您的无线选择：Wi-Fi、蓝牙，还是两者兼而有之？

为设备提供无线连接的最佳方式是什么？答案是“视情况而定”。这取决于设备的用途、需要连接的对象、需要支持的数据速率和容量、功率预算、射频 (RF) 环境、预期价格以及许多其他因素。

缩小选项范围的一种方法是查看最流行的无线协议的来源，以此了解在您的设计中应用它们的适当方法。

以近乎无处不在的 Wi-Fi 为例，它的开发旨在将流行的有线 IEEE 802.3 以太网标准扩展到粗 Cat5 电缆和 RJ45 连接器之外的更优雅的无线物理接口。由于其有线网络传统，Wi-Fi 是实现无线接口的一种相对复杂且耗电的方式。Wi-Fi 芯片和模块通常集成了对传输控制协议 (TCP)/互联网协议 (IP) 堆栈的支持，可实现互联网连接，但这种集成意味着必须运行相对复杂的软件。这反过来又会影响实施的成本和功耗。基于 Wi-Fi 的网络也往往具有星形拓扑结构，其中一个接入点充当多个设备的互联网网关。

另一方面，蓝牙是作为一种“无线线路”或通用无线方法开发的，用于取代移动电话早期使用的多种“有线连接”标准。（有趣的是，无线通用串行总线 (WUSB) 试图为现在无处不在的 USB 连接器做类似的事情，但尽管投入了数亿美元，但不知何故它并没有成功。）由于其传统，蓝牙实现倾向于比 Wi-Fi 连接使用更少的能量，传输数据更慢，并且覆盖范围更短。他们建立点对点或网状网络拓扑，而不是 Wi-Fi 的星形拓扑。

对于许多物联网 (IoT) 设备设计人员而言，功耗是选择使用哪种无线接口的决定性因素。Wi-Fi 通常在这里失败，因为与蓝牙的 3mA 相比，常见的实现在活动数据传输期间可以消耗高达 300mA 的电流，而与蓝牙的 50nA 相比，它在空闲状态下消耗 1mA。如果您正在尝试构建可以在纽扣电池上运行十年的设备（例如，想想关门传感器），那么这些数字将有效地为您做出选择。蓝牙自推出以来也稳步发展，例如可显着降低功耗的低功耗蓝牙 (BLE)，成功实现了健身监视器、玩具和遥感等新应用。

设计人员在选择无线标准时面临的另一个重要问题是“自制还是外购”问题：也就是说，无线接口的实现方式是否会定义您设计的差异化价值，还是仅仅拥有一个无线接口就足够了？如果是后者，那么设计人员只需购买一个封装解决方案，就可以从大量复杂的射频工程、印刷电路板 (PCB) 设计、固件开发和验证以及认证挑战中解脱出来。当然，这些可能看起来比自己动手 (DIY) 的方法成本更高，但它们可能会大大缩短设计的上市时间，使您的设计能够抢占竞争对手的先机，从而达到更高的批量定价比其他方式更快。

探索您的选择的一种实用方法是找到一家供应商，该供应商生产一系列尺寸相似的 Wi-Fi 和/或蓝牙模块。松下可以在这方面提供帮助，提供 Wi-Fi 模块和集成 Wi-Fi 和蓝牙的模块系列。

Panasonic PAN9420 嵌入式 Wi-Fi 模块支持 2.4GHz的802.11 b/g/n Wi-Fi 标准。它有一个板载中央处理器 (CPU) 来运行完整的网络 IP 堆栈以及 Web 服务器、内部静态随机存取存储器 (SRAM) 和系统内可编程闪存（图 1）。该模块同时支持接入点和基础设施模式，可以轻松设置与智能设备和家庭网络路由器的同步 Wi-Fi 连接。该固件还支持客户端、微接入点和临时模式应用程序。它还可以通过无线方式接收更新，这是物联网设备的一项至关重要的功能。

图 1：Panasonic PAN9420 Wi-Fi 模块有一个板载 CPU 来运行完整的网络堆栈。（来源：松下）

对于更复杂的应用，松下提供PAN9026 Wi-Fi 和蓝牙无线电模块（图 2). 这些模块在 2.4GHz 和 5GHz 以及蓝牙和 BLE 协议下运行 802.11 a/b/g/n Wi-Fi。这些模块的功能使设计人员能够构建包括 Wi-Fi 和蓝牙连接的混合设备。这允许诸如 Wi-Fi 接入点之类的用例，这些用例也可以提供对在网状网络中相互连接的低成本 BLE 设备网络的互联网访问。此外，这些模块还有一个“共存接口”，可以在多个共址 Wi-Fi 网络、蓝牙和/或移动网络（如长期演进 (LTE)）之间进行仲裁，所有这些都意味着这些模块可以与更灵活的连接解决方案一起使用。

图 2：PAN9026 Wi-Fi 和蓝牙无线电模块可以充当在不同无线接口上运行的设备之间的桥梁。（来源：松下）

PAN9420 和 PAN9026 模块均提供支持。PAN9420 评估套件包括一个 PAN9420 主机板，带有两个 USB 到通用异步接收器/发送器 (UART) 转换器，以及一个 PAN9420 目标板，带有一个 PAN9420 Wi-Fi 模块。该模块本身加载了用于 IoT 应用程序和服务 Web 内容的示例固件。

PAN9026 评估套件包括微型安全数字 (SD) 适配器、Cortex A9 微控制器和微型 SD 卡，以及 Yocto Linux XFCE 桌面环境映像。还有一根电源线，可将 USB-A 连接器适配到 5.5/2.5 毫米插头。

在本次讨论开始时，我们问道：“为设备提供无线连接的最佳方式是什么？” 答案可能仍然是“视情况而定”，但嵌入式模块（如本文中概述的模块）的可用性至少使探索这些选项变得更加容易。这也可能意味着在某些情况下您不必选择其中之一，因为您可以两者兼得。

审核编辑黄昊宇