《電子技術(shù)應(yīng)用》
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WiFi模塊基礎(chǔ)知識(shí)

2015-09-22
關(guān)鍵詞: WiFi

一、什么是WiFi模塊?

    Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊,屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層,功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊,內(nèi)置無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng),是實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)智能家居、M2M等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分。

二、WiFi模塊主要功能是什么?

    Wifi無(wú)線(xiàn)模塊M-300包括兩種類(lèi)型的拓?fù)湫问剑夯A(chǔ)網(wǎng)(Infra)和自組網(wǎng)(Adhoc),要說(shuō)明無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问?,首先要了解兩個(gè)基本概念:1:AP,也就是無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn),是一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建者,是網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)。一般家庭或辦公室使用的無(wú)線(xiàn)路由器就一個(gè)AP。2:STA站點(diǎn),每一個(gè)連接到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的終端(如筆記本電腦、PDA及其它可以聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)設(shè)備)都可稱(chēng)為一個(gè)站點(diǎn)。

    1.基于AP組建的基礎(chǔ)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(Infra):Infra:也稱(chēng)為基礎(chǔ)網(wǎng),是由AP創(chuàng)建,眾多STA加入所組成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),這種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是AP是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心,網(wǎng)絡(luò)中所有的通信都通過(guò)AP來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)完成

    2.基于自組網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)(Adhoc):Adhoc:也稱(chēng)為自組網(wǎng),是僅由兩個(gè)及以上STA自己組成,網(wǎng)絡(luò)中不存在AP,這種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)是一種松散的結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)中所有的STA都可以直接通信。

    3. 安全機(jī)制:本模塊支持多種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加密方式,能充分保證用戶(hù)數(shù)據(jù)的安全傳輸,包括:WEP64/WEP128/ TKIP/CCMP(AES) WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK。

    4.快速聯(lián)網(wǎng):本模塊支持通過(guò)指定信道號(hào)的方式來(lái)進(jìn)行快速聯(lián)網(wǎng)。在通常的無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中,會(huì)首先對(duì)當(dāng)前的所有信道自動(dòng)進(jìn)行一次掃描,來(lái)搜索準(zhǔn)備連接的目的AP創(chuàng)建的(或Adhoc)網(wǎng)絡(luò)。本模塊提供了設(shè)置工作信道的參數(shù),在已知目的網(wǎng)絡(luò)所在信道的條件下,可以直接指定模塊的工作信道,從而達(dá)到加快聯(lián)網(wǎng)速度的目的

    5.地址綁定:本模塊支持在聯(lián)網(wǎng)過(guò)程中綁定目的網(wǎng)絡(luò)BSSID地址的功能。根據(jù)802.11協(xié)議規(guī)定,不同的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以具有相同的網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)(也就是SSID/ESSID),但是必須對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的BSSID 地址。非法入侵者可以通過(guò)建立具有相同的SSID/ESSID的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的方法,使得網(wǎng)絡(luò)中的STA聯(lián)接到非法的AP上,從而造成網(wǎng)絡(luò)的泄密。通過(guò)BSSID地址綁定的方式,可以防止STA 接入到非法的網(wǎng)絡(luò),從而提高無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

    6.無(wú)線(xiàn)漫游:本模塊支持基于802.11協(xié)議的無(wú)線(xiàn)漫游功能。無(wú)線(xiàn)漫游指的是為了擴(kuò)大一個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍,由多個(gè)AP共同創(chuàng)建一個(gè)具有相同的SSID/ESSID的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò),每個(gè)AP用來(lái)覆蓋不同的區(qū)域,接入到該網(wǎng)絡(luò)的STA可以根據(jù)所處位置的不同選擇一個(gè)最近(即信號(hào)最強(qiáng))的AP來(lái)接入,而且隨著STA的移動(dòng)自動(dòng)的在不同的AP之間切換。

    7. 靈活的參數(shù)配置:1. 基于串口連接,使用配置管理程序2. 基于串口連接,使用Windows下的超級(jí)終端程序 3.基于網(wǎng)絡(luò)連接,使用IE瀏覽器程序4. 基于無(wú)線(xiàn)連接,使用配置管理程序。

三、WiFi模塊應(yīng)用領(lǐng)域有哪些?

