wifi在物联网领域的应用发展前景如何？

在无线连接领域，WiFi 和蓝牙长期以来各司其职，WiFi 以传输速率快，传输数据量大在家庭网关中得到广泛应用，蓝牙以低功耗在消费电子产品中广受欢迎，但是两者也在慢慢弥补弱势，扩大地盘。

“Wi-Fi 出现早期，很多应用都是电源供电，不用考虑功耗问题。随着无线化时代的来临，以前的 Wi-Fi 由于带有电源线无法实现真正无线化，所以出现了 ZigBee 和蓝牙作为替代方案。在网关是 AP（无线接入点）的情况下，其他技术方案要联网必须使用网关等其他设备，成本增加。”Dialog 半导体公司连接和音频业务部产品营销总监崔南岫解释，“目前，几乎每个家庭都会采用 Wi-Fi，但是 Wi-Fi 的功耗太大，如果克服这个致命的弱点，Wi-Fi 在物联网领域的应用前景非常明朗，因此我们开发了超低功耗 Wi-Fi，克服了 Wi-Fi 的根本弱点。”

崔南岫介绍，“之前，Dialog 推出了超低功耗芯片 FC9000，DA16200 是第二代 Wi-Fi 网络 SoC 芯片，两代芯片都满足了 Wi-Fi 规范的标准，新产品的功耗是上一代产品的 1/3；另外，上一代芯片的处理器是 ARM Cortext-M0， 第二代采用了 ARM Cortext-M4F，芯片的尺寸也缩小了，以前是 7x7，现在的芯片 QFN 封装是 6x6，fcCSP 封装的芯片是 3.8x3.8。DA16200 采用 8 寸 40nm 工艺，在开放空间中，其传输距离可以达到 300 米。DA16200 利用 Dialog VirtualZero 技术的模块，为 Wi-Fi 联网、电池供电的 IoT 设备提供突破性电池续航能力，可使设备始终保持联网，并使电池续航能力达到一年乃至三到五年。与竞争对手的 Wi-Fi SoC 不同，DA16200 是特别优化以支持这些电池供电的 IoT 设备。”

不牺牲功能且功耗极低

一般讨论无线连网，我们经常对比各种方式的功耗，针对 DA16200 的功耗，Dialog 并没有给出具体数字，而是通过几个具体实例来体现来功耗到底有多低。以 Wi-Fi 安防监控摄像头为例，10 MB HD 视频，如果每天使用 5 次，可以达到 1 年以上电池续航能力；每天使用 20 次的智能门锁，使用 4 个 5 号 AA 干电池，可实现 1 年以上电池续航能力；如果每天使用 30 次的温控器，可以达到 3 年以上的电池续航能力；温度 / 湿度传感器，如果每天使用 1，440 次（每分钟采集一次），使用 2 个 7 号 AAA 干电池，可实现 4 年以上电池续航能力。相比以往的 Wi-Fi 芯片，新产品的功耗显著降低了。

Dialog能够实现低功耗的关键技术是 VirtualZero 技术。崔南岫解释，“我们的新产品是专门针对使用电池的产品而开发的，VirtualZero 技术是我们的专利技术，它的意思是在一直保持联网的情况之下功耗几乎为 0，当然不完全是 0，而是功耗非常低。所以在保持联网时，随时可以对它进行控制，让它把收集的数据传输过来。”

DA16200 框图

另外，在保持网络的连接，加载网络证书和保持网络在线的情况下。一段时间内，Wi-Fi 如果没有运作，没有给 AP 一个讯号，会被踢掉。DA16200 不会真正踢掉，而是一直保持连接，芯片的功耗可以做非常低。崔南岫表示，“在联网状态下实现低功耗才是真正实现低功耗的技术。”

“如果牺牲掉 Wi-Fi 的部分功能实现超低功耗，那不是真正的超低功耗。”崔南岫强调，“DA16200 自主运行整个 Wi-Fi 系统、安全和网络协议栈，无需外部的网络处理器、CPU 或微控制器。它包含一个 802.11b/g/n 无线电（PHY）、基带处理器、MAC、片上内存、专用加密引擎、和 ARM Cortex-M4F 主机网络应用处理器，这些全部集成在单片硅芯片上。为了实现更宽的覆盖范围，并且不牺牲电池续航能力，DA16200 还集成了一个功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA），为用户提供了行业领先的输出功率和接收器灵敏度。”

睡眠状态下实时监测，确保设备的安全性

很多物联网设备在低功耗模式的模式下关闭了一些重要模块，更加容易受到黑客攻击，Dialog 的产品如何在这种情况下确保安全性？崔南岫解释，关于安全部分，除了采取了 Wi-Fi 规定的所有的安全措施以外，我们还设置了加密引擎，有些厂商直接做了一些证书来与我们的 Wi-Fi 芯片协议结合，加上更安全措施，这些我们的芯片都可以支持，目前我们的产品可以支持企业级的安全性。虽然在睡眠模式 3 的时候，我们的加密系统是暂时不工作的，但是它会一直监听路由器是否在发送信息，如果路由器发出信息，我们再次用加密系统进行加密，并通过路由器与服务器通讯。

