标签: WiFi技术

物联网从家庭自动化领域到如供暖、通风与空调（HVAC）、车库门和电风扇等控制领域，以及在建筑和工业自动化领域的加速应用，市场对高度集成、可靠和安全的物联网连接性的需求增加。 伴随物联网的落地实现，智能语音交互的场景（如智能家居等）变得越来越多，而智能音频SoC芯片为智能终端设备的核心器件，必将带来持续的发展空间。 SoC（System on Chip）称为系统级芯片，也称“片上系统”。它是一个集成电路，包含完整系统并有嵌入软件的内容。SoC芯片结构复杂，相比于传统的微处理器系统，SoC芯片在性能和功耗上具有明显优势。 智能音频SoC是SoC的细分，相较于SoC，智能音频SoC的应用偏向于智能语音音频化的设备，如：TWS耳机、智能音箱、智能可穿戴设备以及智能家居等智能终端产品，符合芯片技术未来的发展方向。 飞睿科技代理乐鑫WiFi芯片模组，特意推出乐鑫的IEEE 802.15.4 + Bluetooth 5.2 (LE) RISC-V SoC ESP32-H2芯片。 ESP32-H2 SoC集成IEEE 802.15.4和Bluetooth 5.2 (LE) 技术，搭载RISC-V 32位单核处理器，为物联网设备提供行业领先的低功耗和安全的连接能力，可以应付很多复杂的物联网应用。 ESP32-H2融合了两种无线连接技术：IEEE 802.15.4 针对低功耗mesh网络场景，使其拥有广阔的应用领域；Bluetooth LE支持点对点、广播和mesh组网等多种拓扑结构，并能够与智能手机直接通信。 ESP32-H2集成了 Bluetooth 5.2 技术，使芯片可支持下一代蓝牙音频技术LE Audio。LE Audio 不仅具有增强的蓝牙音频性能，还支持广播音频，可实现音频共享。ESP32-H2还提供了对Bluetooth mesh协议的支持。 IEEE 802.15.4 和 Bluetooth LE 的结合，也将赋能 ESP32-H2 构建基于 Matter 协议的智能家居设备，实现多生态系统的互联互通。 基于ESP32-H2和其他Wi-Fi系列SoC，乐鑫能够提供Matter协议解决方案，包括使用Wi-Fi或Thread连接的终端设备，以及使用SoC组合搭建的边界路由器。 ESP32-H2搭载RISC-V 32位单核处理器，主频达96MHz，内置256KB SRAM，支持扩展外部flash。它具有26个可编程GPIO管脚，支持 ADC、SPI、UART、I2C、I2S、RMT、GDMA 和 PWM。 ESP32-H2还拥有完善的安全机制，包括基于ECC的安全启动、基于AES-128/256-XTS的flash加密、用于保护设备身份安全的数字签名和HMAC模块，能够为物联网设备提供可靠的安全连接性能。 这款产品拥有丰富的外设，这也让其能拥有足够的能力应付各种场景的应用需求。与此同时，ESP32-H2即在不同的干扰、不同的温度变化下，仍有稳定的性能。 随着智能物联网的快速发展发展，智能家居具有广阔的市场前景。而语音交互作为人类自然的交流方式，成为打通智能家居的突破口。 目前智能音箱在传统音箱基础上增加了智能化功能，包括WiFi 连接、语音交互、海量内容等功能，智能音箱在智能家居领域中逐步占据较大的地位。 智能音频产品种类和出货量上涨，智能音频行业逐渐向人工智能、语音协同、万物互联领域迈进。更多终端设备正在走向智能化，包括照明、门锁、空调、冰箱、车载支架等设备正在快速的语音化，越来越多的消费者要求终端设备具备智能语音交互能力。

