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  一、關(guān)于Wi-Fi模塊

  Wi-Fi模塊又名串口Wi-Fi模塊，屬于物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，功能是將串口或TTL電平轉(zhuǎn)為符合Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式模塊，內(nèi)置無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.11b.g.n協(xié)議棧以及TCP/IP協(xié)議棧。傳統(tǒng)的硬件設(shè)備嵌入Wi-Fi模塊可以直接利用Wi-Fi聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，是實(shí)現(xiàn)無線智能家居、M2M等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要組成部分。

  Wi-Fi模塊或者可通俗地理解為一種轉(zhuǎn)換器，將單片機(jī)的串口信號(hào)轉(zhuǎn)換成無限Wi-Fi信號(hào)，其工作原理主要是：網(wǎng)絡(luò)發(fā)送-TCP數(shù)據(jù) => 模塊 =>串口數(shù)據(jù)-單片機(jī)接收。反向也是一樣的，模塊僅是一個(gè)傳輸通道而已。

  二、Wi-Fi模塊的工作模式

  1、透傳模式

  透傳模式是wifi模塊的默認(rèn)模式，在該模式下，模塊實(shí)現(xiàn)串口與網(wǎng)絡(luò)之間的透明傳輸，實(shí)現(xiàn)通用串口設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞。

  該模式可以完全兼容用戶原有的軟件平臺(tái)。用戶設(shè)備基本不用做軟件改動(dòng)就可以實(shí)現(xiàn)支持無線數(shù)據(jù)傳輸。

  2、串口指令模式

  在該模式下，用戶可以按照我們的協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)器，無需重啟即可向不同的服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)。

  3、GPIO模式

  在該模式下，用戶可以發(fā)送協(xié)議的指令控制模塊的六個(gè)引腳，分別是TXD、RXD、CTS、RTS、nReady、nLink。

  4、HTTPD Client模式

  此模式用于從HTTP服務(wù)器請(qǐng)求數(shù)據(jù)或是向服務(wù)器提交數(shù)據(jù)。 用戶在用at指令或是網(wǎng)頁設(shè)置好HTTP報(bào)頭的具體內(nèi)容后。每次發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，模塊會(huì)自動(dòng)將所發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成HTTP協(xié)議數(shù)據(jù)，發(fā)送到指定HTTP服務(wù)器上。方便用戶直接從HTTP服務(wù)器讀取或提交數(shù)據(jù)。

  三、Wi-Fi模塊的分類

  1、通用Wi-Fi模塊

  通用Wi-Fi模塊的Wi-Fi協(xié)議棧和驅(qū)動(dòng)是在安卓、Windows、IOS的系統(tǒng)里跑的，需要非常強(qiáng)大的CPU來完成應(yīng)用，如手機(jī)、筆記本、平板電腦上的USB或者SDIO接口模塊。

  2、路由器方案Wi-Fi模塊

  典型的是家用路由器，協(xié)議和驅(qū)動(dòng)是借助擁有強(qiáng)大Flash和Ram資源的芯片加Linux操作系統(tǒng)。

  3、嵌入式Wi-Fi模塊

  32位單片機(jī)，內(nèi)置Wi-Fi驅(qū)動(dòng)和協(xié)議，接口為一般的MCU接口如UART等，適合于各類智能家居或智能硬件單品。

  現(xiàn)在很多廠家已經(jīng)嘗試將Wi-Fi模塊加入電視、空調(diào)等設(shè)備中，以搭建無線家居智能系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)APP的操控以及和阿里云，京東云，百度云等互聯(lián)網(wǎng)巨頭云端的對(duì)接，讓家電廠家快速方便的實(shí)現(xiàn)自身產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化智能化并和更多的其他電器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

  四、Wi-Fi模塊的應(yīng)用領(lǐng)域

  串口(RS232/RS485)轉(zhuǎn)WiFi 、TTL轉(zhuǎn)WiFi;

  Wi-Fi 監(jiān)控、TCP/IP和 Wi-Fi協(xié)處理器;

  Wi-Fi 遙控飛機(jī)、車等玩具領(lǐng)域;

  Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)收音機(jī)、攝像頭、數(shù)碼相框;

  醫(yī)療儀器、數(shù)據(jù)采集、手持設(shè)備;

  Wi-Fi 脂肪稱、智能卡終端;家居智能化;

  儀器儀表、設(shè)備參數(shù)監(jiān)測(cè)、無線POS 機(jī);

  現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、軍事領(lǐng)域等其他無線相關(guān)二次開發(fā)應(yīng)用。

  五、WiFi模塊的智能控制

  Wi-Fi 模塊智能控制是如何實(shí)現(xiàn)的?可以從控制的距離來分可以分為局域網(wǎng)控制和廣域網(wǎng)控制。

  1、局域網(wǎng)控制

  方法一：Wi-Fi 模塊工作在AP模式，智能終端(手機(jī)、平板)直接接入Wi-Fi 模塊提供的網(wǎng)絡(luò)，在同一個(gè)熱點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無線控制。(如圖一左邊)

  但是由于Wi-Fi 模塊工作AP模式也就是熱點(diǎn)模式下，它接入的智能設(shè)備端有限，大多可提供數(shù)個(gè)其他智能控制端(如手機(jī)平板)。(如圖一右邊)

  局域網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制(圖一)

  方法二：Wi-Fi 模塊工作sta模式，智能終端和Wi-Fi 模塊工作由無線路由器提供的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過無線路由器轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)無線控制。(如圖二)

  局域網(wǎng)過路由器點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制(圖二)

  方法三：利用Wi-Fi 的STA模式作為中控器，Wi-Fi 中控器和其他設(shè)備終端的無線通訊可以采用433技術(shù)、315技術(shù)、2.4G技術(shù)，形成一個(gè)以Wi-Fi 中控器的局域網(wǎng)。(如圖三)

  433和Wi-Fi 技術(shù)局域網(wǎng)控制(圖三)

  提示：433無線技術(shù)是無線單向技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)，傳輸距離比較遠(yuǎn);Wi-Fi 中控器與433開關(guān)之間采用433技術(shù)通訊。此時(shí)的Wi-Fi 模塊處于STA模式。

  2.4G與wifi局域網(wǎng)控制方式(圖四)

  提示：2.4G技術(shù)是雙線無線技術(shù)，但是傳輸距離相對(duì)較短;Wi-Fi 中控器與2.4G開關(guān)之間采用2.4G技術(shù)通訊，此時(shí)的Wi-Fi 模塊處于STA模式。

  2、廣域網(wǎng)控制

  方法一：單純Wi-Fi 技術(shù)，利用無線路由器作為中控中心。此時(shí)的Wi-Fi 模塊工作在STA模式下。Wi-Fi 模塊的MAC地址綁定在服務(wù)中， Wi-Fi 模塊的數(shù)據(jù)經(jīng)過路由器發(fā)出。與手機(jī)的2G、3G、4G或者其他wifi網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到控制。(如圖五)

  廣域網(wǎng)Wi-Fi 遠(yuǎn)程控制(圖五)路由器作為中控制，Wi-Fi 模共組STA模式下，形成廣域網(wǎng)控制。

  方法二：Wi-Fi 技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合，如Wi-Fi 與2.4G或者wifi與433技術(shù)等等。此時(shí)的Wi-Fi模塊工作在STA模式下，手機(jī)的2G、3G、4G或者其他Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到控制。(圖六為Wi-Fi與433技術(shù)結(jié)合)

  433技術(shù)和Wi-Fi模塊技術(shù)廣域網(wǎng)控制技術(shù)(圖六)

  Wi-Fi模塊作為中控器與433無線技術(shù)結(jié)合，形成廣域網(wǎng)控制示意圖(如圖七)

  2.4G與Wi-Fi模塊技術(shù)遠(yuǎn)程控制示意圖(圖七)

  Wi-Fi 模塊作為中控器與2.4G無線技術(shù)結(jié)合，形成廣域網(wǎng)控制示意圖;廣域網(wǎng)控制就是這樣實(shí)現(xiàn)的。