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Wi-Fi模塊在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)介紹

時(shí)間:2019-02-20 09:19:33來(lái)源:不詳 作者:admin 點(diǎn)擊:
無(wú)處不在的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)依賴于無(wú)線連接,但是有許多無(wú)線選項(xiàng),并非每個(gè)設(shè)備都是IP可尋址的 - 這是物聯(lián)網(wǎng)的必備功能。更重要的是,RF設(shè)計(jì)本來(lái)就很困難。很少有公司具備實(shí)施
英特爾公司)

然而,在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí),更高的數(shù)據(jù)速率協(xié)議并不總是更可取。盡管802.11ac可以將其轉(zhuǎn)換為最高1.3 Gbps,但大多數(shù)嵌入式應(yīng)用程序(例如,機(jī)器到機(jī)器[M2M]數(shù)據(jù)和控制設(shè)備)都受到功率限制,并且可以以更低的數(shù)據(jù)速率運(yùn)行。

選擇Wi-Fi的另一個(gè)好理由是,在未來(lái)一年左右的時(shí)間內(nèi),技術(shù)升級(jí)將使其更加強(qiáng)大。例如,Wi-Fi聯(lián)盟最近宣布推出采用IEEE 802.11ah技術(shù)的產(chǎn)品的Wi-Fi HaLow(發(fā)音為“halo”)。 HaLow將Wi-Fi擴(kuò)展到900 MHz頻段,并提供了改進(jìn)的范圍 - 幾乎是當(dāng)今Wi-Fi的兩倍 - 可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)速率從150 Kbps到2.1 Mbps; IEEE 802.11ah還承諾提供低功耗特性,其用例主要用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),這是一種經(jīng)典的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

2月,在2016年國(guó)際固態(tài)電路會(huì)議(ISSCC)上,荷蘭霍爾斯特中心與比利時(shí)IMEC研究所合作,展示了一款HaLow發(fā)射機(jī)在亞GHz頻段上運(yùn)行Wi-Fi。該團(tuán)隊(duì)表示,當(dāng)提供0 dBm輸出功率并使用1 V電源供電時(shí),最大功耗為7.1 mW。與最先進(jìn)的802.11 OFDM收發(fā)器相比,功耗降低了10倍。

同樣正在開(kāi)發(fā)的是IEEE 802.11ai,它將提供快速初始鏈路設(shè)置(在更少的情況下實(shí)現(xiàn)安全鏈路設(shè)置)正在開(kāi)發(fā)以提供類似蜂窩的自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)體驗(yàn)。

模塊和開(kāi)發(fā)套件

RF工程可能是一項(xiàng)棘手的業(yè)務(wù),尤其是100 ms)和IEEE 802.11aq。對(duì)于該學(xué)科的新手。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),RF芯片供應(yīng)商正在提供模塊,開(kāi)發(fā)套件和參考設(shè)計(jì),使產(chǎn)品的無(wú)線連接更容易。

例如,Microchip使用由32位控制器驅(qū)動(dòng)的模塊提供物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件(DM990001)。它采用兩個(gè)Microchip組件,MRF24WG0MA/B預(yù)認(rèn)證Wi-Fi模塊,支持802.11b和802.11g,PIC32MX695F512H微控制器具有128 KB RAM和512 Kbits閃存。 PIC MCU具有80 MHz,105-DMIPS 32位內(nèi)核,帶有集成PHY的USB 2.0 On-The-Go(OTG)外設(shè),10/100以太網(wǎng)MAC和4個(gè)專用直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)(DMA)通道USB OTG和以太網(wǎng)。

入門(mén)套件由亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(AWS)提供支持,這是一個(gè)托管云平臺(tái),可讓連接的設(shè)備與云應(yīng)用程序安全地交互。使用AWS IoT應(yīng)用程序可以隨時(shí)跟蹤所有聯(lián)網(wǎng)設(shè)備并與之通信,即使它們未連接也是如此。

亞馬遜為其AWS IoT組建了Quickstart參考部署,其設(shè)計(jì)目的是展示該平臺(tái)的一些功能。如果您計(jì)劃將Amazon用作托管服務(wù)提供商,則AWS IoT會(huì)特別有用。它支持HTTP,Web瀏覽器和Web服務(wù)器的WebSockets,以及MQ遙測(cè)傳輸(MQTT),這是一種輕型通信協(xié)議,適用于小型傳感器和移動(dòng)設(shè)備,專門(mén)用于容忍間歇性連接,最大限度地減少設(shè)備上的代碼占用空間,并降低網(wǎng)絡(luò)帶寬要求。

德州儀器的CC3100MOD Wi-Fi模塊是一個(gè)完整的平臺(tái)解決方案,包括各種工具和軟件,示例應(yīng)用程序,用戶和編程指南以及參考設(shè)計(jì)(圖2)。它主要由公司的CC3100R11MRGC Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)處理器和電源管理子系統(tǒng)組成。作為公司SimpleLink Wi-Fi系列的一部分,CC3100MOD集成了Wi-Fi和Internet的所有協(xié)議,降低了主機(jī)MCU軟件的要求。它還包括所有必需的時(shí)鐘,SPI閃存,RF濾波器,晶體和無(wú)源器件。

Wi-Fi模塊在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)介紹

圖2:TI的CC3100MOD旨在簡(jiǎn)化互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施連接。它集成了Wi-Fi和互聯(lián)網(wǎng)的所有協(xié)議,大大降低了主機(jī)MCU軟件的要求。

CC3100MOD Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)處理器子系統(tǒng)包含802.11 b/g/n無(wú)線電,基帶和MAC有一個(gè)256位加密引擎,用于安全的Internet連接。它還包含一個(gè)專用的ARM MCU,可完全卸載主機(jī)MCU。電源管理子系統(tǒng)包括一個(gè)集成的DC-DC轉(zhuǎn)換器,支持各種電源電壓。它支持低功耗模式,例如采用RTC模式的休眠模式,僅需要大約7μA的電流。

在軟件方面,該模塊包括嵌入式TCP/IP和TLS/SSL安全堆棧,HTTP服務(wù)器和多個(gè)Internet協(xié)議。對(duì)于TCP客戶端應(yīng)用程序,設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒅鳈C(jī)內(nèi)存占用要求保持在小于7千字節(jié)的代碼和700字節(jié)的RAM中。 CC3100MOD物聯(lián)網(wǎng)模塊解決方案還通過(guò)了FCC,IC,CE和Wi-Fi認(rèn)證。

STMicroelectronics的SPWF01S Wi-Fi模塊是一種即插即用的802.11b/g/n解決方案(圖3)。它的一側(cè)有一個(gè)串行接口,允許與供應(yīng)商的STM32和STM8等MCU進(jìn)行通信。另一方面是Wi-Fi收發(fā)器。該模塊還包含定時(shí)時(shí)鐘和穩(wěn)壓器。它可以配置嵌入式微型2.45 GHz ISM波段天線(SPWF01SA),也可以配置U.FL同軸連接器用于外部天線連接(SPWF01SC),因此集成無(wú)需RF知識(shí)。

Wi-Fi模塊在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)介紹

圖3:ST SPWF01S串口到Wi-Fi b/g/n模塊的框圖。它具有低功耗和小外形尺寸,可用于固定和移動(dòng)無(wú)線應(yīng)用。

SPWF01S具有CE,F(xiàn)CC和IC認(rèn)證,符合工業(yè)溫度范圍要求。容-源-電-子-網(wǎng)-為你提供技術(shù)支持

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