嵌入式WIFI對于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的巨大作用與優(yōu)勢

一、ARM單片機(jī)的無線化和網(wǎng)絡(luò)化大趨勢
芯片巨人英特爾作為了幕后的推動者, 正在大力推動采用成熟的802.11b/g/n和WiFi 方案以期取代藍(lán)牙成為無線個人局域網(wǎng)(PAN)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，同時也希望替代Zigbee在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)領(lǐng)域和無線定位等領(lǐng)域的主流地位;借助WiFi 解決方案，上海慶科信息技術(shù)有限公司（MXchip Information Technology (Shanghai) Co., Ltd.）推出了在這場陣地戰(zhàn)中可能取得勝利的重量級武器—全新的新一代WiFi模塊EMW3180系列產(chǎn)品; 這個以兩個經(jīng)典ARM微控制器器為內(nèi)核的32位無線單片機(jī)，也稱“ARM無線片上系統(tǒng)”，以其優(yōu)異的無線性能，標(biāo)準(zhǔn)性,低功耗，在無線單片機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，開創(chuàng)了國內(nèi)ARM單片機(jī)無線化和無線網(wǎng)絡(luò)化的全新時代，采用這些新型無線單片機(jī)，進(jìn)行無線通訊，RFID，無線數(shù)傳產(chǎn)品等產(chǎn)品設(shè)計(jì)，是開發(fā)單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的非常理想方案。
圖一 EMW3180 Wi-Fi無線模塊

EMW3180的主要特點(diǎn)是：
1、快速、易用的嵌入式端接口
? 模塊UART接口的波特率高達(dá)921600
?實(shí)際傳輸速率，UART接口高達(dá)90kbytes/s
?UART接口支持硬件流控制，在高速模式下實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的可靠傳輸
?簡化的硬件連接：只需要連接UART的TX和RX信號，就能實(shí)現(xiàn)Wi-Fi通訊
2、安全、穩(wěn)定的Wi-Fi無線鏈路
? 支持以AP為中心的星型網(wǎng)絡(luò)和Ad-Hoc模式的對等網(wǎng)絡(luò)
? 支持IEEE 802.11 b/g無線MAC標(biāo)準(zhǔn)，自動調(diào)節(jié)傳輸速率
? Wi-Fi斷線檢測，并在網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)之后自動重新連接
? 支持WPA/WPA2個人級和企業(yè)級加密（高安全性模塊），WEP加密
? IPEX天線接口，可靈活選用各種形式的天線
? 無線射頻通過CE，F(xiàn)CC等國際認(rèn)證
3、專為數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)的嵌入式TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
? 支持簡單數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議UDP，支持UDP廣播和單播
? 支持可靠數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議TCP，可充當(dāng)TCP服務(wù)器或者TCP客戶端
? 作為TCP服務(wù)器時，最多允許3個客戶端的連接
? TCP鏈路斷線后自動嘗試重新連接
? 可以通過網(wǎng)關(guān)與Internet上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通訊
? 支持DNS域名解析服務(wù)
4、靈活的模塊配置和管理
? 通過UART發(fā)送EMSP命令控制模塊
? 通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送EMSP命令控制模塊
? 通過HTML網(wǎng)頁配置模塊
? 提供多平臺，開源的模塊配置軟件
5、面向嵌入式設(shè)備的功能設(shè)計(jì)
? 運(yùn)行模式下的工作電流小于210mA
? 休眠電流小于1mA，可提供3年的電池工作時間
? 模塊上電到建立Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的時間小于2.5秒（WEP加密），5秒（WPA加密）
? 多種外型尺寸，便于集成
6、可靠的產(chǎn)品質(zhì)量，完備的技術(shù)服務(wù)
? 工業(yè)級溫度范圍：－40?～80℃
? 可以提供專用的模塊測試儀器（工裝測試）
? 通過ROSH環(huán)境評估認(rèn)證
? 提供評估板和各種測試代碼
從EMW3180以上的這些特點(diǎn)我們看到了32位單片機(jī)無線化，無線網(wǎng)絡(luò)化的大趨勢，對于準(zhǔn)備進(jìn)軍物聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的企業(yè)和工程師來說，這是一個大好的消息，因?yàn)?，從有線到無線的技術(shù)過渡中，將不再需要重新學(xué)習(xí)和熟悉ARM單片機(jī)的結(jié)構(gòu)/指令系統(tǒng)/編譯開發(fā)工具和實(shí)時操作系統(tǒng)；而是相當(dāng)于直接利用串口的方式去利用Wi-Fi技術(shù)。
二、ARM單片機(jī)，裝上802.11標(biāo)準(zhǔn)和WiFi智慧
