基于蓝牙 WiFi组合模块的智能空气净化器解决方案

智能空气净化器方案硬件搭配：

(1) 手机app软件：用户通过3G/4G/wifi连接云端，在手机端远程 *** 控家里的空气净化器

(2) 云端服务器：负责存储空气质量数据，以及执行用户的 *** 控指令

(3) 蓝牙+WiFi组合模块WG222：负责接收蓝牙模块透传过来的空气质量数据并上传云端

(4) 内嵌ble蓝牙模块的空气检测传感器：布置在各个房间里面，负责采集各房间的温度、湿度和空气质量度（pm25等）

方案概述：

将蓝牙+WiFi组合模块WG222接入智能空气净化器方案的主控制板电路中，内嵌ble蓝牙模块的空气传感器负责实时自动采集各房间的温度、湿度和空气质量度，通过ble蓝牙模块将数据透传给WG222的ble蓝牙部分，透传过来的空气质量数据再通过WG222内部的串口传给WiFi部分，WiFi部分负责上传空气质量数据到云端，手机app就可以通过3G/4G/wifi远程连接沟通云端，按自己的需求远程 *** 控净化器的加强或减弱等

方案整体应用框架：

该方案的优势：

（1）空气质量无线实时自动采集，在手机app可以实时查看

（2）去硬件按键 *** 作，全程手机app *** 控

（3）手机app查看家里空气质量，远程 *** 控净化器，即使不在家里也可随时 *** 控，方便省心

智能空气净化器解决方案应用场合：

（1）智能家居：关爱宝宝与长辈的身体健康，给家人一个洁净的空气

（2）智慧商场、博物馆：方便商场对净化机的管理与控制，减少人员 *** 作。

（3）智慧办公场所：改善封闭环境的空气质量，极大提高工作效率与员工健康

蓝牙+WiFi组合模块：

智能空气净化器方案的主体选用的是ble蓝牙+WiFi组合模块WG222，基于MT7697研发。模块拥有1x1 80211n双频Wi-Fi，蓝牙和电源管理单元。 还包含ARM Cortex-M4F MCU以及许多接口，包括UART，I2C，SPI，I2S，PWM，IrDA和辅助ADC，只需要一个外部33V电源即可正常工作。

蓝牙+WiFi组合模块

模块特征：

（1）处理器部分

具有高达192MHz时钟速度的FPU的ARM Cortex-M4 MCU

22个通用IO与其他接口复用

电压供应：33V±10％

（2）WiFi部分

80211 a / b / g / n

在24GHz频段5GHz频段支持20MHz，40MHz带宽

双频1T1R模式，数据速率高达150Mbps

自动信标监视/扫描

80211 i安全特性：预认证和TSN; 硬件加密引擎AES，DES / 3DES，SHA2，用于网络安全

基础设施BSS工作站模式/ SoftAP模式

（3）蓝牙部分

BLE蓝牙42

最大发射功率+10 dBm

BLE信标

模块尺寸：313mm 203mm 32mm

也有国产方案的WiFi+蓝牙组合模块LCS2028

LCS2028是一款小尺寸，低功耗，支持24GHz单频80211b / g / n ，蓝牙双模51的低成本串口WiFi+串口蓝牙组合模块，支持UART-WiFi -以太网数据传输。可以支持AP 和STA 双角色连接，并同时支持经典蓝牙和低功耗蓝牙连接。运行速度最高可到120 MHz 得32-bit MCU 以及内置的256 KB RAM，可以使得芯片支持云连接。

LCS2028 拥有丰富的外设，如PWM、I2C、UART、SPI、SDIO 以及IrDA。可以直接通过UART下载和烧录程序。LCS2028 可以提供当前收发器的收发状态指示，从而支持外部的PA 和LNA 扩展。

LCS2028 内嵌eFUSE 并支持FLASH 内的OTP 读写，可以用于提供唯一序列号、代码加密并保护调试接口安全。内部集成了真随机数发生器和安全模块，保证通信的安全和快速的身份验证和网络连接。

LCS2028 支持低功耗睡眠模式，MCU 可以进入睡眠状态，达到微安级的睡眠电流。LCS2028 支持的深度睡眠模式，可以在几个微安的电流下，运行32 位时钟，并可以被此时钟唤醒或者被任何GPIO 唤醒。