DA16600 里面有 ROM 和 SRAM，安全系统硬件加密的引擎在里面，在睡眠模式下，其会保持网络连接、加载网络证书。

“Wi-Fi + BLE”二合一模块的双重组合

除了超低功耗的 Wi-Fi SoC 芯片 DA16200，Dialog 还推出了“Wi-Fi + BLE”二合一模块 DA16600。那么，DA16200 和 DA16600 的市场定位有什么不同？崔南岫表示，“DA16200 模块是采用了 DA16200 芯片的一个模块产品。DA16600 是 DA16200 芯片加上一个低功耗蓝牙芯片 DA14531 集成在一起的一个模块。DA16200 的模块是单纯超低功耗的 Wi-Fi 模块，DA16600 是二合一的模块。关于两者的市场定位，DA16200 的成本较低，DA16600 成本较高，如果用户的设计通过 WiFi 单独可以完整采用 DA16200 即可，如果不存在成本问题，DA16600 兼具 WiFi 和 BLE 的功能，用户使用更加方便。”

而且 DA16600 模块已经通过了各个国家的主要 Wi-Fi 认证，客户要做自己的模块或者委托更低成本的生产商，Dailog 全部开放整个模块的设计，客户可以直接做模块，甚至销售卖模块。

Wi-Fi 和 BLE 的组合难点是 Wi-Fi 的功耗特别大，噪声很大，可能把 BLE 信号淹没，崔南岫也承认这是 Wi-Fi 和 BLE 一起用时面临的困扰，他表示，我们在这方面有非常专业的技术能力，我们叫 Wi-Fi 和 BLE 共存的方案，目前软件和硬件的整套方案都已经做出来了，如果用户采用该方案，我们全部都开放给客户。

关于既需要 Wi-Fi 又需要 BLE 的应用，崔南岫列举了 DA16600 的最常见应用，例如，消费者买来一款电子产品后，先要做配网，其实 Wi-Fi 单独配网也可以，但很多消费者由于不熟悉会出问题，所以通过 BLE 用手机连接直接配网就很方便，比如小米通过手机 BLE 来配网，这是最常见的二合一模块的使用场景；另外，Wi-Fi 本身和蓝牙不同，BLE 的功耗非常低，但远距离无法传输大量的数据，而 WiFi 可以传输大数据，因此两者结合可以在应用层面进行安排和设计。

Combo形式or 独立模块？各有利弊

相对Dialog的 DA16600 集成了两颗 SoC，有些厂商喜欢将 Wi-Fi 6+BLE 做成 combo 的形式，支持不同的无线协议。二合一模块和单独 Wi-Fi 模块相比，二合一模块更贵，如果用户只需要 Wi-Fi 功能，可以选择单独 Wi-Fi 模块，两个都需要选择二合一模块最好。崔南岫表示，现在 Dailog 是将两个芯片合成一个模块，下一代的产品会有二合一的 SoC 芯片计划。

未来在智能家居应用中，最主流的连接技术是 Wi-Fi、蓝牙、ZigBee 还是多连接技术的 combo？这个问题很有争议，在崔南岫看来，到目前为止，家庭物联网最便宜而且最方便的联网工具是 Wi-Fi ，因为中国的家庭高速网络普及率非常高。如果你要用 ZigBee 或者 BLE、蓝牙就需要网关，如果不用网关，直接联网 Wi-Fi 是最方便。但是目前很多 Wi-Fi 芯片无法做到像 ZigBee、BLE 的低功耗，所以 ZigBee、BLE 都是因为 Wi-Fi 的弱点而出现的技术，不过它们在大数据传输时耗时长，联网都需要网关。如今我们推出低功耗 Wi-Fi 芯片，可以解决 WiFi 的功耗问题。现在我们推出了第二代芯片，未来可能会出第三代、第四代，最主要的目标是更低的功耗、更强大的覆盖范围，所以我认为 Wi-Fi 会成为家庭物联网的主流。

既然实现了确保功能且低功耗，DA16200 是否和 Dialog 的蓝牙芯片形成竞争？崔南岫解释，“这款 WiFi 芯片和蓝牙芯片不会打架，因为我们公司两种芯片都有。我觉得蓝牙芯片的功耗确实比 Wi-Fi 芯片更低，但是 BLE 的传输距离有限，能传输的数据量也有差距。所以针对较少的数据、短距离传输的应用，采用低功耗蓝牙就可以实现。对于大数据数据、远距离传输采用 Wi-Fi 就好。我们的 Wi-Fi 芯片和 BLE 芯片是可以实现互补的方案。”
责任编辑：tzh