ChirpIoT是磐啟微電子于2020年發(fā)布的一種全新調(diào)制解調(diào)技術(shù)，2022年磐啟微公布了應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)協(xié)議ChirpLAN。ChirpIoT技術(shù)是基于磐啟多年對(duì)雷達(dá)等線性擴(kuò)頻信號(hào)的深入研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)線性擴(kuò)頻信號(hào)的變化改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊环N無(wú)線通信技術(shù)。

ChirpIoT技術(shù)的最大特點(diǎn)就是在相同功率、相同通信速率條件下，比FSK、OOK、MSK等傳統(tǒng)的其他無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn)，使得通信距離比傳統(tǒng)的無(wú)線射頻通信距離擴(kuò)大3-5倍。

基本原理

擴(kuò)頻技術(shù)：擴(kuò)頻技術(shù)是一種通過(guò)擴(kuò)展信號(hào)帶寬來(lái)提高通信系統(tǒng)抗干擾能力和可靠性的技術(shù)。常見(jiàn)的擴(kuò)頻技術(shù)包括直接序列擴(kuò)頻（DSSS）和線性調(diào)頻擴(kuò)頻（CSS）。

線性調(diào)頻擴(kuò)頻（CSS）：CSS是一種通過(guò)改變信號(hào)頻率隨時(shí)間的線性變化來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻的技術(shù)。具體來(lái)說(shuō)，CSS信號(hào)的頻率在一定范圍內(nèi)線性增加或減少，形成“啁啾”（chirp）信號(hào)。Chirp信號(hào)具有良好的抗干擾能力和多徑效應(yīng)抵抗能力，非常適合在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。

技術(shù)特點(diǎn)

遠(yuǎn)距離通信：ChirpIoT技術(shù)利用CSS的擴(kuò)頻特性，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。通過(guò)擴(kuò)展信號(hào)帶寬，ChirpIoT能夠在低信噪比（SNR）條件下進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，適用于廣域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

低功耗：ChirpIoT技術(shù)設(shè)計(jì)為低功耗通信，適合電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。低功耗特性使得ChirpIoT設(shè)備能夠長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，無(wú)需頻繁更換電池。

高可靠性：CSS信號(hào)具有良好的抗干擾能力和多徑效應(yīng)抵抗能力，使得ChirpIoT技術(shù)在復(fù)雜環(huán)境中也能保持高可靠性。ChirpIoT技術(shù)還支持糾錯(cuò)編碼，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

靈活性和可擴(kuò)展性：ChirpIoT技術(shù)支持多種頻段和數(shù)據(jù)速率，可以根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整。其靈活性和可擴(kuò)展性使得ChirpIoT適用于各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。

ChirpLAN 與 LoRaWAN

ChirpLAN是基于ChirpIoT技術(shù)延伸的開源的P2P或星型無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，LoRaWAN是基于LoRa技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，它們都屬于低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）技術(shù)，ChirpLAN與LoRaWAN類似，具有通信安全，組網(wǎng)方便，低功耗和遠(yuǎn)距離通信等特點(diǎn)，主要用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

ChirpLAN遵循Apache 2.0協(xié)議，協(xié)議代碼和規(guī)范完全開源，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建方式靈活多樣，既可以支持組網(wǎng)也可以支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。ChirpLAN的輕量級(jí)配置（code<15KB，SRAM<4KB）以及多種的功耗配置能夠適配各種功耗和實(shí)時(shí)性要求不同的場(chǎng)景。LoRaWAN有成熟的生態(tài)系統(tǒng)和支持，ChirpLAN生態(tài)系統(tǒng)可能不如LoRaWAN成熟，但具有國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，可廣泛用于國(guó)內(nèi)各種應(yīng)用場(chǎng)景。

工作機(jī)制

信號(hào)生成：ChirpIoT技術(shù)通過(guò)生成線性調(diào)頻（chirp）信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻。chirp信號(hào)的頻率在一定范圍內(nèi)線性增加或減少，形成一個(gè)周期性的頻率變化。

chirp信號(hào)時(shí)域圖

數(shù)據(jù)調(diào)制：數(shù)據(jù)調(diào)制是將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)映射到chirp信號(hào)的頻率變化上。ChirpIoT技術(shù)通常采用頻移鍵控（FSK）或相位鍵控（PSK）等調(diào)制方式，將數(shù)據(jù)嵌入到chirp信號(hào)中。

信號(hào)傳輸：調(diào)制后的chirp信號(hào)通過(guò)無(wú)線信道進(jìn)行傳輸。由于chirp信號(hào)具有擴(kuò)頻特性，其帶寬比原始數(shù)據(jù)帶寬要寬得多，從而提高了抗干擾能力和可靠性。

信號(hào)接收和解調(diào)：接收端接收到chirp信號(hào)后，通過(guò)解調(diào)過(guò)程將chirp信號(hào)還原為原始數(shù)據(jù)。解調(diào)過(guò)程包括頻率解調(diào)和數(shù)據(jù)解碼，通常采用相關(guān)檢測(cè)和匹配濾波等技術(shù)來(lái)提高解調(diào)精度和可靠性。

方案應(yīng)用

成都億佰特電子科技有限公司根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展所需，基于磐啟微電子PAN3031、PAN3060兩種不同芯片方案而研發(fā)出工作在410.125～493.125MHz頻段的無(wú)線串口模組。

應(yīng)用場(chǎng)景

智能城市：ChirpIoT技術(shù)可以用于智能城市中的各種應(yīng)用，如智能照明、智能停車、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。其遠(yuǎn)距離、低功耗和高可靠性特性使得ChirpIoT非常適合這些需要廣域覆蓋和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的應(yīng)用。

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，ChirpIoT技術(shù)可以用于土壤濕度監(jiān)測(cè)、氣象站數(shù)據(jù)采集、牲畜跟蹤等應(yīng)用。其遠(yuǎn)距離通信能力使得ChirpIoT能夠覆蓋廣闊的農(nóng)田和牧場(chǎng)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：ChirpIoT技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用包括設(shè)備監(jiān)控、資產(chǎn)跟蹤、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。其高可靠性和抗干擾能力使得ChirpIoT能夠在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

ChirpIoT擴(kuò)頻技術(shù)通過(guò)利用線性調(diào)頻擴(kuò)頻實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、低功耗和高可靠性的無(wú)線通信，適用于各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。其優(yōu)勢(shì)在于遠(yuǎn)距離通信、低功耗、高可靠性和靈活性，但也面臨頻譜資源和標(biāo)準(zhǔn)化等挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用的推廣，ChirpIoT技術(shù)有望在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。