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在物联网设计中使用Wi-Fi模块最主要的两个优势

发表时间:2022-09-15 15:50

WiFi模块

在物联网设计中使用Wi-Fi模块的当前优势

       目前物联网 (IoT) 大多依赖于无线连接,但有许多无线选项可供选择,而且并非每个设备都是 IP 可寻址的——这是物联网的必备功能。更重要的是,射频设计本身就很困难。很少有公司具备实施射频和天线设计的适当技能,即使完成,使该设计与最新标准保持同步并使其通过 FCC 合规性也很耗时。

       目前市场上已有的无线接口分别是蓝牙低功耗 (BLE)ZigBeeZ-WaveWi-Fi RFID,每一个都有自己独特的功率平衡、范围、数据速率、网状网络、抗干扰性和易用性. 但是,某些接口尚未启用本地 IP,因此无法直接寻址或通过 Internet 与其他设备和服务器交换数据。然后,这些需要单独的网关,从而增加了最终解决方案的费用和复杂性。

这就是 Wi-Fi 的突出之处:它基于具有本地 IP 寻址能力的 IEEE 802.11 标准,并且可以在数据速率方面很好地扩展以优化功耗。根据 Wi-Fi 联盟的数据,已安装的支持 Wi-Fi 的设备超过 68 亿台,因此本地 Wi-Fi 接入点可用的可能性非常高。另请注意,802.11 标准也符合 IPv6,因此对唯一地址的数量几乎没有限制。

       尽管 Wi-Fi 已广泛普及且广为人知,但它仍然是一种无线接口,具有 RF 所需的所有变幻莫测的设计。了解后续步骤至关重要。


1简化无线开发

       在为物联网应用选择 Wi-Fi 后,设计人员经常面临构建自定义 RF 实施的艰巨挑战,这需要时间、金钱和专业知识。开发无线设备的设计要求至少包括直接 RFIC 集成和指定组件的能力,例如滤波器、放大器、时钟、电容器、电感器、晶体振荡器和需要在板上的天线,以及作为他们的位置。还需要网络匹配电路,以确保无线电和天线很好地匹配,以避免信号丢失。其他知识领域包括系统布局、软件堆栈开发、设备安全、连接可靠性、信号干扰和降级,最后但同样重要的是,FCC 认证。

       鉴于并非每家电子公司都可以轻松获得射频设计专业知识,如何在典型的上市时间参数内完成这项任务?添加 Wi-Fi 功能的一种越来越常见的方法是使用预封装模块。这种方法大大简化了过程。提供的模块经过模块供应商的测试、校准和预认证,符合所需的标准,因此可以为公司提供一种快速、简便的上市途径,本质上是即插即用的解决方案,减少了对软件开发。更重要的是,设计和构建 Wi-Fi 模块制造商可以在设计集成阶段成为您的射频顾问。

       Wi-Fi模块一般包含两个主要部分:Wi-Fi芯片和应用主控处理器。Wi-Fi子系统包括一个802.11 无线电物理层 (PHY)、基带、媒体访问控制 (MAC),也许还包括一个用于快速、安全 Internet 连接的加密引擎。应用主机处理器具有内部或外部闪存、ROM RAM。该模块通常还带有用于定时器、串行通信接口、模拟比较器、模数转换器(ADC)、数模转换器(DAC)、晶体振荡器和调试接口的I/O

       在设计Wi-Fi模块解决方案时,起点是理解IEEE 802.11 代表一系列标准,直到最近才在2.4 GHz (IEEE 802.11b/g/n) 5 GHz (IEEE 802.11a/ n/ac) 未经许可的频段。评估这些协议时需要考虑三个关键因素:数据速率、范围和功率要求。当您比较不同的 Wi-Fi 协议时,802.11b/g 具有与已安装设备的兼容性和电源要求的优势,而 802.11n 802.11ac 具有更高数据吞吐量的优势


2模块和开发套件

       射频工程可能是一项棘手的业务,认识到这一点,RF芯片供应商正在提供模块、开发套件和参考设计,使向产品中添加无线连接变得更加容易。例如佰事达该款BSD-WF212低功耗WiFi模块,是一个基于 SSW101B 芯片设计的方案。具备低功耗、低成本、高性能特点,适合各类智能物联产品开发应用。


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