我是靠谱客的博主 顺利橘子,最近开发中收集的这篇文章主要介绍wifi模块调研,觉得挺不错的,现在分享给大家,希望可以做个参考。

概述

一.目的

项目应用中,越来越多的设备需要通过网络与外界进行通讯,制作一款通用的wifi模块是非常有必要的,故对市场上常用的wifi解决方案进行调研,综合各个因素,选取最优的解决方案

二. 关键术语

 

      

术语、缩略语

解      释

AP/STA模式

AP:无线接入点,是一个无线网络的创造者(路由器等)

Sta:sta站点,网络中的终端(手机电脑等)

IEEE 802.11 n/b/g

 

无线常用的三种标准

IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,工作在5GHz)

IEEE 802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s工作在2.4GHz)

IEEE 802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s,工作在2.4GHz)。

IEEE 802.11n,草案,更高传输速率的改善,支持多输入多输出技术(600Mbit/s 2.4GHz或者5GHZ)

三.技术调研

  1. WIFI芯片原厂及模组方案厂商

 

芯片原厂主推芯片厂商信息
TI(德州仪器)CC3200/3100(有人科技模组)http://www.ti.com.cn/
美国
Realtek(瑞昱半导体)RTL8711/8710/8188/8812http://www.realtek.com.tw/
台湾
乐鑫科技ESP8266/ESP32http://espressif.com/
上海
MTK 联发科(收购雷凌-Ralink)MT7687/1/6
MT7620
MT7601u(小米wifi模块) RT5370(360wifi模块)RT5350
http://www.mediatek.com/
台湾
cypress(收购博通)bcm43341http://www.broadcom.com
美国
高通QCA4002/4004http://www.qualcomm.cn/
美国
Marvell(美满科技)88NW300
MW300
http://www.marvell.com/
美国
联盛德微电子W500http://www.winnermicro.com/
北京
南方硅谷SSV6060Phttp://www.southsv.com.cn/
深圳
澜起科技M88WI6032Dhttp://www.montage-tech.com/
上海

 

