很多厂家已经尝试将Wi-Fi模块加入电视、空调等设备中,以搭建无线家居智能系统。实现APP的 *** 控以及和阿里云,京东云,百度云等互联网巨头云端的对接,让家电厂家快速方便的实现自身产品的网络化智能化并和更多的其他电器实现互联互通。
WiFi模块常用通讯接口包含:USB、SDIO、SPI(slave)、UART、RGMII、RMII。
USB接口:通用串行总线(英语:Universal Serial Bus,缩写:USB)是连接计算机系统与外部设备的一种串口总线标准,也是一种输入输出接口的技术规范,被广泛地应用于个人电脑和移动设备等信息通讯产品,并扩展至摄影器材、数字电视(机顶盒)、游戏机等其它相关领域。
USB接口是WiFi模块芯片内部的固件程序与主机上的 *** 作系统进行数据通信的桥梁。USB接口的作用就是数据传输。WiFi模块接收数据时会引发USB接口的读数据 *** 作!目前WiFi模块的通信接口方面,基本是采用USB接口形式,尤其是应用于无线网卡的WiFi模块;
WAN/LAN:WAN口是用来连接外网(公网),或者说是连接宽带运营商的设备的;LAN口(1、2、3、4),是用来连接内网(局域网)中的设备的,主要是用来连接电脑、交换机、打印机等设备的;
UART:通用异步串行口,它包括RS232、RS499、RS423、RS422和RS485等接口规范和标准规范,即UART是串行异步通信口的总称。多用于数据透传;
I²S:Inter-IC Sound Bus是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频、数据传输而制定的一种总线标准。音频应用;
I²C:Inter-Integrated Circuit总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备传感器应用;
SPI:Serial Peripheral Interface是MOTOROLA公司提出的同步串行总线方式。高速同步串行口。Flaash,传感器;
SDIO:是SD型的扩展接口,除了可以接SD卡外,还可以接支持SDIO接口的设备,插口的用途不止是插存储卡。SDIO和SD卡规范间的一个重要区别是增加了低速标准,低速卡的目标应用是以最小的硬件开始来支持低速I/O能力。低速卡支持类似调制解调器,条形码扫描仪和GPS接收器等应用。高速卡支持网卡,电视卡还有“组合”卡等,组合卡指的是存储器+SDIO。
PWM(Pluse Width Modulaion)是通过数字输出引脚向外部设备输出比例控制信号的常用方法;灯控应用。
SKYLAB WiFi模块大致的分为三大类,USB WiFi模块、AP/Router WiFi模块、UART WiFi模块,若平台需要通过这些接口USB,PCIE,SDIO进行通讯,则选择做从设备的USB WiFi模块;若是想将4G信号转换为WiFi信号,则选择AP/Router WiFi模块;若是想做时下热门的物联网应用,则可以优先考虑UART WiFi模块;
WiFi模块的工作原理,先讲解一下我们生活中常遇到的几种无线wifi网络结构。
无线wifi网络拓扑结构有2种,分别是基础网(Infra)和自组网(Adhoc)。这里要了解两个概念,AP,好比我们家中的路由器,无线wifi网络的创建者,网络的中心节点。STA,又叫做站点,是无线wifi网络的终端,不如我们家里用的笔记本,ipad等等都可以叫做站点。
基础网(Infra):由很多AP组成的无线网络,整个网络的中心就是由AP,网络中所有的通讯都是由ap进行数据的转换。
自组网(Adhoc): 网络中不存在AP,由两个或者两个以上的STA组成的无线网络。无线网络中所有的STA直接进行数据交换,这种无线网络结构不严谨。
WiFi模块的使用其实需要了解实际的应用方案,工程师都支持WiFi模块大致的分为三大类,USB WiFi模块、AP/Router WiFi模块、UART WiFi模块,若平台需要通过这些接口USB,PCIE,SDIO进行通讯,则选择做从设备的USB WiFi模块;若是想将4G信号转换为WiFi信号,则选择AP/Router WiFi模块;若是想做时下热门的物联网应用,则可以优先考虑UART WiFi模块;因为不知道您这边具体是做一个什么应用,所以,小编就以时下热门的物联网应用智能插座方案举个例子:
