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2019年07月17日 | Wi-Fi技术在低功耗物联网应用中前景无限
2019-07-17 来源：EEWORLD
在低功耗物联网应用中，Wi-Fi从来不是技术人员第一个想到的无线技术，但随着WiFi技术的发展，其优势已可以满足物联网中对于低功耗的需求。Silicon Labs Wi-Fi产品高级产品经理Siddharth Sundar撰文讨论了Wi-Fi在应对低功耗物联网中的优势和挑战。
在低功耗物联网应用中使用Wi-Fi有什么好处？
作为一种广泛部署的协议，WiFi部署设备约为130亿，这意味着大多数家庭和商业/办公环境都可以使用Wi-Fi连接，这避免了对网关的需求，并允许设备进行云连接而无需新的基础设施。 Wi-Fi也具有高度的互操作性，因此您可以放心，设备将支持连接到大多数Wi-Fi网络。同时Wi-Fi提供的更高数据速率和范围也可以实现更广泛的应用。
Wi-Fi与其他物联网无线通信协议相比如何？
与大多数其他物联网无线通信协议相比，Wi-Fi具有更高的数据吞吐量 - 通常高出10-100倍，因此可以应对音频和视频等更高吞吐量的应用。与其他协议相比，Wi-Fi的广泛部署和信号收发范围也是一个显着的优势。
这些好处需要付出代价。由于Wi-Fi提供的范围和吞吐量需要更高的设计复杂性，因此Wi-Fi产品通常具有比BLE和Zigbee等物联网特定协议更高的功耗和更高的成本。大多数设计复杂性可以通过使用预先认证的模块来管理，并且Wi-Fi设备的成本和功耗也正在逐年降低。
为什么要为物联网平台实施802.11n而不是802.11ac？
802.11n（Wi-Fi 4）可能比基于802.11ac的产品（Wi-Fi 5）更适合大多数物联网应用，这有几个关键原因。首先，802.11ac基于5 GHz而不是802.11n支持2.4 GHz和5 GHz。与5 GHz相比，2.4 GHz提供更大的范围和更好的物体穿透，这非常适合家中使用。
此外，像Silicon Labs收发器和模块这样的物联网Wi-Fi设备具有增强的RF收发功能，即使在存在附近的AP，802.15.4和蓝牙设备等干扰情况下也能保持可靠的通信。下图说明了先进的干扰抑制技术如何帮助克服与2.4 GHz频段相关的信道限制。
在各种环境下物联网最可靠的Wi-Fi
最后一点，由于协议复杂性较高，基于802.11ac的系统的成本和功耗较高。虽然它确实提供了增强的吞吐量，但802.11n提供的数据速率对于包括音频和安全/ IP摄像机视频流在内的大多数物联网应用来说已经足够了。
在物联网应用中使用Wi-Fi降低功耗要求有哪些方法？
有许多方法可以使用Wi-Fi降低功耗：
最大限度地缩短收发器工作：使用Wi-Fi的高数据速率，聚合数据和减少发送/接收时间可能是有意义的。使用更高的数据速率更快地传输数据并减少在高功率传输模式中花费的时间也是有意义的。
选择合适的设备：并非所有Wi-Fi芯片组都是相同的，因此请确保选择最合适的收发器、睡眠和DTIM模式，使其功耗最低。
考虑系统级：在系统级别可以找到最佳优化功率方案，比如是否可以关闭无线电，或者使用指向标失答（Beacon Skipping）等技术，减少空闲和睡眠时的功耗。
使用Wi-Fi标准中提供的低功耗功能：Wi-Fi标准具有许多功耗优化功能，如DTIM睡眠模式和省电模式等。
Wi-Fi解决方案是否像蓝牙一样集成和紧凑？
传统上，Wi-Fi解决方案比蓝牙解决方案更复杂，更大。 然而，这种差距正在减小，并且有越来越小的优化解决方案可用于Wi-Fi。 这种新型的物联网Wi-Fi设备利用摩尔定律提供更高的性能，即使使用MIMO，也可以相比以前实现尺寸和成本的减少。 例如，Silicon Labs拥有预先认证的Wi-Fi SiP模块（包括Wi-Fi无线电，RF，XTAL和天线），采用6.5 mm x 6.5 mm封装，允许您将Wi-Fi添加到小巧的设备中。
史海拾趣
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