功能特性

符合 IEEE 80211b/g/n WLANs

集成经典蓝牙和低功耗BLE系统

蓝牙和Wi-Fi 共享天线和收发电路。

内部基于优先级的调度逻辑保证蓝牙和Wi-Fi 双连接的稳定并能够有效地共享空中资源。

80211 n（24 GHz），高达150 Mbps

AT Set，云服务器，应用程序

网络协议：IPv4，TCP / UDP / >

256 KB 内部RAM

2MB 内部Flash

256 Byte ~ 2 KByte OTP

Wi-Fi保护访问（WPA）/ WPA2/ WPA2企业版/无线网络连接受保护的设置（WPS）

六路高速10 位多通道ADC，并支持内部滤波到16 位

支持Station/Soft AP模式

符合RoHS（无铅）、FCC、CE认证标准

33V供电

24016032（mm）

模块优势

国产芯片方案，性价比更高；

SMD贴片封装，尺寸小巧，更易集成；

低功耗硬件设计和软件架构，功耗更低；

支持串口透传，契合物联网数据传输需求；

加速产品智能化设计，加快产品上市速度并降低开发成本；

可通过串口AT指令控制。

该组合模块应用：

BLE信标

蓝牙网关

可穿戴电子设备

Wi-Fi位置感知设备

安全ID标签

工业无线控制

智能家居

物联网由于牵涉广泛，面对不同的应用情境也会需要不同的联网型态，而整个物联网市场又被视为下一波的技术发展浪潮，故也让各种通讯组织纷纷为其制定新标准，例如蓝牙联盟的BluetoothLE，LTE的LTE-M、NB-LTE等等，都是为此而生的标准，另外像是车联网也有如80211p等，而WiFi联盟又宣布一个针对低功耗物联网的标准，称之为WiFiHaLow，基于80211ah规范，虽预计2018年才开始验证，不过应该可见不久的未来就会出现"准"WiFiHalow技术的终端商品或是晶片现身。

WiFiHaLow的应用是针对较低功耗的领域，主要的特色是极为省电，但同时可穿墙以及具备较长的传输距离，针对包括智慧家庭、医护、车载、工业、零售、农业等领域，所使用的频段为900MHz(非授权频段) 以及既有WiFi之24GHz、5GHz频段 ，主打传输距离约为一般WiFi一倍以上，但未强调传输速度，可视为以穿墙以及低功耗为优先的技术标准；另在技术布局方面，WiFi联盟则是希望WiFiHaLow与现有的WiFi以皆为IP网路架构的特色，作为简化物联网架构的战略。

当然如此一来WiFiHaLow在某些方面就与蓝牙联盟预计在2016年的技术蓝图相当接近，可视为这是WiFi联盟想要再次与蓝牙联盟互抢的标准，毕竟蓝牙联盟在公布Bluetooth30时，也针对高速传输曾以80211为基础宣布Bluetooth30+HS标准，对于长期以80211规范做为技术基础的WiFi联盟也很不是滋味。

WiFi联盟,

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随着技术的发展和时代的变化，人们对速率和带宽的需求越来越高。从2G、3G、4G一直到5G，传输速率越来越高，20年来速率提升了近20倍。作为蜂窝网络的室内覆盖补充，WiFi同样承担着大量的数据流量卸载，技术发展从80211b/11g/11a/11n/11ac，直至即将商用的80211ax，其带宽、网络容量、覆盖范围等主要指标都有大幅提升。这些技术的进步也让我们有能力去实现更多的应用，比如物联网。

WiFi6的杀手锏

目前家用WiFi的连接存在普遍这样的问题，即无论互联网连接有多快，当使用人数过多，就会出现“拥堵”问题。此外，目前的WiFi还存在着覆盖范围小，穿墙能力不强等缺点。

近日，在Qorvo北京新闻发布会上，WiFi之父、Qorvo无线连接业务部总经理Cees Links表示，新一代WiFi技术不仅从根本上解决了上述问题，甚至为了方便用户记忆，WiFi联盟对新一代IEEE 80211ax标准的命名也做了简化，现已改名为WiFi6，前两代技术80211n和80211ac则分别更名为WiFi 4和WiFi 5。Cees Links相信，WiFi6有效提高了实际数据吞吐量，同时侧重于提高网络容量，以便实现无线室内架构的改进和基础设施的长期升级。这项技术将对未来的室内无线网络带来一次革新，给人们带来前所未有的网络体验。

谈到WiFi6新架构对未来室内无线网络的影响，Cees Links表示：“传统的WiFi在与现在的蜂窝网络如2G、3G或者4G连接时，需要切换SSID，WiFi 6则不同。WiFi 6的杀手锏在于，分布式WiFi及One Pod Per Room的设计将在最大程度上实现对整个住宅的网络覆盖。以家庭为例，我们可以可在客厅中放置一个路由器，其他房间均可放置一个Pod来实现稳定的无线接入。作为一个小型的无线接入点，每一个Pod将直接连接至路由器，路由器再连接至互联网。因此，每个Pod都将提供一条全新的通路，在室内进行WiFi连接时，可选择最优通路进行WiFi网络的使用，为住宅内的每一所房间提供最优的网络传输速度，同时也拥有足够的网络容量。其中最重要的一点是，所有接入只需一个SSID。”

在配置上，Pod数量可根据住宅大小自由调整，甚至包括办公室楼宇的全方位覆盖。布置的Pod数量越多，整个建筑的WiFi网络覆盖越全面，所获得的网络体验也越好。而每个Pod的使用都需要安插在电源插口上来提供电力补充。“在这一点上，Qorvo仍然坚持‘小即是美’这一理念。因此，Qorvo也是竭尽所能缩小Pod的产品大小，以便以更低的功耗提供更优的性能。” Cees Links表示。

