Wi-Fi可能不是您在考慮低功(gong)耗應用(yong)時想到的第一種無線技(ji)術，但它理應是首選。
物聯網是世界上增長最快的行業之一，每天都有更多設備接入互聯網。我們需要以最高效、最安全的方式獲取信息和知識，并且盡可能減少延遲。消費電子產品（尤其是可穿戴設備）可能是最顯而易見的證明，預計今年年底將有十億多臺設備投入使用。我們很難將這一激增現象歸因于任何一種特定的協議。以智能手表為例，智能手表可能使用Wi-Fi網絡同步健身數據，使用經典藍牙將音頻傳輸到耳機，使用ANT傳輸心率傳感器數據，使用低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)向智能手機發送通知。
物(wu)聯網設(she)備為什么使用(yong)Wi-Fi協議(yi)
Wi-Fi是廣(guang)泛部署(shu)的(de)協(xie)議(yi)(yi)，擁有220多億臺設(she)備(bei)，這意味著它幾乎無(wu)處(chu)不在，在大多數家庭和(he)商業環境中都可(ke)以使用(yong)。Wi-Fi數據吞吐(tu)量顯著更高(gao)，幾乎比大多數物(wu)聯網協(xie)議(yi)(yi)高(gao)出10-100倍(bei)，實現幾乎無(wu)延遲的(de)音頻流和(he)視頻流傳輸。數據傳輸速率高(gao)、覆蓋(gai)范圍(wei)廣(guang)，可(ke)支持許多不同(tong)的(de)應用(yong)。最(zui)后，Wi-Fi提供不間斷(duan)的(de)云連接，不再需要網關。Wi-Fi集上述優(you)勢為一體，正(zheng)在成為嵌入式解決方案的(de)首選。
物聯網設(she)備的Wi-Fi 4、Wi-Fi 5與Wi-Fi 6
從Wi-Fi規范的演變來看，802.11n (Wi-Fi 4)比802.11ac (Wi-Fi 5)更適合物聯網應用。原因之一是802.11n是雙頻(pin)(pin)段（2.4 GHz和5 GHz），而802.11ac是基(ji)于5 GHz的單(dan)頻(pin)(pin)段。對于(yu)(yu)嵌入式應用(yong)，相比于(yu)(yu)5 GHz頻率，2.4 GHz的(de)(de)范(fan)圍和更(geng)好的(de)(de)物體(ti)穿透力會更(geng)有(you)用(yong)。此外，由于(yu)(yu)協議復雜性(xing)較高，基于(yu)(yu)802.11ac的(de)(de)系統成(cheng)本和功耗也(ye)更(geng)高。雖然11ac確實提(ti)供了增強的(de)(de)吞吐量(liang)，但(dan)802.11n提(ti)供的(de)(de)數(shu)據傳輸速率對于(yu)(yu)大多數(shu)電池供電的(de)(de)物聯網(wang)應用(yong)來(lai)說已(yi)經綽綽有(you)余了。802.11ax (Wi-Fi 6)是該規范的最(zui)新版本(ben)，承(cheng)諾最(zui)大(da)吞吐速度為(wei)9.6 Gbps，而Wi-Fi 5為(wei)3.5 Gbps，Wi-Fi 4為(wei)600 Mbps。推出(chu)Wi-Fi 6主要(yao)是為了解決由于物(wu)聯網(wang)設備需(xu)求不斷增長促使(shi)Wi-Fi網(wang)絡設備數量快(kuai)速增加(jia)的問(wen)題。
針對獨(du)特物聯網(wang)應用的(de)低功耗Wi-Fi設(she)計決策
最新Wi-Fi標準中提供(gong)的(de)(de)低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)功(gong)(gong)能意(yi)味著當今(jin)的(de)(de)許多物聯(lian)網(wang)(wang)(wang)設備都是(shi)始(shi)終處于(yu)開啟狀態，且(qie)是(shi)互聯(lian)的(de)(de)，由(you)于(yu)超低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)，電池(chi)壽命更長。例如，Wi-Fi/低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)藍牙智能鎖(suo)(suo)應用(yong)程(cheng)序(xu)通(tong)(tong)過Wi-Fi連(lian)接到(dao)云(yun)，進行(xing)遠程(cheng)訪問，并(bing)使用(yong)低功(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)藍牙將鎖(suo)(suo)配置到(dao)Wi-Fi網(wang)(wang)(wang)絡。請記住(zhu)，保護云(yun)連(lian)接（TLS證書交換）、網(wang)(wang)(wang)絡通(tong)(tong)信(xin)（用(yong)于(yu)與云(yun)通(tong)(tong)信(xin)的(de)(de)MQTT）和(he)空中下載(OTA)更新等操作在(zai)后(hou)臺進行(xing)，這會(hui)進一步(bu)影響系統當前(qian)的(de)(de)功(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)。通(tong)(tong)過優化功(gong)(gong)耗(hao)(hao)(hao)，智能鎖(suo)(suo)（“始(shi)終連(lian)接”模式(shi)下）在(zai)低擁塞(sai)環(huan)境(jing)中的(de)(de)電池(chi)壽命通(tong)(tong)常為三年(nian)，在(zai)高(gao)度(du)擁塞(sai)的(de)(de)無線環(huan)境(jing)中的(de)(de)電池(chi)壽命通(tong)(tong)常為兩年(nian)。
智能手表等(deng)小型設備在空間和(he)電(dian)池壽命方面帶來了額外(wai)的挑戰。小封(feng)裝SiP模塊是平滑(hua)設計(ji)的理想選擇(ze)，上(shang)市時(shi)間短。可(ke)穿戴設備(bei)通常需(xu)要GPS連接進(jin)行位置追蹤(zong)，需(xu)要Wi-Fi進(jin)行云(yun)連接，需(xu)要藍牙A2DP進(jin)行音樂流傳輸，需(xu)要低功(gong)耗藍牙連接到(dao)傳感器。除OTA更新外，所有這(zhe)些操(cao)作(zuo)都需(xu)要執行，同時(shi)盡可(ke)能(neng)延(yan)長單次充電的電池(chi)壽命(ming)。處于監聽模式的Wi-Fi客戶端設備(bei)與接收數據時(shi)消(xiao)耗的電量相(xiang)同。因此，Silicon Labs SoC RS9116系列的“始終處于開啟狀態”功能(neng)對于提供超低功耗的高性(xing)能(neng)至關(guan)重要(yao)。
隨著Wi-Fi等廣泛應用(yong)的技術在物聯(lian)網(wang)設備（獨立或多協議模式）上備受(shou)青睞，這為行業轉(zhuan)型提供(gong)了巨大(da)潛力(li)。
