Wi-Fi可(ke)能不是您在考慮(lv)低功(gong)耗應用時想(xiang)到的第一種無線(xian)技術(shu)，但它(ta)理(li)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。
物聯網設備為什么(me)使用Wi-Fi協議
Wi-Fi是廣泛部署的協議(yi)，擁有220多億臺設備，這意味著(zhu)它幾乎(hu)無處(chu)不(bu)在，在大多數家庭(ting)和商業環(huan)境中都可以(yi)使用。Wi-Fi數據吞吐(tu)量顯著(zhu)更高(gao)，幾乎(hu)比大多數物聯網協議(yi)高(gao)出10-100倍(bei)，實(shi)現幾乎(hu)無延(yan)遲的音頻(pin)流(liu)和視頻(pin)流(liu)傳(chuan)輸(shu)。數據傳(chuan)輸(shu)速率高(gao)、覆(fu)蓋范圍廣，可支持許多不(bu)同的應(ying)用。最后，Wi-Fi提供不(bu)間(jian)斷的云連接，不(bu)再需要網關。Wi-Fi集(ji)上述優(you)勢為一體，正(zheng)在成(cheng)為嵌入式解(jie)決方案(an)的首(shou)選。
物聯網設備的Wi-Fi 4、Wi-Fi 5與(yu)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是雙頻段（2.4 GHz和(he)5 GHz），而802.11ac是基于5 GHz的單頻段。對于嵌(qian)入式應用(yong)(yong)，相比(bi)于5 GHz頻率(lv)，2.4 GHz的(de)范圍和更(geng)好(hao)的(de)物(wu)體穿透力會更(geng)有用(yong)(yong)。此外，由(you)于協議復(fu)雜性較(jiao)高，基于802.11ac的(de)系統成本(ben)和功耗也更(geng)高。雖然11ac確實提供了增強的(de)吞吐量，但802.11n提供的(de)數據傳輸速率(lv)對于大多數電池供電的(de)物(wu)聯網應用(yong)(yong)來說(shuo)已經綽(chuo)綽(chuo)有余(yu)了。802.11ax (Wi-Fi 6)是該規范的最新版本(ben)，承(cheng)諾(nuo)最大吞吐(tu)速度(du)為(wei)9.6 Gbps，而(er)Wi-Fi 5為(wei)3.5 Gbps，Wi-Fi 4為(wei)600 Mbps。推(tui)出Wi-Fi 6主要是為(wei)了解決(jue)由于物聯網(wang)設(she)備(bei)(bei)需(xu)求不斷增(zeng)(zeng)長促使Wi-Fi網(wang)絡設(she)備(bei)(bei)數量快(kuai)速增(zeng)(zeng)加的問題。
針對(dui)獨(du)特物(wu)聯(lian)網應(ying)用的低功耗Wi-Fi設計決策
最新(xin)(xin)Wi-Fi標(biao)準中(zhong)(zhong)提供的(de)低(di)功(gong)耗(hao)功(gong)能(neng)(neng)意味(wei)著(zhu)當(dang)今的(de)許(xu)多(duo)物聯網設備都是(shi)始終處(chu)于(yu)開(kai)啟狀態，且是(shi)互(hu)聯的(de)，由于(yu)超低(di)功(gong)耗(hao)，電(dian)(dian)池壽(shou)命(ming)更長(chang)。例如，Wi-Fi/低(di)功(gong)耗(hao)藍牙智能(neng)(neng)鎖(suo)應用程(cheng)序(xu)通(tong)(tong)過Wi-Fi連(lian)接到云(yun)，進行(xing)遠程(cheng)訪問(wen)，并使用低(di)功(gong)耗(hao)藍牙將鎖(suo)配置到Wi-Fi網絡(luo)(luo)。請記住，保護云(yun)連(lian)接（TLS證(zheng)書交(jiao)換）、網絡(luo)(luo)通(tong)(tong)信（用于(yu)與(yu)云(yun)通(tong)(tong)信的(de)MQTT）和(he)空(kong)中(zhong)(zhong)下載(OTA)更新(xin)(xin)等操作在(zai)后臺進行(xing)，這(zhe)會進一(yi)步影(ying)響系統當(dang)前的(de)功(gong)耗(hao)。通(tong)(tong)過優化功(gong)耗(hao)，智能(neng)(neng)鎖(suo)（“始終連(lian)接”模式下）在(zai)低(di)擁(yong)塞環境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)(dian)池壽(shou)命(ming)通(tong)(tong)常(chang)(chang)為三年(nian)，在(zai)高度(du)擁(yong)塞的(de)無線環境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)電(dian)(dian)池壽(shou)命(ming)通(tong)(tong)常(chang)(chang)為兩(liang)年(nian)。
智(zhi)能手表等小型設備在空間(jian)和電池壽(shou)命方面帶(dai)來了(le)額外的挑戰。小封裝SiP模塊是平滑(hua)設(she)計的(de)理(li)想選擇，上市時(shi)(shi)(shi)間短。可(ke)穿戴設(she)備(bei)通常需(xu)要(yao)(yao)(yao)GPS連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)進(jin)行位置追蹤(zong)，需(xu)要(yao)(yao)(yao)Wi-Fi進(jin)行云連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)，需(xu)要(yao)(yao)(yao)藍牙(ya)A2DP進(jin)行音樂流傳輸，需(xu)要(yao)(yao)(yao)低功耗(hao)藍牙(ya)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)到傳感器。除OTA更新外，所有這些操作都需(xu)要(yao)(yao)(yao)執行，同時(shi)(shi)(shi)盡可(ke)能(neng)延長單(dan)次充電的(de)電池壽命。處于監聽模式的(de)Wi-Fi客戶端(duan)設(she)備(bei)與接(jie)(jie)收數(shu)據時(shi)(shi)(shi)消耗(hao)的(de)電量相同。因此，Silicon Labs SoC RS9116系列(lie)的“始終處于(yu)開啟狀(zhuang)態”功(gong)能對于(yu)提供超低功(gong)耗的高性能至關重(zhong)要。
隨著(zhu)Wi-Fi等廣泛應用的(de)技術(shu)在(zai)物聯網(wang)設(she)備（獨立或多協議模(mo)式(shi)）上備受青(qing)睞，這為(wei)行業(ye)轉型提供了巨大(da)潛(qian)力(li)。
