Wi-Fi® 越來越普及,不論是簡單的家用血壓監測計還是企業裝置網路或整個公用電網,現在於各種場所都能看到其應用。透過 Wi-Fi,屋主可安全確實地控制智慧型烤箱、電動車充電站或灑水系統,以節省時間與能源;建築管理人員可執行遠端照明和溫度系統,以節省資源、強化舒適性並減少開銷;電網業者則可以無線方式偵測並解決與維修、能源分配安全等相關問題。
Wi-Fi 過去能在可控成本中滿足性能需求,應用上十分普及、可互通且是大家熟悉的技術。舉例來說,Wi-Fi 基礎架構在許多地方都很常見,產品設計人員不需擔心將產品連接至網路時需建立橋接和硬體鎖。Wi-Fi 的另一個優點是,由在電機電子工程師學會 (IEEE) 802.11 標準領域中工作的技術供應商所組成的廣泛生態系統,加上由 Wi-Fi 聯盟進行互通性測試,能提供更多功能。但就漸趨複雜且多元的連線網路-物聯網 (IoT) 而言,並非所有人都清楚最新 Wi-Fi 標準或其重要性。
在 Wi-Fi 的演進過程中,最新 Wi-Fi 標準為 IEEE 802.11ax,又稱為 Wi-Fi 6,並擁有幾項鮮為人知但相當適合成本敏感 IoT 應用的功能。雖然 Wi-Fi 以支援智慧型手機與筆記型電腦的 Gbps 高傳輸速率選項著名,但 Wi-Fi 6 則包含了能低至數十 Mbps 的功能,進而推動新的:
- 省電協定
- 範圍強化
- 頻譜增加
— 以上這些都促進了打造晶片與模組級產品,讓您能以輕鬆且平價的方式,為嵌入式系統設計增加 Wi-Fi 連線。
TI 的 CC3301 SimpleLinktm 配套 IC 可在支援 20-MHz 寬無線電頻率通道與整合式藍牙低功耗 (BLE) 的配置中,協助執行 Wi-Fi 6。 您只需要一個天線,即可輕鬆將此平價裝置加入系統設計,並可支援約 86-Mbps 實體層傳輸速率。此速率對網路通訊協定 (IP) 監控攝影機與列表機等大型資料導向裝置來說已十分足夠。其可為只需幾 Kbps 傳輸速率的感測器和其他儀器進行調整,同時支援快速重新快閃的靈活性 (此動作即使在小型感測器上,都可能牽涉數 MB 資料交換。)
圖 1:TI CC301 SimpleLink 配套 IC 支援的 Wi-Fi6 功能 (資料來源:Wi-Fi 聯盟)。
TI 以軟體產品支援 CC3301 和 SimpleLink Wi-Fi 6 系列中其他裝置,此外不論是執行嵌入式 Linux® 的微處理器 (MPU) 型產品,還是執行 FreeRTOS 的微控制器 (MCU) 型產品,都可依 IoT 運算資源進行調整。該系列包含具 2.4-GHz 無線電的產品,以及雙頻 2.4 與 5-GHz 和三頻 2.4、5 及 6-GHz 產品。此外,部分產品也包含 BLE,可用來進行 Wi-Fi 配置或嵌入式閘道。
Wi-Fi 6 除了以高傳輸速率著名,更同時擁有其他可為 IoT 應用在新頻譜、先進安全、減少電源及延遲管理等領域帶來助益的功能。下表 (圖 2) 簡要說明其中幾項功能:
Wi-Fi 6 功能 |
對 IoT 應用的好處 |
由 Wi-Fi 保護的存取 3 安全性 |
可為消費者和企業網路提供最新安全協定。此功能在之前幾代 Wi-Fi 以選配方式提供,但在 Wi-Fi 6 為必要條件。 |
存取新配置的 6-GHz 頻譜 |
現在全球皆可於 6-GHz 頻帶中提供高達 1 GHz 的新非授權頻譜,供 Wi-Fi 6 使用。此將減少網路壅塞,進而提升傳輸速率,並降低延遲與功耗。(之前幾代 Wi-Fi 無法在 6-GHz 頻帶中運作)。 |
目標喚醒時間協定 |
為產品提供與 Wi-Fi 存取點協調喚醒與休眠時間的彈性,可幫助延長電源敏感型應用的電池壽命。 |
從存取點傳送觸發訊框 |
Wi-Fi 6 允許存取點將觸發訊框傳送至網路中觸發通訊的特定產品。此為過去網路所用隨機傳輸和碰撞技術的強化版本。觸發訊框可減少網路中的碰撞,並提升服務品質。 |
正交分頻多重存取 |
此為實體層機制,可在最多九個 IoT 裝置中允許單一 20-MHz 通道分裂以同時進行傳送與接收,進而降低網路延遲、減少碰撞並提升頻譜效率。 |
多使用者多輸入、多輸出 |
允許單一存取點與多個 IoT 產品同時進行通訊的技術,可提高網路容量並降低延遲。 |
封包色碼架構 |
當 IoT 產品能夠偵測到來自未連接存取點的訊號時,可進行傳送的技術 (前幾代 Wi-Fi 不允許此功能)。此功能可提高傳輸速率並降低延遲,尤其是在密集網路部署中。 |
圖 2:Wi-Fi 6 可能應用案例 (依功能說明)。
TI 透過 SimpleLink Wi-Fi 6 裝置系列將 Wi-Fi 6 的優點帶給 IoT 應用,您可立即使用 TI 處理器軟體開發套件及 TI MCU LaunchPadtm 開發套件進行評估。
其他資源:
- 請參閱 CC330X 裝置產品規格表
- EVM 新手上路
- 了解所有 TI Wi-Fi 產品