智能插座方案主要以串口WiFi模块为基础,实现无线数传、控制等功能。方案包括:1) 硬件参考设计;2)云平台服务;3)iOS,Android APP设计服务;4)嵌入式软件服务;5)WiFi模块WG219/WG229/LCS6260/WG230。
智能插座方案说明:手机APP通过路由器连接WiFi,控制内置串口WiFi模块的WiFi智能插座,实现不同的功能,比如可以定时,延时,自动报警;通电、断电以及usb充电,网络远控,电量统计,节能省电……等 *** 作;在WiFi辐射范围外,也可以通过云端来实现控制,希望能够帮助到您。
首先,我们来理一理WiFi信号与路由器和WiFi模块的关系;WiFi模块又名串口WiFi模块,属于物联网传输层,功能是将串口或TTL电平转为符合WiFi无线网络通信标准的嵌入式模块,内置无线网络协议IEEE80211bgn协议栈以及TCP/IP协议栈。不管是自家的WiFi信号还是商家的WiFi信号,必不可少的就是路由器。而在路由器中最关键的作用就是WiFi模块,没有WiFi模块,路由器对你来说就是一个空壳,可以说wifi模块才是把有线转换成无线的信号供大家上网的关键。举个例子:如果是AP路由的话用AP WiFi模块SKW71就可以了,有4种通信接口USB/WAN/LAN/UART,传输距离可以达到150米。
然后,我们一起来了解什么是AP以及AP WiFi模块;AP就是无线交换机,当无线AP和普通以太网交换机连接起来时,无线网络和有线网络就无缝的组合到一起了,一般是多台无线路由器扩展信号覆盖用的。比如需要布置网络的空间比较大,第一台放在一定区域做Router,但是无线信号离得远了会不稳定。那么可以在临近的区域放置第二台无线路由器,第二台通过网线连接到第一台上,这样整个区域的WiFi信号覆盖就会比较均匀了。
AP WiFi模块
AP WiFi模块SKW71是一个1T1R,符合80211n Wi-Fi标准的无线模块。它集成了1个24K的MIPS处理器,2个高速以太网接口, 一个USB20接口, 一个I2S接口和多个GPIO。
SKW71的主芯片是Atheros的AR9331, 在80211n Wi-Fi标准下,20MHz的频宽能达到722Mbps数据传输,40MHZ的频宽能达到150Mbps数据传输。该模块支持AP,client和中继模式以及串口WiFi。
什么情况下适合用AP wifi模块:
与WiFi模块的通讯接口为网口(WAN/LAN)
硬AP模块—模块带MCU、 *** 作系统
产品为USB接口为从设备(如USB 3G/4G、USB摄像头等)
UART串口WiFi模块是近几年广泛应用于物联网领域的无线通信技术,因为WiFi的普遍性以及和手机的关联性等优点,让UART串口WiFi在智能单品领域异常火热,从智能家电到插座、温控器等等。而随着BLE蓝牙模块在智能家居的成功应用,越来越多的客户对UART串口WiFi模块提出了对小尺寸、低功耗的需求。
为满足物联网智能家居领域内越来越多客户提出的对UART串口WiFi模块小尺寸、低功耗,但功能强大的模组需求,SKYLAB WiFi软件、硬件研发团队研发推出了契合物联网应用需求的高集成度、小尺寸、超低功耗的UART串口WiFi模块——WG219。
WG219是一款基于ESP8266芯片的低功耗小(深度睡眠模式电流18uA)尺寸UART-WiFi透传模块,符合80211b/g/n无线模块标准,专为移动设备和物联网应用设计,可将用户的物理设备连接到WiFi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。另外WG219仅需要通过出串口使用AT指令控制,就能满足大部分的网络功能需求。
WG219针对企业、智能电网、家庭自动化和控制客户端应用及特定情况下少数据发送和接收控制进行了优化。WG219 WiFi模块还支持拥有SW on-chip完整的应用程序的超低功率设备的快速程序开发应用。这使WG219在高集成、低功耗的自动化和传感器解决方案中是一个很好的选择。
