众所周知,物联网成功所依赖的一个关键是,能够通过互联网将大量设备连接到世界其他地方。因此,安全的五年通信是重要的一部分。问题是哪种技术最合适?有多种选择,每种选项都提供了不同的方法来建立物联网应用的连接。其中,wifi,蓝牙和蜂窝电话是当今最火的。使用哪个将取决于应用、范围、数据吞吐量和电池寿命,甚至可能需要组合技术。本文重点介绍了wifi可能成为智慧家居最受欢迎的物联网技术之一的原因。我们将了解wifi在基于传感器的网络中的不同应用以及wifi芯片对智能家居应用的要求。wifi已经是一种无处不在的连接解决方案,预计到2021年wifi出货量将达到接近40亿台。低数据速率,低功耗wifi的主应用领域是智能家居、可穿戴设备和医疗保健以及商业和工业领域。预计智能家居市场将占据最大份额。
智能家居和物联网
与其他技术相比,智能家居应用中wifi的普及有几个原因。它具有易于设置,原生IP网络支持,可用网络管理工具以及人们对它的普遍熟悉程度。
然而,与其他技术比,wifi的缺点是,它是一种更耗电的技术,因此为了确保其物联网的实用性,必须采取措施确保以尽可能节能的方式设计。
设计用于满足物联网应用的低功耗要求的任何wifi产品通常需要具有以下特征:
为物联网设计的核心
低功耗指标
低模具面积和物料清单(BOM)
低成本解决方案
易于集成到SoC中
灵活的分区和接口
强大的性能
满足或超过标准IEEE要求
现场验证的解决方案
通过wifi认证的互操作性和资格要求
在智能家居领域,功耗是关键驱动因素
智能家居中的设备(受控设备)分为三类(从功耗的角度来看)。
设备类型 |
功耗灵敏度 |
墙上电源供电 |
低功耗灵敏度 |
充电 |
中等功率灵敏度 |
电池供电 |
高功率灵敏度 |
由于电池供电设备具有高功率灵敏度,因此可以认为wifi不适合他们。因此,要了解wifi功耗,通过分析控制器和受控设备之间的不同消息交换,深入了解不同的功耗方案。
以恒温器、烟雾报警器和智能门锁为例,探索wifi的使用情况。
在这三种应用方案下,受控设备都需要交换:
初始化/认证消息 - 上电时的一次性消息交换。
保持活动消息(k) - 大约每30秒发送一次消息以维持关联。
如果配置为省电,则在关联时,受控设备将大部分时间用于“连接待机”状态
设备会定期唤醒(称为DTIM以接收[a]信标(b)
设备将简单地接收[a]信标并返回睡眠状态。
处于活动状态的消息可以是以下类型中的一种:
定期数据传输 - 每60分钟发送记录温度的恒温器。
事件触发数据传输 - 烟雾警报器检测烟雾或火灾并发送警报。
智能门锁 - 智能手机(控制器)通过应用程序发送命令以锁定/解锁门。
为了实现最低功耗并因此延长电池寿命,不仅需要优化发送和接收功耗,还需要优化连接的待机功率(包括启动和睡眠状态下消耗的功率)。
通常,现有的wifi内核设计用于快速发送和接收大量数据,并且未经优化以实现最低功率以延长物联网应用所需的电池供电设备的寿命。
结论
总而言之,wifi广泛应用于物联网将会是未来的趋势,低功耗是关键驱动因素。但是,为物联网重新利用现有的wifi核心并不是一个理想的解决方案。