【技術(shù)分享】物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi技術(shù)詳解①--網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，Wi-Fi的應(yīng)用日益廣泛，最常用于為設(shè)備提供無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上云。Wi-Fi為何能從ZigBee、藍(lán)牙等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中脫穎而出，成為設(shè)備上云的第一選擇？本期文章帶你一起了解。

? 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議介紹

網(wǎng)絡(luò)通信其實(shí)就是不同的設(shè)備按同一套協(xié)議來(lái)互傳數(shù)據(jù)。這些協(xié)議包括了標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。其中最經(jīng)典的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議模型是應(yīng)用廣泛的TCP/IP參考模型，涉及應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)接口層。

圖1 TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和Wi-Fi協(xié)議架構(gòu)圖

Wi-Fi協(xié)議給TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)建了數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。例如致遠(yuǎn)電子的ZM602系列模塊，正是憑借強(qiáng)勁的射頻性能和穩(wěn)定的協(xié)議棧構(gòu)建起可靠的網(wǎng)絡(luò)接口層，實(shí)現(xiàn)了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接入條件，支持TCP/IP協(xié)議模型，因此能夠?qū)崿F(xiàn)直接聯(lián)網(wǎng)。

那同樣是無(wú)線(xiàn)協(xié)議，為什么藍(lán)牙/ZigBee等卻無(wú)法直接上“網(wǎng)”呢？這其實(shí)是用戶(hù)要上的“網(wǎng)”決定的。由于云是構(gòu)建在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的Internet上的，比如ZLG致遠(yuǎn)電子開(kāi)發(fā)的ZWS云平臺(tái)，這意味著要上云的話(huà)，產(chǎn)品需要支持IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。雖然藍(lán)牙和Wi-Fi都涵蓋了最下層的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，但是藍(lán)牙不支持IP網(wǎng)絡(luò)，與上層協(xié)議交互的地址信息和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的有明顯差異，如下表。所以藍(lán)牙無(wú)法將數(shù)據(jù)直接接入TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，Zigbee的情況同理，所以藍(lán)牙和zigbee不能直接上網(wǎng)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是因?yàn)樗{(lán)牙、zigbee這些物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不支持IP網(wǎng)絡(luò)接口，所以沒(méi)法直接上“網(wǎng)”。（注：本文不討論IPv6的內(nèi)容）

?Wi-Fi模組的功能

除了構(gòu)建物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，Wi-Fi模塊在上網(wǎng)時(shí)還承擔(dān)以下功能。

IoT Wi-Fi模塊（指嵌入了可編程單片機(jī)的Wi-Fi模塊），能獨(dú)立完整地實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議的全部?jī)?nèi)容。例如致遠(yuǎn)電子的ZM602系列模塊，相較于友商的產(chǎn)品，除了搭建通信距離更遠(yuǎn)的公里級(jí)通信的物理鏈路，還支持更為豐富的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括HTTP/HTTPS/TCP/UDP/MQTT/MQTT TLS等。用戶(hù)能直接調(diào)用模塊的這些功能，輕松實(shí)現(xiàn)TCP/UDP數(shù)傳、網(wǎng)頁(yè)顯示、上云等功能，是用戶(hù)簡(jiǎn)單上“網(wǎng)”的不二之選。

Transciever Wi-Fi模塊（指只支持收發(fā)功能的Wi-Fi模塊），主要是構(gòu)建更高速率、可靠的物理層。模塊的接口驅(qū)動(dòng)和上層協(xié)議則由外部主控系統(tǒng)單元去執(zhí)行。例如ZLG致遠(yuǎn)電子即將發(fā)布的ZM5825系列模塊，硬件上支持Wi-Fi 4和BLE 5.1共存的工作模式，也支持工業(yè)級(jí)（-40~+85℃）工作條件，支持SDIO接口，所以能在惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高速通信，為數(shù)傳、網(wǎng)頁(yè)顯示和上云等功能提供了更好的體驗(yàn)。