如何选用低劣的物联网 Wi
衔接到物联网 (IoT) 的设备数量每年呈指数级增长。推进这一增长的要素有多种,包括 Wi-Fi 在生产者家庭和上班场合的遍及、Wi-Fi 衔接多少钱的降低以及生产者希冀更多的设备可以经常使用移动或桌面运行程序启动控制。
物联网驳回的基础是衔接性,特意是 Wi-Fi 模块。因此,在开发自己的 IoT 名目时,确定最适宜您的 IoT Wi-Fi 模块至关关键。让咱们探讨一下您在做出选用时须要思考的事项。
什么是物联网WiFi模块?
用于物联网的 Wi-Fi 模块关键有两类:
下一节提供了无关这两个类别的更多详细消息。这里咱们关键关注第二类,由于这是商业物联网名目更罕用的架构。此类Wi-Fi模块蕴含两个关键配件局部:
Wi-Fi SoC 子系统包括集成无线电天线或用于外部天线的射频 (RF) 衔接器、802.11 性能以及具备安保加密性能的访问控制性能。服务器处置器蕴含 ROM、RAM 以及外部或外部闪存。
此类模块的电源治理子系统支持低功耗形式,并且还支持多种电源。模块通常带有一些输入和输入 (I/O),例如定时器、通讯接口等,以支持宽泛的运行。但是,这些模块通常没有像真正的嵌入式 MCU 那样多的 I/O,而真正的嵌入式 MCU 是专门为设备的主服务器微控制器而设计的。因此,模块最适宜便捷、高度特定的用例,除非开发人员选用将模块与公用 I/O 芯片联合起来。但是,这会参与老本,使得带有 I/O 芯片的模块简直与惯例 MCU 一样低廉。
在软件方面,物联网 Wi-Fi 模块通常蕴含设备驱动程序(特定于设备配件的公用软件)、802.11 加密层以及治理和监控适用程序。
经常使用物联网WiFi模块有哪些好处?
经常使用物联网 Wi-Fi 模块极大地简化了将物联网设备衔接到互联网的环节,由于您可以经常使用曾经设计和测试的现有非互联网 Wi-Fi 设计,只要在其上搁置一个 Wi-Fi 模块即可。虽然可以领有未预先装置到模块上的 Wi-Fi 芯片并将该芯片装置到您的设备上,但您必定构建自己的自定义成功,这象征着须要少量的额外期间和精神。
除此之外,互联网协定触及对调配给设备的关键义务的少量终止,由于互联网消息包通常以相当凌乱的形式传输。有一个模块来处置这个疑问,而不用屡次终止中心系统,使得与互联网关系的进程变得不那么费事并且更容易调试。
经常使用 Wi-Fi 模块还有一个安保好处。由于服务器系统和Wi-Fi模块之间的衔接通常是经过通用异步接纳器-发送器(UART)等便捷技术启动的,因此该模块可以限制来自互联网侧的攻打。换句话说,假设有人在 Wi-FiI 模块上发现安保破绽,他们或者能够闯入该模块,但服务器系统可以运行规定来处置或准许来自该模块的命令。当然,确保基本的 UART 命令协定没有缺陷或容易遭到攻打也比确保完整的 Wi-Fi 和互联网堆栈要容易得多,后者须要很多很多行代码,因此破解以这种形式应该很容易使简直无法能。
此外,大少数模块都经过关系监管机构的校准、测试和认证,例如美国联邦通讯委员会(FCC)。在欧盟,模块必定遵守该地域的电磁兼容性 (EMC) 指令。因此,可以提供即插即用选项的模块可以缩小定制配件开发的需求,从而成功更快的上市设计。
选用 IoT Wi-Fi 模块时须要思考什么
制作商通常按各种参数列出模块,包括它们运转的射频、数据速率(例如每秒字节数)、范畴和认证。因此,依据满足您的特定 IoT 需求的参数来过滤 Wi-Fi 模块搜查十分关键。
以下是您须要思考的一些最关键的参数
(1) 物联网架构:
您必定做出的一个关键选择是模块应该是“单个”模块还是“服务器处置器+ Wi-Fi 模块”模块。
在“繁多”模块中,物联网 MCU在一个芯片中运转 Wi-Fi 衔接和服务器计算。这种性能十分适宜以小物理规划尺寸为关键优先思考的嵌入式设备,由于它消弭了多个外部组件,这些组件如今所有集成到一个小型设备上。这有助于最大限制地缩小资料清单和物理电路板空间,以顺应尺寸受限和老本提升的物联网运行。ESP32、CC3200 和 SAMW25等一些 Wi-Fi 模块十分适宜此类 IoT 架构。远程监控、智能安保系统、资产跟踪和可穿戴设备是基于此架构构建的一些经常出现物联网运行。
在“服务器处置器 + Wi-Fi 模块”模型中,该模块蕴含用于 Wi-Fi 衔接的配件,并由一个独自的处置器运转服务器运行程序。该架构可将 MCU 上的 Wi-Fi 功耗降至最低,并简化代码开发上班,由于开发人员可以依赖预封装的 Wi-Fi 堆栈。ESP8266、CC3100等Wi-Fi模块适宜这种物联网架构。家庭智能化、智能家电和智能电表等物联网运行是经常使用此类架构的一些示例。
(2) Wi-Fi 协定支持:
