為功耗敏感和電池供電型應(yīng)用設(shè)計無線解決方案的開發(fā)人員必須關(guān)注無線IC的待機電流、低功耗模式和喚醒時間。例如，Sub-GHz頻段收發(fā)器就是這些應(yīng)用的理想選擇，因為這些節(jié)能型無線設(shè)備在待機模式下僅消耗40nA電流，且保持內(nèi)存數(shù)據(jù)不丟失，而從待機/休眠模式切換到接收模式僅需要440?s。此外，自治特性(如占空比循環(huán)模式)進(jìn)一步降低了平均接收電流消耗，在間歇性工作的系統(tǒng)中尤為如此。在這種情況下，基于片內(nèi)集成的可編程的32KHz休眠時鐘，無線電自動從休眠中喚醒并進(jìn)入接收模式。無線電會根據(jù)前導(dǎo)碼檢測和接收信號強度指示來評估信道數(shù)據(jù)的有效性，僅僅在接收到有效數(shù)據(jù)包才去喚醒主機MCU。如果沒有有效數(shù)據(jù)包，無線電自動返回到休眠模式，不會中斷和激活主機MCU。

在采用占空比循環(huán)模式中，三個主要因素決定了電流消耗：睡眠模式轉(zhuǎn)變到接收模式所消耗的能量、評估信道數(shù)據(jù)包有效性所需的時間，以及休眠模式電流。Sub-GHz頻段收發(fā)器的前導(dǎo)碼感應(yīng)模式極大地減少了信道訪問時間，并且不會降低靈敏度，同時顯著降低了平均接收電流。這些無線電收發(fā)器僅需要8位前導(dǎo)碼就能判斷前導(dǎo)符的有效性，而其他傳統(tǒng)Sub-GHz收發(fā)器則需要32位。平均接收電流的改善更有利于擁有較長前導(dǎo)符長度和較低數(shù)據(jù)速率的情形。在這些Sub-GHz收發(fā)器中，功率放大器PA消耗最大的電流，因此高效的PA設(shè)計也是獲得長電池壽命的關(guān)鍵。Sub-GHz頻段芯片集成了高效的+20dBmPA，能耗僅為85mA，比其它解決方案相比低40mA，且在+10dBm輸出功率時，PA消耗僅為18mA，因此可用紐扣電池進(jìn)行供電。

隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能電表、家庭自動化設(shè)施和可穿戴產(chǎn)品的爆炸性增長，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)一詞已家喻戶曉。IoT涵蓋了遠(yuǎn)距離戶外網(wǎng)絡(luò)(如智能電網(wǎng)和市政照明)和短距離室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)(如家居互聯(lián)和住宅安全系統(tǒng))。許多公司已經(jīng)為IoT市場推出了眾多的創(chuàng)新型解決方案，并能提供安全狀態(tài)檢測等便利化的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)架構(gòu)通常由大量的無線節(jié)點構(gòu)成，從簡單的遙控設(shè)備到帶有可連接互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的復(fù)雜無線網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)也能夠提供本地化的系統(tǒng)智能和云服務(wù)，如圖1所示。在本文中，將以智能家居系統(tǒng)為例，重點討論目前廣泛使用的Sub-GHz頻段低功耗、遠(yuǎn)距離無線互聯(lián)。

MCU和無線IC是IoT系統(tǒng)的主要組成部分，用于可連接設(shè)備應(yīng)用的MCU通常提供多種存儲選項和外設(shè)選項。如果沒有更多其它器件，那么無線IC(收發(fā)器、發(fā)射器和接收器)的選擇將與MCU同等重要而復(fù)雜。選擇大多數(shù)工作在免費公用頻段的Sub-GHz器件，還是基于ZigBee、Bluetooth Smart或Wi-Fi等標(biāo)準(zhǔn)的2.4GHz器件，是需要仔細(xì)考慮的問題。當(dāng)為給定的IoT應(yīng)用選擇合適的無線協(xié)議時，沒有“一刀切”的解決方案。每一種無線選項都有其自身的優(yōu)缺點，具體的應(yīng)用需求(如網(wǎng)關(guān)或電池供電的終端節(jié)點)將決定互聯(lián)技術(shù)的選擇.

在那些要求能效高、電池壽命長(如要求電池使用壽命達(dá)5-15年)，并且傳輸距離遠(yuǎn)的應(yīng)用中，Sub-GHz私有協(xié)議和開放式ZigBee標(biāo)準(zhǔn)是最常用的無線協(xié)議。Bluetooth適用于無需額外無線基礎(chǔ)設(shè)施的智能手機和平板電腦，可提供短距離、點對點連接。Wi-Fi是重視帶寬型應(yīng)用(如視頻流和無線熱點連接)最常采用的無線協(xié)議。Sub-GHz頻段非常適合長距離、低功耗、低速率的應(yīng)用(如煙感、門窗傳感器)和室外系統(tǒng)(如氣象臺、智能電表和資產(chǎn)跟蹤器)。

Sub-GHz技術(shù)是需要長距離和低功耗的無線應(yīng)用的理想選擇。窄帶傳輸能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)竭h(yuǎn)處的集中器，通常可以到幾英里遠(yuǎn)，而中間不需要接力傳輸。這種長距離傳輸能力減少了對于多個昂貴基站或中繼器的需求。專利型Sub-GHz協(xié)議允許開發(fā)者根據(jù)特定的需求優(yōu)化無線解決方案，不需要遵守可能給網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)帶來限制的標(biāo)準(zhǔn)。雖然許多現(xiàn)有的Sub-GHz網(wǎng)絡(luò)采用專利協(xié)議，但是業(yè)內(nèi)正在逐步向基于標(biāo)準(zhǔn)的、互操作的系統(tǒng)遷移。例如，IEEE802.15.4g標(biāo)準(zhǔn)正在向全球普及，獲得了多個工業(yè)協(xié)會(如Wi-SUN和ZigBee)的采用。在任何標(biāo)準(zhǔn)中，通常都有強制和可選的規(guī)格，提前確定適當(dāng)?shù)膮?shù)有助于設(shè)備的選擇。