為嵌入式設(shè)計或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計選擇Wi-Fi模塊

Wi-Fi技術(shù)正在超出傳統(tǒng)邊界，延伸到人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面，從消費電子到醫(yī)療器械和工業(yè)控制，并不斷朝著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)方向發(fā)展。這意味著，開發(fā)嵌入式電子器件的工程師在設(shè)計時，越來越多地被要求與使用Wi-Fi的其他產(chǎn)品實現(xiàn)互操作。這些設(shè)計至少要滿足其中一項IEEE 802.11標準，要求手動測試方案。另外還要考慮許多因素，特別是對RF產(chǎn)品集成感到陌生的工程師來說，他們很難知道從哪兒入手。

在這篇文章中，首先介紹WLAN集成和802.11的部分基礎(chǔ)知識，討論典型應用，然后考察搜索模塊時的某些參數(shù)過濾標準(也就是關(guān)鍵考慮因素)、模塊折衷因素、是否需要RF工程師。Wi-Fi模塊選擇是在設(shè)計中增加Wi-Fi的大型討論中八大部分之一。選擇適當?shù)哪K是非常好的切入點，因為這對設(shè)計至關(guān)重要。

使用Wi-Fi模塊的典型應用

在這方面，可以把Wi-Fi視作一種途徑，來與其他WLAN器件實現(xiàn)互操作。WLAN指滿足一項或多項IEEE 802.11標準，可以用于各種科學、工業(yè)、商業(yè)和消費應用中的設(shè)備，如下圖所示。許多設(shè)備可以使用Wi-Fi，這些設(shè)備都可以通過一個無線網(wǎng)絡(luò)接入點連接到網(wǎng)絡(luò)資源上。

使用Wi-Fi模塊的設(shè)備隨處可見

搜索模塊時的過濾標準

模塊制造商通常按參數(shù)對模塊分類。使用下面這些參數(shù)，根據(jù)應用指標提煉搜索結(jié)果。這是一個很長的清單，您最好下載“選擇Wi-Fi模塊”應用指南，獲得每個參數(shù)的具體信息：

Ÿ 支持的協(xié)議/標準

Ÿ 工作頻段

Ÿ 發(fā)送范圍

Ÿ 發(fā)送功率輸出，工作供電電流或電壓

Ÿ 數(shù)據(jù)速率 (最大吞吐量)

Ÿ 微控制器/微處理器

Ÿ 操作系統(tǒng) (驅(qū)動程序支持)

Ÿ 天線和連接器

Ÿ 安全的Wi-Fi鑒權(quán)方式

Ÿ 形狀和大小

Ÿ 工作溫度范圍

Ÿ 封裝類型

Ÿ PCB布線

Ÿ 硬件接口

Ÿ 其他特點(實時時鐘，自動睡眠/喚醒，等等)

Ÿ 認證/一致性測試

記住，您需要同時考慮硬件和軟件，因為Wi-Fi模塊是一個功能單元，只有在嵌入到系統(tǒng)內(nèi)部時才能運行。另外需要指出的是，Wi-Fi軟件應包括設(shè)備驅(qū)動程序、集成IEEE 802.11安全懇求程序及全功能管理和監(jiān)測工具。Wi-Fi模塊硬件包含兩大部分：Wi-Fi芯片和應用主機處理器。

折衷因素

與任何東西一樣，在選擇Wi-Fi模塊時也要折衷。評估中三個主要因素是數(shù)據(jù)速率、范圍和功率要求。在比較不同的Wi-Fi協(xié)議時，IEEE 802.11n和IEEE 802.11ac的優(yōu)點是數(shù)據(jù)吞吐量較高，而IEEE 802.11b/g的優(yōu)點則是兼容能力和功率要求。

IEEE 802.11n提供了更高的數(shù)據(jù)吞吐量、更大的范圍和強健的鏈路質(zhì)量等運行優(yōu)勢，網(wǎng)絡(luò)利用率更高。802.11ac基于擴展范圍內(nèi)的高帶寬，通過802.11n為600 Mbps提供了兩倍的帶寬。它實現(xiàn)了Wi-Fi解決方案，滿足了當前對高容量、高質(zhì)量移動實時應用的需求，如視頻和語音。使用多臺天線(MIMO技術(shù))進一步提高了數(shù)據(jù)速率和范圍。這些擴展功能以使用多個天線結(jié)構(gòu)為代價，提高了BOM設(shè)計復雜程度，同時要使用更多的功率。

選擇Wi-Fi模塊時典型的折衷因素

RF工程師和Wi-Fi模塊

前面我討論了購買預制的Wi-Fi模塊，也就是說不需要RF工程師。大多數(shù)制造商沒有構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要求的RF專業(yè)知識。但是，有許多任務，比如為制造調(diào)試和構(gòu)建定制嵌入式模塊，要求某些RF專業(yè)知識。在這些情況下，您可能要雇一名RF顧問，或依賴WLAN和RF測試設(shè)備制造商提供專業(yè)知識。

選擇最適合您的設(shè)計應用的Wi-Fi模塊，首先要認真考慮哪些Wi-Fi模塊參數(shù)將滿足您的需求，選擇時有哪些折衷因素，您將使用哪些WLAN和RF器件測試設(shè)備。下載“怎樣Wi-Fi模塊”應用指南，更詳細地考察這種技術(shù)及怎樣使它更好地滿足您的需求。