estremamente compatto, facilitando l'integrazione in applicazioni sensibili alle dimensioni e al consumo energetico, come IoT, sistemi wireless portatili e gateway. Il modulo supporta interfacce Bluetooth HCI UART, PCM e I2S e può operare in un intervallo di temperatura compreso tra -40°C e 85°C, con dimensioni di 12,5 x 9,4 x 1,2 mm e un peso di soli 360 mg.

Tipo 1YN

Il Murata Type 1YN è un modulo di piccole dimensioni ad alto valore basato sul chipset Infineon CYW43439, che supporta Wi-Fi® 802.11b/g/n e Bluetooth 5.2 BR/EDR/LE. Supporta velocità dati PHY fino a 65 Mbps su Wi-Fi® e fino a 3 Mbps su Bluetooth. La sezione WLAN supporta l'interfaccia SDIO v2.0, mentre la sezione Bluetooth supporta l'interfaccia UART a 4 fili ad alta velocità e PCM per dati audio.   Il modulo Type 1YN è integrato con clock di riferimento e indirizzi MAC/BD e può operare in un intervallo di temperatura compreso tra -40°C e 85°C. Con dimensioni di 6,95 x 5,15 x 1,1 mm, supporta MSL 3 e adotta la tecnologia di montaggio superficiale, conformandosi agli standard RoHS. Supporta NXP i.MX Linux e FreeRTOS, oltre alle piattaforme di sviluppo Infineon WICED.

Bluetooth ultra-low power, di piccole dimensioni e sicuro da Murata

Il Bluetooth può connettersi direttamente a smartphone, tablet e laptop con un consumo di corrente molto basso, rendendolo la tecnologia wireless più comune per i prodotti IoT alimentati a batteria. Murata offre vari moduli Bluetooth certificati da Bluetooth SIG, compatibili con la comunicazione Bluetooth 4.1/4.2/5.0 BR/EDR/LE. I dispositivi a doppia modalità sono compatibili sia con il Bluetooth Classico (BR/EDR) sia con il Bluetooth Low Energy (BLE). Applicazioni di piccole dimensioni possono essere eseguite su moduli con stack host Bluetooth e possono connettersi ai processori tramite interfacce UART o SPI.

Tipo 2EG

Il modello Type 2EG di Murata è un modulo wireless Bluetooth Low Energy 5.2 ultra-low-power, ultra-compatto e sicuro, adatto per dispositivi edge IoT in applicazioni industriali e medicali. Il Type 2EG adotta il SoC wireless RSL15 di onsemi, dotato di un core MCU Arm Cortex-M33 a 48 MHz con 80kB di RAM (inclusi 64kB di RAM per l’utente) e memoria flash da 512kB. Supporta le interfacce UART, QSPI, SPI, GPIO, ADC, DAC, PWM, I2C, oltre al sottosistema di sicurezza Arm CryptoCell 312, certificato dagli enti regolatori FCC/IC, ETSI e MIC (Giappone).   Il Type 2EG è caratterizzato da un potente core MCU progettato per applicazioni degli utenti, un consumo energetico ultra-basso e una piattaforma di sicurezza per reti IoT integrata, insieme a una ricca gamma di interfacce periferiche, il tutto racchiuso in un formato estremamente compatto. Offre opzioni sia per antenne integrate che esterne.   Il Bluetooth v5.2 presente nel modello 2EG garantisce una maggiore capacità di throughput, una capacità di trasmissione migliorata e un algoritmo avanzato di coesistenza dei canali (SCA) per soddisfare requisiti di lunga portata e prossimità. Ha dimensioni di 7,4 x 7,0 x 1,0 mm (massimo), utilizzando un package LGA con antenna PCB integrata e un'antenna opzionale con pad a pin per uso esterno. Può raggiungere una potenza di trasmissione massima di 6 dBm e ha una sensibilità del ricevitore di -96 dBm @ 1 Mbps. Con un consumo energetico ultra-basso, assorbe 4,3 mA @ 0 dBm durante la trasmissione e 2,7 mA @ 1 Mbps durante la ricezione. Supporta la modalità sleep con un consumo energetico di 36 nA @ 3V VBAT.

Conclusione

Il continuo sviluppo ed evoluzione delle tecnologie Wi-Fi e Bluetooth nelle applicazioni per la casa intelligente e l'IoT hanno portato maggiore convenienza e possibilità per una vita più intelligente. La trasmissione ad alta velocità e la vasta copertura della tecnologia Wi-Fi permettono ai dispositivi smart di connettersi rapidamente e di raggiungere l'interoperabilità, offrendo agli utenti un'esperienza domestica più intelligenza. Allo stesso tempo, le caratteristiche di basso consumo energetico e comunicazione a breve distanza della tecnologia Bluetooth consentono ai dispositivi di comunicare tra loro in modo più efficiente, realizzando funzioni di controllo e monitoraggio intelligenti per i dispositivi della casa intelligente. I moduli Wi-Fi e Bluetooth altamente integrati sviluppati da Murata sono pronti a accelerare lo sviluppo dei dispositivi per la casa intelligente e l'IoT, rendendoli degni di ulteriori esplorazioni e adozioni.