    串口(RS232/RS485)轉(zhuǎn)WiFi 、TTL轉(zhuǎn)WiFi;

    WiFi 遠(yuǎn)程控制/監(jiān)控、TCP/IP和 Wi-Fi協(xié)處理器;

    WiFi 遙控飛機(jī)、車(chē)等玩具領(lǐng)域;

    WiFi 網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)、攝像頭、數(shù)碼相框;

    醫(yī)療儀器、數(shù)據(jù)采集、手持設(shè)備;

    WiFi脂肪稱(chēng)、智能卡終端;家居智能化;

    儀器儀表、設(shè)備參數(shù)監(jiān)測(cè)、無(wú)線(xiàn)POS 機(jī);

    現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、軍事領(lǐng)域等其他無(wú)線(xiàn)相關(guān)二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

四、WiFi模塊工作方式是怎樣的?

    1.主動(dòng)型串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng):

    主動(dòng)型串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)指的是由設(shè)備主動(dòng)發(fā)起連接,并與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互(上傳或下載)的方式。典型的主動(dòng)型設(shè)備,如無(wú)線(xiàn)POS機(jī),在每次刷卡交易完成后即開(kāi)始連接后臺(tái)服務(wù)器,并上傳交易數(shù)據(jù)。PUSH型串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如右圖所示。其中,后臺(tái)服務(wù)器作為T(mén)CP Server端,設(shè)備通過(guò)無(wú)線(xiàn)AP/路由器接入到網(wǎng)絡(luò)中,并作為T(mén)CP Client端。

    2.被動(dòng)型串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng):

    被動(dòng)型串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)指的是,在系統(tǒng)中所有設(shè)備一直處于被動(dòng)的等待連接狀態(tài),僅由后臺(tái)服務(wù)器主動(dòng)發(fā)起與設(shè)備的連接,并進(jìn)行請(qǐng)求或下傳數(shù)據(jù)的方式。典型的應(yīng)用,如某些無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò),每個(gè)傳感器終端始終實(shí)時(shí)的在采集數(shù)據(jù),但是采集到的數(shù)據(jù)并沒(méi)有馬上上傳,而是暫時(shí)保存在設(shè)備中。

    而后臺(tái)服務(wù)器則周期性的每隔一段時(shí)間主動(dòng)連接設(shè)備,并請(qǐng)求上傳或下載數(shù)據(jù)。

    此時(shí),后臺(tái)服務(wù)器實(shí)際上作為T(mén)CP Client端,而設(shè)備則是作為T(mén)CP Server端主要特性2.4GHz, IEEE 802.11b/g內(nèi)部PCB天線(xiàn),可選外部天線(xiàn)支持基于AP的網(wǎng)絡(luò)(Infrastructure)/對(duì)等網(wǎng)絡(luò)Ad-Hoc (IBSS))/ 虛擬AP 模式 ,IPHONE/IPAD/Android 設(shè)備也能不用AP/路由器而直接連接支持802.11i加密方式:WEP-64/128,TKIP (WPA-PSK) and AES(WPA2-PSK)MCU內(nèi)置TCP/IP協(xié)議棧3路UART串行接口(其中1路支持DMA 模式, 全功能串口,波特率最高支持921.6Kbps)SPI接口、I2S/PCM接口Digital Video端口高達(dá)24個(gè)GPIO口(部分GPIO將會(huì)和上述接口復(fù)用)全功能TCP/IP協(xié)議棧,TCP/IP傳輸帶寬達(dá)到10Mbps以上支持三種帶有定時(shí)自動(dòng)喚醒功能的WiFi節(jié)能模式

單3.3V供電工作

溫度范圍: 0°C ~ +70°C

尺寸:25 mm x 45 mm(內(nèi)部PCB天線(xiàn))/ 25 mm x 39 mm(外部天線(xiàn))


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