在無線網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展中，802.11標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為了全球無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流方向之一, 無所不在的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)正在日益廣泛應(yīng)用于酒店、家庭、寫字樓、醫(yī)院以及各種商業(yè)設(shè)施。來自IDC的數(shù)字顯示，2006年有超過一半的美國公司建立了WiFi網(wǎng)絡(luò)，而ABI Research更預(yù)計(jì)到2010年有超過4成的美國家庭也將會安裝WiFi網(wǎng)絡(luò)。在中國，北京、上海等都提出了無線城市的計(jì)劃，此外WiFi手機(jī)市場也在如火如荼發(fā)展當(dāng)中。 短距離無線通訊和嵌入式無線通訊的發(fā)展，需要將更多的節(jié)點(diǎn)通過無線聯(lián)系起來，包括各種傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線實(shí)時定位網(wǎng)絡(luò)，射頻識別網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)，安全監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)等等，這里最關(guān)鍵的是標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)的普遍性問題。網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化，通俗而言就是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的互通性，各種不同功能的無線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要能相互交流，相互認(rèn)識，舉例而言，為來家庭中，各種家電設(shè)備和數(shù)字家庭傳感器,控制器等都將裝有無線功能，匯集成一個互通的無線網(wǎng)絡(luò); 和目前國內(nèi)已經(jīng)比較普及的802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和zigbee網(wǎng)絡(luò)比較，WiFi /IEEE 802.11b/g是更成熟的技術(shù)，在設(shè)備互操作上所具備明顯優(yōu)勢;這種基于IP的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠非常方便的實(shí)現(xiàn)和已經(jīng)安裝在企業(yè)和家庭中的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無縫連接,而且還應(yīng)具有更好的安全性，ZigBee目前還無法全面滿足這些要求,特別是在WiFi /IEEE 802.11b/g已經(jīng)非常普及的歐美地區(qū)。 當(dāng)WiFi /IEEE 802.11b/g/n 的無線網(wǎng)絡(luò)信號,像一片”無線云彩”一樣覆蓋我們的每一個城市上空和覆蓋我們每一個家庭,每一個商業(yè)樓宇的時候,一個全新的景象,向我們展示了下列的圖畫:
千家萬戶家庭中的各種電表,水表,煤氣表內(nèi)的EMW3180無線單片機(jī),通過WI-FI無線網(wǎng)絡(luò),以很低的功耗,和供電公司等能源通過者保持著網(wǎng)絡(luò)實(shí)時聯(lián)系 ,家庭內(nèi)的數(shù)字顯示系統(tǒng),會通知你,何時能源價格最低,你可以使用低價格能源付費(fèi),同時,如果你的能源設(shè)備出現(xiàn)問題,能源公司也會第一時間搶修;繳費(fèi)和抄表,更是全自動中完成…家庭中的任何家電在任何時間你都可以通過你的手機(jī)，平板去控制他們的運(yùn)作。都市林立的商業(yè)大樓內(nèi)部,數(shù)以萬計(jì)的工作無線傳感器,包括安防,溫度,濕度,煙霧報警等等,全部采用已經(jīng)具有的WI-FI網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動無線連接,中心控制系統(tǒng),根據(jù)這些無線傳感器的大量的信息,調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng),監(jiān)控大樓安全,是商業(yè)大廈更安全,更節(jié)能….巨大的物流倉庫,大型貨車,鏟車,來來往往, 每件貨物上,都安裝了具有定位功能的WI-FI無線單片機(jī)芯片,通過倉庫內(nèi)已經(jīng)布設(shè)的802.11無線網(wǎng)絡(luò),每件貨物都可以精確的定位,也可以容易獲得貨物的詳細(xì)信息……聽起來好象不可能，但這正是已經(jīng)廣泛普及的802.11標(biāo)準(zhǔn)自組織無線網(wǎng)絡(luò)和WI-FI無線單片機(jī)帶給你的，今天就可以在你手中實(shí)現(xiàn)的實(shí)實(shí)在在的現(xiàn)實(shí)場境。面對這樣的場境，我們會感慨萬千，這不正是電子工程師們多年來的“將一切用無線連接起來的”的夢想嗎？當(dāng)一片片”無線云彩”密布我們城市上空時,當(dāng)我們熟悉的ARM單片機(jī),裝上WI-FI的智慧的時候, 我們的夢想正在加速變成現(xiàn)實(shí)…… 802.11標(biāo)準(zhǔn)和WI-FI技術(shù)和ARM 32位無線單片機(jī)的結(jié)合，給單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，帶來了一場全新的革命，由此而產(chǎn)生的巨大市場和廣泛的應(yīng)用，是我們每個電子工程師都應(yīng)該關(guān)注的。
三、結(jié)束
巨大的低功耗,嵌入式無線網(wǎng)絡(luò)市場,為我們展示了數(shù)字家庭, RFID,無線傳感器等商業(yè)前景, WI-FI ARM無線的誕生,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),提供了新的橋梁,讓我們的舉起雙手,去迎接光輝燦爛的物聯(lián)網(wǎng)無線時代的到來吧!