IEEE 802.11 代表了全环球最罕用的无线 LAN 规范系列。如今,802.11 系列中有许多规范在经常使用,每个规范都有不同的规范。选用这些协定时须要思考三个关键要素:数据速率、范畴和功率要求。802.11n、802.11ac 和 802.11ah 等协定的好处是为物联网多媒体运行提供更快的数据速率。另外,802.11b/g 等协定具备降低功耗要求的好处。因此,最适宜您的 IoT Wi-FI 模块取决于您的 IoT 名目标需求和用途。
(3) 上班频率:
IEEE 802.11 规范在不同的指定频率范畴内运转,并分为多个通道。各国都有自己的规定和法规来确定这些频段内可以经常使用的用途、频道和最大功率水平。如今,许多 Wi-Fi 模块(例如 CC3235MOD、RS9113-N00-D0C-X68 等)都支持 5GHz 和 2.4GHz 两种不同的频率,从而为物联网设备提供了更大的上班频率灵敏性,并提高了设备之间的互操作性和兼容性。各种物联网设备和系统。
(4) 安保 Wi-Fi 支持:
如今,互联网数据传输的安保性是一个严重应战。因此,在准许物联网设备经常使用 Wi-Fi 衔接到网络之前,确保 Wi-Fi 模块支持所需的安保规范十分关键。一切最好的 IoT Wi-Fi 模块都至少支持各种 Wi-Fi 安保规范之一,例如 Wi-Fi 包全访问、Wi-Fi 包全设置等。每个安保规范都有其好处和缺陷,因此选用最适宜您的安保需求的模块十分关键。
(5) 配件接口:
通常,Wi-Fi 模块捆绑有许多不同的衔接和接口选项,以满足不同的需求。USB、SPI 或 SDIO 接口是支持高数据吞吐量运行的首选。否则,典型的接口是经过 UART、I2C、I2S 或相似选项。
(6) 认证:
不同的国度/地域都有自己的监管认证,物联网设备要进入这些市场,就须要遵守这些法规。因此,关于商业运行,选用具备FCC或相似组织合规认证的Wi-Fi模块至关关键。
盛行的物联网 Wi-Fi 模块
市场上有许多来自不同制作商的 Wi-Fi IoT 模块。每个模块都有不同的规格,因此在做出选择之前先了解每个模块的性能十分关键。
为了协助您选用最适宜 IoT 的 Wi-Fi 模块,咱们在此列出了来自三个最大制作商的抢手模块:Espressif、Texas Instruments和Microchip。
(1) 乐鑫 ESP32
ESP32是乐鑫弱小的模块系列,集成了 Wi-Fi、蓝牙和低功耗蓝牙 (BLE),可支持宽泛的 IoT 和 AIoT(人工智能 + IoT)运行。
这些模块装备 802.11 b/g/n(802.11n 高达 150 Mbps)2.4 GHz Wi-Fi 协定、蓝牙 V4.2 BR/EDR 和 BLE 规范协定。它们具备宽泛的性能和选项,例如 UART、SPI、SDIO、I2C、I2S、IR、脉冲计数器、触摸传感器等。它们分为三个不同的类别:
(2) 德州仪器 (TI) 的 CC3200
CC3200是德州仪器 (TI) 的物联网 Wi-Fi 模块。它具备 32 位 ARM Cortex-M4 无线 MCU。Wi-Fi 网络处置器子系统具备 Wi-Fi 片上互联网,上班频率为 2.4 GHz,具备 WPA2 网络安保性。
它还包括 802.11b/g/n 无线电、基带和弱小的安保加密引擎。它具备多种外设,如UART、SPI、I2S、I2C、ADC等。CC3200 系列 Wi-Fi 模块包括带有外部闪存疏导加载程序和驱动程序的 ROM,以及用于存储代码和数据的灵敏嵌入式 RAM。CC3200 系列的变体也很受欢迎,包括 CC3200MOD、CC3220S、CC3220R、CC3220SF、CC3220MOD 和 CC3230S。
(3) Microchip 的 SAMW25
SAMW25是 Microchip 的 Wi-Fi IoT 模块。它经常使用 SAMD21 ARM Cortex-M0 plus MCU 来运转服务器运行程序,并经常使用 SPI 驱动程序来衔接板载 Wi-Fi SoC。Wi-Fi 子系统经常使用超低功耗 WINC1500,这是一款经过片面认证的 IEEE 802.11 b/g/n 物联网网络控制器,具备集成的 TCP/IP 和 Wi-Fi 堆栈。该模块还包括4MB外部闪存,支持OTA固件更新;SPI、UART、I2C作为服务器接口;和许多其余中心设备。SAMW25 支持 Wi-Fi Direct、上班站形式和 TLS 等网络协定,而且该模块可以在大少数运行中齐全无服务器运转。
总结
物联网为环球各地的设备制作商提供了渺小的机会。实践上,依据您的团体用例和 IoT 运行程序,您或者须要与咱们在此介绍的三个选项齐全不同的选项,但如今至少您对 IoT Wi-Fi 模块的不同性能和选项有了更多了解,因此您可以选择什么最适宜您。