此外，Cees Links还提出，连接至住宅的数据速率是当今WiFi连接性的瓶颈，也就是说接入住宅的数据速率远低于智能设备与接入点之间的传输速率，即使设备之间的传输速率为7 Gb/s，但是在家中上网的速率只有100 Mb/s，数据分层严重失衡。因此，数据速率的提升以及数据分层的重建应该能够创建更有意义的数据连接。随着运营商竞相提高FTTH、DOCSIS 31以及 LTE/5G网关的数据速率，WiFi 6也将切实提高实际数据吞吐量并侧重于提高网络容量，此外还通过减少干扰等措施以支持在智能家居中使用多个无线电系统。相比之前的WiFi版本只注重速率的提升而忽略网络容量的影响，预计2019年即将商用的WiFi6在速率、频段、覆盖面积上都带来了明显提升，使得WiFi网络将具备更加宽松的带宽流量以满足多用户的网络需求，同时也带来了更远的传输距离与更高的传输速率，能够满足诸如AR/VR、自动驾驶与4K影视等多元化场景应用的需求。

WiFi 6技术让智能家居实现真正的互联

智能家居是市场上日益普及的智能场景之一，它所提供的服务需要通过传感器获取数据，然后将数据收集至云进行分析，并提供多样化的智能服务。而数量庞大的传感器和为之提供网络连接的室内WiFi设备是实现智能家居服务的基础。

为了实现真正互联的智能家居，分布式WiFi6架构所采用的One Pod Per Room设计应该是目前最佳的无线组网方案。Cees Links利用智能电灯和智能标签举例对此进行了说明，他说：“每个Pod都用作无线接入点，每个接入点都将支持WiFi和物联网标准。这种智能家居网络架构一方面满足更高的WiFi要求，还可以加入Zigbee和蓝牙设备，甚至还能通过语音辅助命令进行控制。此外，利用分布式WiFi6架构，智能设备搭配上最新的WiFi6标准所提升的数据吞吐量与带宽容量，可以在多个通道中与无线路由器通信，无需使用额外的网关或在家中安装多个以太网/电缆/光纤连接点，从而真正创建一个更高效的智能家居环境。”

当然，有了WiFi6的One Pod Per Room架构，也可以不再使用Zigbee和蓝牙网格。此举意味着可延长设备的电池寿命，简化设置和故障排查流程，进一步降低用户使用成本，这一点意义非凡，Cees Links表示。

Qorvo的更多投资在WiFi6而不是5G

在物联网应用中，面对的无线通信标准越来越多，如WiFi、4G、蓝牙、Zigbee、NB-IoT、LoRa等，每种应用场景都有各自最适合的无线连接协议。Cees Links表示：“作为全球领先的射频解决方案供应商，Qorvo致力于设计、开发和制造高质量RF组件实现无线通信。在Qorvo主要的两大产品线中，一条产品线针对移动设备，另一条则更多聚焦于物联网与基础设施建设，低功耗产品则主要应用于智能电子标签、智能家居、智能灯和遥控器等领域。无线通信技术是Qorvo的强项，对我们来说不会在意最终哪个标准会赢得市场，我们的目标是，从RF前端到系统级解决方案，Qorvo将一网打尽。”

就WiFi6和5G的商用前景而言，Cees Links认为Qorvo的投资重点应该是WiFi6，而不是5G。这是因为，WiFi6可提供更广泛的应用，现实生活中有70%的数据传输是在WiFi网络上完成。在家中，我们会利用WiFi进行各种各样的数据传输，数据传输量与使用的规模接近于5G的两倍。如果用5G进行大规模部署的话，则需要更多的基站，资金投入会很大。而WiFi6的部署更经济实用，未来它也不会被5G所取代。

据Cees Links介绍，不久前，Qorvo宣布与世界级照明和物联网解决方案公司LEEDARSON（立达信）达成合作伙伴关系，以打造能够同时在ZigBee 30和蓝牙低功耗（BLE）50 协议下运行，并同时兼容最流行的物联网标准的智能家居照明产品系列。在该系列的首款产品——LEEDARSON智能灯泡和照明开关中，即集成了Qorvo适用于超低功耗无线应用的多协议/多通道智能家居通信控制器QPG6095。

“Qorvo产品涉及整个物联网领域，无论是从短距离通信到局域网传输，还是从射频前端的模块、芯片、软件以及系统，我们都有相关的产品，” Cees Links强调：“Qorvo目前在WiFi6领域同样处于领先地位，这一切主要得益于我们拥有优异的产品性能和无与伦比的高集成度设计。在WiFi6上，Qorvo已经做好全面准备，接下来仍将紧随无线通信与物联网市场快速发展的步伐，提供更加全面的系统级支持。”

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