無線通信串口WiFi模塊的工作基本原理,低功耗WiFi模塊,你了解嗎?

  • 2023-12-05 15:37
  • 更新: 2023-12-05 15:37

無線通信串口WiFi模塊的工作基本原理,低功耗WiFi模塊,你了解嗎?串行 WiFi 模塊是一種應用廣泛的無線通信模塊,也是一種嵌入式 WiFi 模塊,具有體積小、功耗低等優點。它基於通用串行接口的特點,符合 IEEE802.11協議棧網絡標准,內置 TCP/IP 協議棧。wireless module它可以實現用戶界面之間的任意透明轉換,支持多種無線網絡加密方法,能夠充分保證用戶數據傳輸的安全性,使傳統串行設備更好地融入無線網絡。

通過串口WiFi模塊,傳統的串口設備可以在不改變任何配置的情況下,通過Internet網絡傳輸自己的數據。

在解釋串行 WiFi 模塊的工作原理之前,讓我們先來看看我們生活中經常遇到的一些無線 WiFi 網絡結構。

有兩種無線WiFi網絡拓撲,即Infra和Adhoc。這裏有兩個概念需要理解。smart moduleAP相當於我們家中的路由器,無線WiFi網絡的創建者,網絡的中心節點。STA又稱站點,是無線WiFi網絡的終端,比如家裏用的筆記本電腦、iPad等。

基礎網(Infra):由多個AP組成的無線信息網絡,整個社會網絡的中心工作就是AP,網絡發展中所有的企業通信都由AP進行分析數據的轉換。

Ad Hoc: 由兩個或多個 STA 組成的無線網絡,網絡中沒有 AP。無線網絡中的所有 Stas 直接交換數據。

主動串口設備聯網:每次數據交換前,串口WiFi模塊設備主動發起連接,然後進行數據交換。一個典型的例子就是無線POS機每次刷卡後開始連接後台服務器進行數據交換。

無源串行設備聯網: 在每次數據交換之前,所有的串行 WiFi 模塊設備都處於等待狀態,然後服務器發起連接邀請,最後進行數據交換。

串口 WiFi 模塊通常采用串口引腳與主控單片機串口連接。主控單片機通過串口數據包將相關的控制指令和設備狀態傳輸給 WiFi 模塊。WiFi 模塊配置完成後,數據傳輸到智能家居系統的雲平台。

APP端是基於雲端平台上的設備工作狀態進行數據,實現內部控制系統交互。可以通過使用串口透傳的物聯網技術應用主要包括人工智能電網、智能發展交通、智能家居、手持設備、工業管理控制等領域,如智能排插、智能燈控、網狀網絡(WiFi Mesh)、工業設計無線信號控制、傳感器信息網絡、家庭以及自動化、安全ID標簽、WiFi探針、WiFi熱點廣告等應用研究場景。

作為互聯網的另一個延伸,物聯網迅速被人們所接受,並融入到人們生活和生產的各個方面。物聯網的出現擴大了客戶端的范圍,擴大了任何對象和對象之間的信息交換,因此,互聯網使世界成為一個巨大的網絡。

介紹了一種物聯網控制系統的芯片模塊,以飛行智能體樂心ESP32-S3為代表。傳感器設備、控制設備和檢測設備通過使用ESP32-S3模塊連接到互聯網。

ESP32-S3是一款低功耗的MCU系統級芯片(SoC),集成了2.4GHz Wi-Fi和低功耗藍牙(Bluetooth LE)雙模無線通信功能,具有完整的Wi-Fi子系統,符合IEEE 802.11b/g/n協議,具有Station、SoftAP和SoftAP + Station混雜三種模式;低功耗藍牙子系統支持Bluetooth 5和Bluetooth mesh;行業領先的低功耗性能和射頻性能;Xtensa 32位LX7雙核處理器,五級流水線架構,主頻高達240MHz。

ESP32-S3支持IEEE 802.11 b\\u002Fg\\u002Fn協議;2.4GHz頻段支持20MHz和40MHz帶寬;支持1T1R模式,數據速率高達150Mbps;支持無線多媒體(WMM);幀聚合(tx\\u002Frx a-mpdu,rx a-msdu);立即塊確認;碎片化和去碎片化;信標自動監控(硬件TSF);4個虛擬Wi-Fi接口;同時支持基礎設施BSS)站模式、SoftAP模式和站+SoftAP混雜模式。

ESP32-S3還具備一種低功耗進行管理系統功能:電源技術管理工作單元可以支持五種功耗設計模式;超低摩擦功耗協處理器(ULP):包括ULP-RISC-V協處理器和ULP-FSM協處理器;安全教育機制主要包括信息安全問題啟動和Flash加密;4096位OTP,用戶提供可用的高達1760位;加密以及硬件發展加速器研究包括AES-128/256(FIPS PUB 197)、Hash(FIPS PUB 180-4)、RSA和隨機數作為生成器(RNG)。

系列 WiFi 模塊的應用場景包括公用事業和智能能源領域(例如恒溫器、照明控制、電動汽車充電器、智能電表)、零售領域(例如 POS 終端、無線價格標簽、數字遠程標志)、消費電子領域(例如遠程控制、網絡廣播、家庭安全、玩具)、遠程設備管理領域(例如位置和資產跟蹤、汽車、代碼更新)、醫療領域(例如患者監測、醫療設備、實時定位系統)和工業控制領域(例如化學傳感器、無線控制器、安全系統。

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