原创 物联网系统高速率WiFi传输方案_WIFI芯片详解

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物联网系统中为什么要使用WIFI芯片

物联网系统中使用WIFI芯片的原因主要有以下几点：

广泛的适用性和高覆盖率

• 普及性高：WiFi作为世界上应用最广泛的局域网连接通信协议之一，已经深入到我们生活的各个方面，因此其技术成熟且易于集成到物联网系统中。
• 高覆盖率：WiFi网络的覆盖范围广泛，无论是家庭、办公室还是公共场所，都能轻松接入，这为物联网设备提供了稳定可靠的通信环境。

满足物联网设备多样化需求

• 多样化的应用场景：物联网设备种类繁多，包括家用电器、智能安防、环境监测等。WiFi芯片可以根据不同设备的需求进行定制和优化，满足各种应用场景下的通信需求。
• 低功耗设计：为了满足物联网设备对低功耗的需求，WiFi芯片在设计上注重节能降耗，通过智能休眠、动态调整功率等技术手段降低能耗。

提升物联网系统的智能化和便捷性

• 远程控制：通过WiFi模块，物联网设备可以接入互联网，实现远程控制功能。用户可以通过手机APP、网页等方式对设备进行远程监控和管理，提高了设备的智能化水平。
• 数据交互：WiFi芯片支持高速的数据传输，使得物联网设备之间以及设备与云端之间可以实现快速、准确的数据交互，为大数据分析、智能决策等提供了有力支持。

标准化和互操作性

• 标准化：WiFi技术遵循IEEE 802.11等国际标准，具有高度的标准化和兼容性。这意味着不同厂商生产的WiFi设备可以相互通信和协作，降低了物联网系统的集成难度和成本。
• 互操作性：WiFi芯片的互操作性使得物联网设备可以轻松接入各种网络环境和平台，与其他设备和系统进行数据共享和交互，进一步提升了物联网系统的整体效能。

具体应用场景

WiFi芯片的应用场景非常广泛，主要包括：

• 智能手机、平板和电视等终端：需要大流量接入的终端设备。
• IoT场景：智能家居、智能安防、智能穿戴等物联网设备。
• 路由器：提供无线接入服务的核心设备。

综上所述，物联网系统中使用WIFI芯片的原因主要包括其广泛的适用性和高覆盖率、满足物联网设备多样化需求、提升物联网系统的智能化和便捷性，以及标准化和互操作性等方面的优势。这些优势使得WiFi芯片成为物联网系统中不可或缺的重要组成部分。

本文会再为大家详解无线通信芯片家族中的一员——WIFI芯片。

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WIFI芯片的定义

WiFi芯片是一种用于无线网络连接的芯片，内部集成了射频收发器、基带处理器、天线等组件。它的主要功能是通过射频信号的接收、解调、解码、数据处理和发送，实现无线局域网络（WLAN）的通信功能。

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WIFI芯片的原理

WiFi芯片的工作原理简述如下：

• 射频信号接收：芯片通过内部天线接收来自无线路由器或其他设备发送的射频信号，信号经过放大和滤波处理后进入射频接收机。
• 解调：射频接收机通过解调技术将接收到的信号转换为基带信号（即数字信号），这些数字信号包含了通过调制技术（如OFDM）编码的数据。
• 解码：基带信号进一步经过解码处理，将调制过的数据解码为原始数据，如数据包。
• 数据处理：解码后的数据交给芯片内部的处理器进行处理，执行各种协议栈的功能，包括TCP/IP协议栈、传输层/网络层/数据链路层的处理等。
• 数据发送：芯片将处理后的数据通过射频发射机转换为射频信号，并通过天线发送出去。

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WIFI芯片的分类

WiFi芯片可以根据不同的分类标准划分为多种类型，主要包括：

• 通用Wi-Fi芯片：设计用于广泛的设备和应用场景，提供基本的Wi-Fi连接和数据传输功能，具有较高的兼容性和灵活性。
• 高性能Wi-Fi芯片：针对需要高速数据传输和低延迟的应用场景，如在线游戏、高清视频流媒体等，提供更高的传输速度和更低的延迟。
• 低功耗Wi-Fi芯片：针对需要长时间运行的设备，如智能穿戴设备、物联网传感器等，通过优化电路设计、降低工作频率等方式减少功耗，延长设备续航时间。
• 按技术标准分类：如Wi-Fi 4（802.11n）、Wi-Fi 5（802.11ac）、Wi-Fi 6（802.11ax）和Wi-Fi 7等，每种标准在传输速率、容量、延迟和能效等方面有所不同。