还有蓝牙+wifi合二为一的芯片。

厂商蓝牙wifi
共用芯片
价格封装性能参数wifi标准协议蓝牙标准wifi频段
乐鑫ESP32  • Xtensa® 32-bit LX6 单/双核处理器
240MHZ
802.11 /b/g/nV4.2 
MTKMT7697  Cortex-M4
192MHZ
802.11 a/b/g/nV4.2双频2.4GHz+5G wifi
TI       
博通BCM43438      
瑞昱RTL8723   802.11 a/b/g/nV4.2和V2.1+EDR单频2.4GHz
 RTL8821   802.11 a/b/g/n/acV4.2和V2.1+EDR双频2.4GHz+5G wifi
模组方案商主推方案使用主控芯片方案商信息总部
村田(muRata)cypress(CYW43364/43907/43362)
TI(CC3220/3120,wl1801)
Marvell(MW300)
http://www.murata.com/日本
环旭电子股份有限公司(USI)博通,MTK,realtekhttp://www.usish.com/ 
TDK博通http://www.tdk.co.jp/日本
正基科技博通http://www.ampak.com.tw/台湾
海华科技(AzureWave)Marvell、博通、高通Atheros、MTK雷凌http://www.azurewave.com/台湾
群登科技股份有限公司南方硅谷6060P、联发科MT7688www.acsip.com.tw台湾
深圳市博鹏发科技股份有限公司(RF-LINK)联发科MT7601http://www.rflink.cc/深圳
深圳市必联电子有限公司(B-link)Marvell 88MW300,联发科MT7681http://www.b-link.net.cn/深圳
深圳市科中龙光电科技有限公司瑞昱RTL8711http://www.kzlgd.com/深圳
深圳市欧智通科技有限公司瑞昱RTL8188ETV、RTL8711、RTL8812、
RTL8811、RTL8192、RTL8723、RTL8189,
高通QCA6174、QCA9377
http://www.fn-link.com/深圳
上海庆科信息技术有限公司(MXCHIP)博通、SThttp://www.mxchip.com/上海
上海汉枫电子科技有限公司Marvell 88MW300http://gb.hi-flying.com/上海
博联(Broadlink)Marvell、MTKhttp://www.broadlink.com.cn/杭州
江波龙电子(longsys)高通http://www.foresee.cc/深圳
济南有人物联网技术有限公司TI CC3200、Marvell、Realtekhttp://www.usr.cn/济南
深圳市安信可科技有限公司乐鑫ESP8266http://www.ai-thinker.com/深圳
锐凌微南京电子科技有限公司 http://www.ralinwi.com/南京
深圳市奥金瑞科技有限公司TI CC3200、 MT7681、高通QCA400http://www.ogemray.com/深圳
深圳市海凌科电子有限公司MT7681、MT7688K、RT5350http://www.hlktech.com/深圳
深圳市红心物联科技有限公司联盛德HED10W07SN、RT5350http://www.wuxiankaifa.com/深圳
深圳市天工测控技术有限公司 http://www.skylab.com.cn/深圳
杭州德澜科技有限公司高通AR9331、高通QCA4004http://www.idelan.cn/杭州
深圳市捷博科技有限公司RTL8723、RTL8188、RTL8189、RT3070、
RT5390、MT7601、MTK5931高通QCA4004
http://www.japoo.hk/深圳
深圳市远嘉科技有限公司联盛德HED10W07SNhttp://www.wifitop.com/深圳
深圳市旭瑞昇科技有限公司RT3070、MT7681、高通QCA4004、RT5350、
RT3070MT7601、RT5370、MT7681、RTL8188、RT3072、RT2070
http://www.szxures.com/深圳
深圳市东恒电子有限公司MT7620、RT5350、ESP8266http://www.dh-tech.com.cn/深圳
深圳市酷宅科技有限公司瑞昱RTL8711AF,上海乐鑫esp8266,
联发科MT7681
http://www.coolkit.cn/深圳
浙江风向标科技有限公司澜起M88WI6032D、联发科MT7681、乐鑫ESP8266、
瑞昱RTL8711
http://www.vanelife.com/深圳
深圳市中易腾达科技股份有限公司博通 MTK7603/7612/7632 QCA9379 CYW43438http://www.sziton.com/深圳
太阳诱电(Taiyo-Yuden) http://www.t-yuden.com/日本
三星机电三星芯片 韩国
致远电子(周立功)博通http://www.zlg.cn/wireless/wireless/index.html深圳

(1)为减小芯片停产风险,市场占有率相对较小的芯片公司,不参与下面的芯片参数对比。

(Marvell,联盛德微电子,南方硅谷,澜起科技 )

(2)高通 QCA4002(5美元),芯片方案总体成本相对较高,排除掉。博通主要业务在    消费级产品主要应用到手机平板等,芯片价格较贵,排除掉。

 

四.市面上的wifi方案实现方式

4.1.1 硬件实现方式

(1)单片机+芯片

(2)内部soc 芯片(集成wifi)

4.1.2 软件开发方式

网络协议栈:将通信协议TCP/IP写入MCU的方式实现WIFI的数据传输

SDK开发方式(修改sdk)

4.1.3 常用wifii外部接口

SDIO ,SPI,USART,USB等

五.常见问题

5.1wifi模块的几大指标

(1)Wifi模块发射功率

在不同无线协议下,发射功率均不同,一般模块的发射功率在18dbm,大功率模块,发射 功率在28dbm。

(2)wifi模块的传输效率

不同协议下,及硬件配置,wifi传输速率也会有所不同.

 

5.2wifi 传输距离

5.3wifi功耗

Wifi模块的功耗与wifi模块的发射功率,以及传输距离是密切相关。发射功率越大,传输距离越远,功耗越大。

5.4wifi模块的接收灵敏度

接收机灵敏度是指给定接收机解调器前要求信噪比的条件下,接收机所能检测的最小信号的电平。接收灵敏度是表征待测无接收性能的一个参数,其接收的有用信号越多,其无线覆盖范围越大。

 

