文章轉載來源《物聯網智庫》電子工程世界
Wi-Fi可能不是您在考慮低功耗應用時想到的第一種無線技術，但它理應是首選。
物聯網是世界上增長最快的行業(yè)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(fā)送通知。
物聯網設備為什么使用Wi-Fi協議
Wi-Fi是廣泛部署的協議，擁有220多億臺設備，這意味著它幾乎無處不在，在大多數家庭和商業(yè)環(huán)境中都可以使用。Wi-Fi數據吞吐量顯著更高，幾乎比大多數物聯網協議高出10-100倍，實現幾乎無延遲的音頻流和視頻流傳輸。數據傳輸速率高、覆蓋范圍廣，可支持許多不同的應用。最后，Wi-Fi提供不間斷的云連接，不再需要網關。Wi-Fi集上述優(yōu)勢為一體，正在成為嵌入式解決方案的首選。
物聯網設備的Wi-Fi 4、Wi-Fi 5與Wi-Fi 6
從Wi-Fi規(guī)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5 GHz），而802.11ac是基于5 GHz的單頻段。對于嵌入式應用，相比于5 GHz頻率，2.4 GHz的范圍和更好的物體穿透力會更有用。此外，由于協議復雜性較高，基于802.11ac的系統(tǒng)成本和功耗也更高。雖然11ac確實提供了增強的吞吐量，但802.11n提供的數據傳輸速率對于大多數電池供電的物聯網應用來說已經綽綽有余了。802.11ax (Wi-Fi 6)是該規(guī)范的最新版本，承諾最大吞吐速度為9.6 Gbps，而Wi-Fi 5為3.5 Gbps，Wi-Fi 4為600 Mbps。推出Wi-Fi 6主要是為了解決由于物聯網設備需求不斷增長促使Wi-Fi網絡設備數量快速增加的問題。
針對獨特物聯網應用的低功耗Wi-Fi設計決策
最新Wi-Fi標準中提供的低功耗功能意味著當今的許多物聯網設備都是始終處于開啟狀態(tài)，且是互聯的，由于超低功耗，電池壽命更長。例如，Wi-Fi/低功耗藍牙智能鎖應用程序通過Wi-Fi連接到云，進行遠程訪問，并使用低功耗藍牙將鎖配置到Wi-Fi網絡。請記住，保護云連接（TLS證書交換）、網絡通信（用于與云通信的MQTT）和空中下載(OTA)更新等操作在后臺進行，這會進一步影響系統(tǒng)當前的功耗。通過優(yōu)化功耗，智能鎖（“始終連接”模式下）在低擁塞環(huán)境中的電池壽命通常為三年，在高度擁塞的無線環(huán)境中的電池壽命通常為兩年。
智能手表等小型設備在空間和電池壽命方面帶來了額外的挑戰(zhàn)。小封裝SiP模塊是平滑設計的理想選擇，上市時間短。可穿戴設備通常需要GPS連接進行位置追蹤，需要Wi-Fi進行云連接，需要藍牙A2DP進行音樂流傳輸，需要低功耗藍牙連接到傳感器。除OTA更新外，所有這些操作都需要執(zhí)行，同時盡可能延長單次充電的電池壽命。處于監(jiān)聽模式的Wi-Fi客戶端設備與接收數據時消耗的電量相同。因此，Silicon Labs SoC RS9116系列的“始終處于開啟狀態(tài)”功能對于提供超低功耗的高性能至關重要。
隨著Wi-Fi等廣泛應用的技術在物聯網設備（獨立或多協議模式）上備受青睞，這為行業(yè)轉型提供了巨大潛力。