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WIFI芯片的选型参数

在选择WiFi芯片时，需要考虑以下主要参数：

• 标准与协议：支持的Wi-Fi标准（如802.11n、802.11ac、802.11ax等）和协议。
• 传输速率：最大传输速率，影响数据传输的效率和速度。
• 频段：支持的频段（如2.4GHz、5GHz、6GHz），不同频段在传输距离、速度和干扰情况上有所不同。
• 功耗：芯片的功耗水平，对于需要长时间运行的设备尤为重要。
• 集成度：芯片内集成的功能模块数量，高集成度可以减少外围器件，降低成本和复杂度。
• 成本：芯片的采购成本，需根据预算和需求进行权衡。

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WIFI芯片的使用注意事项

在使用WiFi芯片时，需要注意以下几个方面：

• 设备兼容性：确保所使用的设备支持所选的Wi-Fi标准。
• 软件与固件更新：定期检查并更新设备的软件和固件，以利用最新的功能和安全修复。
• 网络规划与布局：在部署Wi-Fi网络时，要考虑区域布局、墙体材料、空间大小与形状等因素，以优化信号覆盖和减少干扰。
• 安全性设置：启用高级加密协议（如WPA3）来保护网络安全，定期更改密码，并监控连接设备列表。
• 性能优化：利用多用户多输入多输出（MU-MIMO）、正交频分多址（OFDMA）等先进技术提高网络容量和效率。

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WIFI芯片的厂商

WiFi芯片市场上有众多知名的厂商，包括：

• 博通（Broadcom）：全球领先的有线和无线通信半导体公司，产品广泛应用于计算和网络设备、数字娱乐和宽带接入产品以及移动设备。
• 高通（Qualcomm）：通过收购Atheros进入WiFi芯片市场，产品性能强劲且功耗控制得当。
• 联发科（MediaTek）：在性价比方面表现出色，适用于中低端设备和物联网场景。
• 德州仪器（TI）：提供高性能、低功耗的WiFi芯片解决方案。
• 国内厂商：如华为海思、乐鑫科技、博通集成等，在IoT WiFi芯片领域具有强劲的市场竞争力。

这些厂商的产品在性能、功耗、成本等方面各有特点，适用于不同的设备和应用场景。

供应商A：上海博通

1、产品能力

（1）主推型号1：BK7236

对应的产品详情介绍:

上海博通（Beken）的BK7236是一款高度集成的Wi-Fi低功耗SoC芯片，专为物联网（IoT）应用设计。以下是对BK7236的详细介绍：

产品特点

• Wi-Fi 6支持：BK7236支持Wi-Fi 6（802.11b/g/n/ax）标准，提供高速、低延迟和高效的无线连接。这是全球首款通过Wi-Fi联盟认证的Wi-Fi 6物联网芯片，解决了多用户共存时的通信带宽利用效率问题。
• 蓝牙低功耗（BLE）5.4：除了Wi-Fi 6之外，BK7236还支持蓝牙低功耗5.4标准，满足物联网设备对低功耗和长距离通信的需求。
• 高性能处理器：内置32位ARMv8-M Star MCU，频率高达320 MHz，配备双精度浮点单元（FPU）、内置TrustZone等高级功能，确保高性能和实时性。
• 高集成度：集成了丰富的外设和接口，如GPIO、SPI、UART、I2C、SDIO、PWM等，为物联网应用提供全面的硬件支持。
• 先进的安全性：集成了物联网平台安全套件（IPSS），提供全面的安全特性，包括安全启动、安全调试、安全连接等，确保物联网设备的信息安全。
• 超低功耗：采用先进的设计技术和超低功耗工艺技术，提供多种低功耗模式，如睡眠模式、深度睡眠模式和关断模式，以满足不同应用场景下的功耗需求。

应用场景

BK7236凭借其高集成度、高性能、低功耗和先进的安全性等特点，广泛应用于各类物联网场景，包括但不限于：

• 智能家居：智能冰箱、空调、洗衣机、照明系统等。
• 智能安防：摄像头、门锁、烟雾报警器等。
• 工业自动化：传感器、控制器、远程监控设备等。
• 医疗设备：健康监测设备、可穿戴设备等。
• 其他领域：智能电表、支付终端、无人机等。

本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki，更多技术干货欢迎关注收藏Wiki：Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf)

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