物联网“万物互联”的帷幕悄然拉开了。在这就需要解决“物”与“网”的连接问题，物联网生态系统的核心部分是连接和通信，这让远程和分散物体（设备，传感器节点，网关单元，云服务器）之间的连接和通信成为可能。 物联网无线接入技术种类众多，包括Zigbee、WiFi、蓝牙等短距离通信技术和LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT等无线通信技术。 NB-IoT是指窄带物联网技术，是一种低功耗(LPWA)网络技术标准，用于连接使用无线蜂窝网络的各种智能传感器和设备，是一种广泛应用的新兴技术。 NB-IoT技术可以理解为是LTE技术的“简化版”，NB-IoT网络是基于现有LTE网络进行改造得来的。LTE网络为“人”服务，为手机服务，为消费互联网服务；而NB-IoT网络为“物”服务，为物联网终端服务，为产业互联网（物联网）服务。 NB-IoT使用License频段，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，与现有网络共存，以降低部署成本、实现平滑升级。 WiFi俗称无线宽带网，以更快，更大容量的通信而闻名，可以使用2.4GHz和5GHz频带在50m范围内进行传输，是一种允许电子设备连接到一个无线局域网WLAN的技术。 WiFi是无线局域网（WLAN）的一个标准，WiFi有两种组网结构：一对多模式和点对点模式。 我们常用的WiFi是一对多结构的，一个AP（接入点），多个接入设备，我们用的无线路由器是其实就是路由器+AP。 WiFi还可以点对点结构，比如两个笔记本可以用WiFi连接起来不经过无线路由器。WiFi通过IEEE 802.11标准系列提供易于使用的短距离无线连接和跨厂商互操作性。 WiFi技术在物联网中广泛应用于电力监控、油田监测、环境监测、气象监测、水利监测、热网监测、电表监测、机房监控、车辆诱导、供水监控，带串口或485接口的PLC，RTU无线功能的扩展。 蓝牙是一种近距离无线数字通信技术标准，是在两个设备间进行无线短距离通信的简单、便捷的方法，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。 蓝牙还添加了AFH技术，自适应跳频，以在有WiFi信号的情况下避开WiFi的频率，提高抗干扰能力。蓝牙技术被广泛地用于手机、PDA等移动设备，PC、GPS设备，以及大量的无线外围设备（蓝牙耳机、蓝牙键盘等）。 针对物联网的应用需求进一步简化了蓝牙技术，BLE较传统蓝牙的特点就是低功耗，应用于对实时性要求较高，但对数据传输速率要求比较低的场景。通过BLE，蓝牙技术的演进方向开始对准物联网。 蓝牙5.1标准推出，在蓝牙5.0的基础上，新增多天线/AOA/AOD功能，增加了蓝牙的定位能力，定位的精度提升，由原先的10米级别提升至厘米级，这精度可使其在室内导航、物体追踪等大有可为。 “低功耗蓝牙”模式下实现了低功耗，覆盖范围增强；支持复杂网络，针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接等；增加设置设备间连接频率的支持，Ipv6网络支持；使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证；蓝牙模块体积很小，便于集成。

智能家居是以家庭居住场景为载体，以物联网为关键技术，融合自动控制技术、计算机技术、以及新兴发展的大数据、人工智能、云计算等技术；将家电控制、环境监控、影音娱乐、信息管理等功能有机结合，通过对家居设备线上集中管理提供安全、节能、便捷、舒适、以及智能化的家庭生活场景。 目前智能家居产品涵盖智能照明、智能音箱、智能插座、智能开关等智能单品和扫地机器人、智能家电等智能设备，这些产品广泛应用于家居生活中，市场前景广阔。 在此背景下，WiFi集成化方案凭借WiFi在传输性能、成本、普及度和使用便捷性等优势，成为智能家居的优选方案。 Wifi的传输速度快、通信距离远、成本适中，且Wifi路由器现已普及，Wifi的连接方式也十分便捷，通过Wifi为各类智能家居设备联网符合用户的日常使用习惯。随着近年来国家政策的鼓励支持、行业技术的成熟发展，我国智能家居渗透率和整体行业规模正在快速提升。 我们以智能家居方案为例，来测算国内智能家居市场WIfi MCU的规模。一户三居室的家庭配套的完整的智能家居方案中，包含智能音箱（至少1套）、智能门锁（1套）、智能灯具（4套）、智能开关（4套）、智能电饭煲（1套），智能窗帘（4套）、智能净化器（1套）、智能净水器（1套）以及智能空调（1套）等，合计需要约20个。 以全国至少2亿户家庭安装Wifi终端来测算，则全国Wifi MCU市场空间可以看到为200亿量级，市场空间十分广阔。 基于在WiFi MCU通信芯片领域持续的技术研发与积累，乐鑫相继研发出多款具有较强市场影响力的WiFi MCU芯片产品，目前飞睿科技代理乐鑫ESP32系列产品，在性能、集成度、功耗和稳定性等物联网核心要素方面具备显著的市场竞争优势。 深耕Wifi物联网芯片领域，产品市场竞争力显著，充分受益以智能家居、智能音箱和智能可穿戴等为代表的物联网市场。 智能音箱是指集成语音命令、虚拟助手等智能功能的音箱，它通过WiFi、蓝牙等无线连接协议，实现语音交互操作、语音唤醒及其他拓展应用功能，拥有人性化、智能化的操控体验。可应用于客厅、卧室、厨房等多个生活场景中。 ESP32系列芯片，采用双核结构、支持WiFi和蓝牙、功能更为丰富，开发更便捷，适应了下游物联网行业客户对产品后续开发的进阶需求。 ESP32芯片将bgn Wi-Fi和BLE合二为一，搭配双核32位Tensilica L108 MCU，主频可达250MHz，且具备多种低功耗模式供不同的物联网应用场景使用。ESP32内存空间变大供用户使用，且有更多的I/O口可供开发。 ESP32性能稳定，工作温度范围达到–40°C到+125°C。集成的自校准电路实现了动态电压调整，可消除外部电路缺陷并适应外部条件的变化。在智能家居、智能音箱、智能可穿戴产品等领域，ESP32具备突出的市场竞争优势。 随着物联网从家庭自动化领域拓展到如供暖、通风与空调（HVAC）、车库门和电风扇等家庭控制领域，以及在建筑和工业自动化领域的加速应用，市场对高度集成、可靠和安全的工业物联网（IIoT）连接性的需求增加，这就提升了市场对WiFi 单片机（MCU）的需求。