在工業(yè)通信領(lǐng)域，RS485總線基于差分信號(hào)傳輸原理，是一種物理層串行通信標(biāo)準(zhǔn)，具備著抗干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高（10Mbps@短距）、傳輸距離遠(yuǎn)（100kbps@1200m）及支持多點(diǎn)通信等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)該標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的總線型網(wǎng)絡(luò)，不僅可在復(fù)雜噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的可靠通信，還能通過(guò)單總線拓?fù)涓咝нB接數(shù)十個(gè)節(jié)點(diǎn)，顯著降低布線復(fù)雜度與成本。

然而，RS485總線亦存在著可擴(kuò)展性受限（設(shè)備節(jié)點(diǎn)存在上限）和故障排查困難（總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）等劣勢(shì)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，越來(lái)越多的企業(yè)開始探索采用Sub-GHz無(wú)線通信方案替代有線通信方案，這不僅能有效節(jié)省布線施工成本，還能極大地提升工業(yè)控制系統(tǒng)的靈活性。

那么，Sub-GHz無(wú)線通信能否“無(wú)感”替代RS485總線通信呢？

Sub-GHz無(wú)線通信，破局有線桎梏

Sub-GHz是指頻率低于1GHz（如315MHz、433MHz、868MHz、915MHz等）的無(wú)線通信頻段，通過(guò)窄帶傳輸和高效調(diào)制技術(shù)，在該頻段下進(jìn)行設(shè)備間的無(wú)線通信可有效降低信號(hào)傳輸功耗、延長(zhǎng)信號(hào)傳播距離并提升網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)容量，擺脫傳統(tǒng)有線通信的“線纜束縛”，破解工業(yè)場(chǎng)景中設(shè)備密集部署、移動(dòng)化作業(yè)與超低功耗運(yùn)行的三大核心瓶頸。

RS485總線通信轉(zhuǎn)無(wú)線通信方案示意圖

如上圖所示，通過(guò)部署Sub-GHz無(wú)線收發(fā)模塊替代原有RS-485總線網(wǎng)絡(luò)，不僅可以消除傳統(tǒng)有線通信的布線需求，降低建設(shè)成本，還可支持星型拓?fù)渑c網(wǎng)狀拓?fù)涞冉M網(wǎng)方案，在增加設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)時(shí)無(wú)需再次施工布線。同時(shí)，在確保RS485設(shè)備與Sub-GHz無(wú)線收發(fā)模塊接口、協(xié)議兼容的條件下，原有的RS-485總線網(wǎng)絡(luò)亦可通過(guò)外接無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行無(wú)線化改造。

值得一提的是，在實(shí)時(shí)性要求嚴(yán)苛（如工業(yè)控制毫秒級(jí)響應(yīng)）、高速率傳輸與強(qiáng)干擾環(huán)境等工業(yè)通信場(chǎng)景中，RS485總線通信仍然存在著Sub-GHz無(wú)線通信所不能取代的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。而在設(shè)備移動(dòng)性需求高、環(huán)境布線困難與臨時(shí)施工等工業(yè)通信場(chǎng)景中，Sub-GHz無(wú)線通信比RS485總線通信更具應(yīng)用潛力。

RFM380F64，解鎖工業(yè)通信的無(wú)線潛力

在實(shí)際部署Sub-GHz無(wú)線通信方案時(shí)，如何選擇一款兼具協(xié)議兼容性與工業(yè)級(jí)可靠性的硬件載體，是實(shí)現(xiàn)對(duì)有線通信“無(wú)感”替代的關(guān)鍵一步。該硬件需通過(guò)高性能射頻收發(fā)和低功耗設(shè)計(jì)來(lái)應(yīng)對(duì)工業(yè)通信場(chǎng)景對(duì)靈活性和成本的挑戰(zhàn)。

例如，華普微自主研發(fā)的RFM380F64就是一款集成ARM Cortex-M0 32位CPU內(nèi)核和一顆超低功耗射頻收發(fā)器、超低功耗、高靈敏度、遠(yuǎn)距離通訊、高性價(jià)比的Sub-GHz SoC射頻收發(fā)模塊。

RFM380F64集成了豐富的外設(shè)，支持標(biāo)準(zhǔn)的UART、I2C和SPI接口，提供多個(gè)通用IO，支持內(nèi)部快頻RC震蕩、內(nèi)部慢頻R 震蕩和32.768 kHz外部晶體振蕩器，支持多種數(shù)據(jù)包格式及編解碼方式、最多64-byte Tx/Rx FIFO、功能豐富的射頻GPIO、多種低功耗運(yùn)行模式和快速啟動(dòng)機(jī)制、高精度RSSI、手動(dòng)快速跳頻和多通道輸入12位高速ADC。

RFM380F64的發(fā)射電流為74mA @+20dBm-434MHz-GFSK，接收電流為12mA @434MHz-GFSK，深度睡眠電流≤2.5uA。RFM380F64還具備超強(qiáng)抗干擾能力，適合復(fù)雜干擾環(huán)境的情景使用，可工作在434MHz、868MHz、915MHz三個(gè)頻段上，并支持0.5-300kbps的數(shù)據(jù)速率，是有效替代RS-485總線通信的模塊之一。

展望未來(lái)，無(wú)線通信將與有線通信在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)中形成互補(bǔ)格局。RS485總線通信將繼續(xù)在非移動(dòng)性設(shè)備、強(qiáng)實(shí)時(shí)、高速率及極端干擾環(huán)境中扮演關(guān)鍵角色；而Sub-GHz無(wú)線技術(shù)則將更廣泛地解鎖設(shè)備移動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)彈性擴(kuò)展和超低功耗運(yùn)行的價(jià)值，逐步覆蓋RS485總線通信所力所不及的領(lǐng)域。