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什么是物联网WiFi模块?怎么去选择成本最低?

发表时间:2022-09-06 10:43

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什么是物联网WiFi模块?怎么去选择成本最低?


物联网的 WiFi 模块有两大类:

       MCU 在一个芯片中运行 WiFi 堆栈和主机应用程序的“单一”解决方案“主机处理器 + WiFi 模块”解决方案,其中无线连接解决方案包含 WiFi 堆栈,单独的处理器运行主机应用程序。

       以下部分提供了有关这两个类别的更多详细信息。这里我们将主要关注第二类,因为这是商业物联网项目更常用的架构。此类 WiFi 模块包含两个主要硬件部分:

1、WiFi 片上系统 (SoC)

2、应用程序主机处理器

       WiFi SoC 子系统包括用于外部天线的集成天线或 RF 连接器、802.11 无线电物理层、基带和带有加密引擎的 MAC 层以确保安全。应用主机处理器包含 ROMRAM 和内部或外部闪存。

       一个模块通常带有许多 I/O,例如定时器、ADCDAC、晶体振荡器、串行通信接口等,以允许广泛的应用。此外,电源管理子系统支持低功耗模式,例如使用 RTC 模式休眠

       在软件方面,IoT WiFi 模块通常包含一个设备驱动程序、一个集成的 802.11 安全层以及一个管理和监控实用程序。


使用物联网 WiFi 模块有哪些优势?

       使用物联网 WiFi 模块大大简化了连接设计过程。虽然可以将未预装到模块上的 WiFi 芯片安装到您的设备上,但设计人员面临构建自定义实现的艰巨任务,这通常超出了大多数嵌入式设备制造商的范围。

       此外,大多数模块都经过相关监管机构的校准、测试和认证,例如美国的 FCC 或欧盟的 EMC 指令。因此,他们可以提供即插即用的解决方案,减少对定制硬件开发的需求,从而实现快速上市的解决方案。

如何选择合适的物联网WiFi模组?

       制造商通常会按各种参数列出模块,包括射频频段、数据速率、范围和认证等。因此,根据满足所需应用规范的参数过滤您的 WiFi 模块搜索非常重要。

       物联网架构:您必须做出的一个重要决定是解决方案应该是“单一”还是“主机处理器 + WiFi 模块”解决方案。

       “单一”解决方案是物联网 MCU在一个芯片中运行 WiFi 堆栈和主机应用程序。这种配置非常适合物理布局尺寸是主要优先事项的嵌入式设备,因为它消除了现在全部集成的几个外部组件。由于可以在无线 MCU 配置中共享组件,因此可以减少组件,这有助于简化 PCB 布线和布局考虑。在软件方面,这种配置非常适合内存可以存储的中小型 RF 协议栈在物理层和顶层应用程序之间平均分配。最后,这些优势有助于最大限度地减少材料清单 (BOM) 和物理电路板空间,以适应尺寸受限和成本优化的物联网应用。

       “主机处理器 + WiFi 模块”解决方案是无线连接解决方案包含 WiFi 堆栈,而单独的处理器运行主机应用程序。这种架构非常适合定义明确且完全成熟且不经常更改的 WiFi 技术。它允许 MCU 上的 WiFi 开销最小化并简化代码开发工作,因为开发人员可以依赖打包的 WiFi 堆栈。WiFi堆栈和应用层的分离允许MCU在物联网应用上投入最大的硬件资源和带宽。

      WiFi 协议支持:IEEE 802.11 代表了主要在未经许可的频带中运行的无线 LAN 标准系列。如今,有许多标准:如 802.11 a/b/g/j/n/p/ac/ad/ah 在使用,每个标准都有不同的规范要求。选择这些协议时需要权衡三个关键因素:数据速率、范围和功率要求。802.11n802.11ac 802.11ah 等协议在物联网多媒体应用中具有更高数据速率的优势。或者,像 802.11b/g 这样的协议在功率要求方面具有优势。

       工作频率:IEEE 802.11 标准在不同的指定频率范围内工作,并分为多个频道。各国有自己的规则和法规来确定在这些频段内使用的允许信道、用户和最大功率水平。

       安全 WiFi 支持:如今,通过 Internet 传输数据的安全性是一项重大挑战。因此,在允许物联网设备使用 WiFi 连接到网络之前,确保 WiFi 支持所需的安全标准非常重要。所有最好的物联网 WiFi 模块都支持各种 WiFi 安全标准中的至少一种,例如 WPAWPA2WPA3WPS 或其他。每个安全标准都有其优点和缺点,因此选择最适合您的安全需求的模块非常重要。

       硬件接口:通常,WiFi 模块与许多 I/O 和外围接口支持捆绑在一起,以满足不同的需求。USBSPI SDIO 接口是支持高数据吞吐量应用的首选。

      认证:各国都有自己的监管认证,物联网设备要进入这些市场,就需要遵守这些法规。因此,对于商业应用,选择具有 RF 认证屏蔽的 WiFi 模块至关重要,例如 FCC

       佰事达(选择佰事达的原因)WiFi模块方案主要是提供不同芯片方案供客户选择,WiFi6模块对应的方案会比WiFi4的价格成本高出许多。同时客户可以根据自身的需求去选择合适规格的WiFi模块,再进行批量生产。

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