​​​​​​​六.wifi芯片综合对比

6.1

型号开发环境性能资源参考价格(RMB)封装设计复杂度解决方案成本工作温度范围数据吞吐量wifi标准协议
RTL8711AFIARM3,无需外挂flash
166MHZ
15QFN48‘-20 ~ 125802.11g 54Mbps
802.11n 150Mbps
802.11 /g/n
ESP8266GCC32位 CPU,
时钟最高160MHZ
片上SRAM(用户可用50K)
需外部flash存储用户程序
9QFN32‘-40 ~ 125802.11g 最大54Mbps
802.11n 最大65Mbps
802.11 b/g/n
MT7687IAR/MDK/GCCM4内核 192MHZ
352k SRAM
18QFN‘-40 ~ 125802.11n 最大150Mbps802.11 b/g/n
MT7681IAR/MDK/GCC32位 CPU,
80Mhz
15QFN40‘-40 ~ 125 802.11 b/g/n
CC3200IAR/GCC/CCSM4内核 80MHZ
RAM 256K
32QFN64‘-40 ~ 85 802.11 /g/n

 

1.综合以上几款芯片,功耗上总体相差不大,需要看应用场景和软件设计

2.除ESP8266必须外扩flash芯片外,硬件上几款芯片的外围芯片均不多,但在PCB的布局    布线上都要特别注意。

3.CC3200,MT7687处理能力更强,可使用IAR等环境开发,上手相对快一点。高性能wifi 模块可考虑使用CC3200和MT7687。

4.ESP8266和RTL8711AF,MT7681适合低成本方案,设计上都比较简单。几款芯片中RTL8711性价比    最高,ESP8266价格最低,市面上的模组方案最多。

 

 

七.技术解决方案

 

通过各个指标对比,在目前的应用中,主要作为透传模块使用,对性能方面的要求相对较低。TI

CC3xxx方案暂时不考虑,其他三种芯片可根据供货情况进行选择,更倾向于ESP8266和MT7681。

 

芯片型号(Cellwise)

优点

缺点

ESP8266

  1. 价格便宜,模组方案多。

2方案总体成本较低。

 

  1. 官方推荐使用GCC开发环境,官方历程都是该种方式
  2. 需要外挂FLSH芯片

RTL8711AF

1.同等级芯片中性价比最高

2.市面基于该芯片的模组方案较多。

  1. 官方软件资源相对较少

MT7681

1.支持多种开发环境,官方开放资源相对较多

外设资源相对较少

 

7.1硬件设计方案

7.1.1典型电路图

(1)ESP8266电路图

硬件设计可参考esp8266_hardware_design_guidelines_cn.pdf文档(硬件设计规范可同时应用到其他wifi芯片)

 

 

(2)MT7681电路图查看附件。

电路关键元器件

序号

物料名称

物料编码

型号

数量

备注

ESP8266

TZ1387A (recommended),

 

 

1

26M

ESP8266EX

 

 

1

 QFN32_5x5

GD25Q32CFM25Q16A

 

 

1

 

MT7681

MT7681

 

 

 

 

W25X40BV

 

 

 

 

XTAL/40MHZ

 

 

 

 

7.2通讯设计

设备通过串口与wifi模块进行通讯,wifi模块通过网络上传到APP端。

AP+STA模式,方便设备的维护。Wifi芯片内部使用LWIP网络协议栈。

 

八.总结

1.市面上的wifi模组方案众多,且价格优惠,稳定性较高,功能全面,如果用量较小,建议采购模组进行对接。(模组方案有国外的大厂,芯片厂商也有提供模组方案,也有许多例如致远电子,野火,有人,庆科等国内厂家可根据供应链采购容易程度进行选择)

2.芯片方案CC3200,RTL8711,ESP8266,MT7687,MT7681都有各自的优势可根据不同要求进行选择。(PCB布线要特别注意)

3.蓝牙+wifi方案建议使用乐鑫ESP32单核

附件:

MT7687F-MEDIATEK.pdf

esp8266ex_datasheet_cn.pdf

cc3200.pdf

RTL8711AF-Realtek.pdf

 

最后

以上就是顺利橘子为你收集整理的wifi模块调研的全部内容,希望文章能够帮你解决wifi模块调研所遇到的程序开发问题。

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