基于高集成度WiFi模块WG219的智能插座方案
智能插座中内置UART WiFi模块(WG219),用户手机下载相关APP,通过路由器连接WiFi与智能插座中的WiFi模块建立连接,获得智能插座的控制权限,也可以通过云端来实现控制。
SKYLAB UART串口WiFi模块整体解决方案
SKYLAB不仅可以提供WiFi模块及其本身的软件支持,随着物联网的发展,云服务成了智能产品必不可少的一部分,云服务、云计算越来越流行。SKYLAB在这方面也积极部署,建立与云服务厂商的合作,推出系统解决方案,为客户提供包括室内控制中UART串口WiFi模块及整体WiFi应用方案等服务。
无线模块的用途主要有以下几种:
1、工业遥控、遥测;
2、石油钻井张力无线监测;
3、短距离无线数据传输
4、 安防设备无线监控;
5、 无线RS485、无线PLC;
6、 城市管网压力、温度监测;
7、 电力线无线报警。
无线模块详解:随着物联网应用越来越普遍化,很多无线通信技术也流行起来。当然作为网络传输层的各类通信模块也被广泛应用。
无线模块(RF wireless module),是数字数传电台(Digital radio)的模块化产品,是指借助DSP技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台模块。
无线模块延伸到很多的系统中,工业控制的开关量io设备,485无线传输设备dw-m1,模拟量采集和控制设备。从使用最早的按键电码、电报、模拟电台模块加无线MODEM,发展到目前的数字电台模块和DSP、软件无线电;传输信号也从代码、低速数据(300~1200bps)到高速数据(N64K~NE1)。
其典型应用有:工业自动化、油田数据采集、铁路无线通信、煤矿安全监控系统、管网监控、水文监测系统、污水处理监控等。
二、无线模块的特点
1、成本廉价
有线通信方式的建立必须架设电缆,或挖掘电缆沟,因此需要大量的人力和物力;而用无线数传电台建立专用无线数据传输方式则无需架设电缆或挖掘电缆沟,只需要在每个终端连接无线数传电台和架设适当高度的天线就可以了。相比之下用无线数传模块建立专用无线数据传输方式,节省了人力物力,投资是相当节省的。
当然在一些近距离的数据通讯系统中,无线的通讯方式并不比有线的方式成本低,但是有时候实际的现场环境难以布线,客户根据现场环境的需要还是会选用无线的方式来实现通讯。
2、建设工程周期短
当要把相距数公里到数十公里距离的远程站点相互连接通讯的时候,采用有线的方式,必须架设长距离的电缆或者挖掘漫长的电缆沟,这个工程周期可能就需要数个月的时间,而用数传模块建立专用无线数据传输的方式,只需要架设适当高度的天线,工程周期只需要几天或者几周就可以,相比之下,无线的方式可以迅速组建起通信链路,工程周期大大缩短。
3、适应性好
有线通讯的局限性太大,在遇到一些特殊的应用环境,比如遇到山地、湖泊、林区等特殊的地理环境或是移动物体等布线比较困难的应用环境的时候,将对有线网络的布线工程有着极强的制约力,而用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将不受这些限制,所以说用无线数传模块建立专用无线数据传输方式将比有线通讯有更好的更广泛的适应性,几乎不受地理环境限制。
4、扩展性好
在用户组建好一个通讯网络之后,常常因为系统的需要增加新的设备。如果采用有线的方式,需要重新的布线,施工比较麻烦,而且还有可能破坏原来的通讯线路,但是如果采用无线数传电台建立专用无线数据传输方式,只需将新增设备与无线数传电台相连接就可以实现系统的扩充了,相比之下有更好的扩展性。
5、设备维护
有线通讯链路的维护需沿线路检查,出现故障时,一般很难及时找出故障点,而采用无线数传模块建立专用无线数据传输方式只需维护数传模块,出现故障时则能快速找出原因,恢复线路正常运行。
无线数据传输方式相比于有线通讯的缺点:可靠性有待改进、受环境影响较大。
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