关于WiFi 6技术,这篇说得最详细

关于WiFi 6技术,这篇说得最详细,第1张

12 个空间流与 256-QAM 调制。
2 2 个空间流与 256-QAM 调制。
3 3 个空间流与 64-QAM 调制。

Wi-Fi 已成为当今世界无处不在的技术,为数十亿设备提供连接,也是越来越多的用户上网接入的首选方式,并且有逐步取代有线接入的趋势。为适应新的业务应用和减小与有线网络带宽的差距,每一代 80211 的标准都在大幅度的提升其速率。

1997 年 IEEE 制定出第一个无线局域网标准 80211,数据传输速率仅有 2Mbps,但这个标准的诞生改变了用户的接入方式,使人们从线缆的束缚中解脱出来。

随着人们对网络传输速率的要求不断提升,在 1999 年 IEEE 发布了 80211b 标准。80211b 运行在 24 GHz 频段,传输速率为 11Mbit/s,是原始标准的 5 倍。同年,IEEE 又补充发布了 80211a 标准,采用了与原始标准相同的核心协议,工作频率为 5GHz,最大原始数据传输率 54Mbit/s,达到了现实网络中等吞吐量(20Mbit/s)的要求,由于 24GHz 频段已经被到处使用,采用 5GHz 频段让 80211a 具有更少冲突的优点。

2003 年,作为 80211a 标准的 OFDM 技术也被改编为在 24 GHz 频段运行,从而产生了 80211g,其载波的频率为 24GHz(跟 80211b 相同),原始传送速度为 54Mbit/s, 净传输速度约为 247Mbit/s(跟 80211a 相同)。
对 Wi-Fi 影响比较重要的标准是 2009 年发布的 80211n,这个标准对 Wi-Fi 的传输和接入进行了重大改进,引入了 MIMO、安全加密等新概念和基于 MIMO 的一些高级功能 (如波束成形,空间复用),传输速度达到 600Mbit/s。 此外,80211n 也是第一个同时工作在 24 GHz 和 5 GHz 频段的Wi-Fi 技术。

然而,移动业务的快速发展和高密度接入对 Wi-Fi 网络的带宽提出了更高的要求,在2013 年发布的 80211ac 标准引入了更宽的射频带宽(提升至 160MHz)和更高阶的调制技术(256-QAM),传输速度高达 173Gbps,进一步提升 Wi-Fi 网络吞吐量。另外,在 2015 年发布了 80211ac wave2 标准,将波束成形和 MU-MIMO 等功能推向主流,提升 了系统接入容量。但遗憾的是 80211ac 仅支持 5GHz 频段的终端,削弱了 24GHz 频段下的用户体验。

然而,随着视频会议、无线互动 VR、移动教学等业务应用越来越丰富,Wi-Fi 接入终端越来越多,IoT 的发展更是带来了更多的移动终端接入无线网络,甚至以前接入终端较少的家庭 Wi-Fi 网络也将随着越来越多的智能家居设备的接入而变得拥挤。因此 Wi-Fi 网络仍需要不断提升速度,同时还需要考虑是否能接入更多的终端,适应不断扩大的客户端设备数量以及不同应用的用户体验需求。

下一代Wi-Fi 需要解决更多终端的接入导致整个Wi-Fi 网络效率降低的问题,早在2014 年 IEEE 80211 工作组就已经开始着手应对这一挑战, 预计在 2019 年正式推出的80211ax(下个章节介绍为什么叫 Wi-Fi 6)标准将引入上行 MU-MIMO、OFDMA 频分复用、1024-QAM 高阶编码等技术,将从频谱资源利用、多用户接入等方面解决网络容量和传输效率问题。目标是在密集用户环境中将用户的平均吞吐量相比如今的 Wi-Fi 5 提高至少4 倍,并发用户数提升 3 倍以上,因此,Wi-Fi 6(80211ax)也被称为高效无线(HEW)。

Wi-Fi 6 是下一代 80211ax 标准的简称。随着 Wi-Fi 标准的演进,WFA 为了便于 Wi- Fi 用户和设备厂商轻松了解其设备连接或支持的 Wi-Fi 型号,选择使用数字序号来对 Wi- Fi 重新命名。另一方面,选择新一代命名方法也是为了更好地突出 Wi-Fi 技术的重大进步, 它提供了大量新功能,包括增加的吞吐量和更快的速度、支持更多的并发连接等。根据 WFA 的公告,现在的 Wi-Fi 命名分别对应如下 80211 技术标准:

和以往每次发布新的 80211 标准一样,80211ax 也将兼容之前的 80211ac/n/g/a/b 标准,老的终端一样可以无缝接入 80211ax 网络。

4G 是移动网络高速率的代名词,同样,Wi-Fi 6 是无线局域网高速率的代名词,但这个高速率是怎么来的,由以下几个因素决定。

1空间流数量 空间流其实就是 AP 的天线,天线数越多,整机吞吐量也越大,就像高速公路的车道一样,8 车道一定会比 4 车道运输量更大。

表 2 不同 80211 标准对应的空间流数量 2Symbol 与 GI Symbol 就是时域上的传输信号,相邻的两个Symbol 之间需要有一定的空隙(GI),以避免 Symbol 之间的干扰。就像中国的高铁一样,每列车相当于一个 Symbol, 同一个车站发出的两列车之间一定要有一个时间间隙,否则两列车就可能会发生碰撞。不同 Wi-Fi 标准下的间隙也有不同,一般来说传输速度较快时 GI 需要适当增大,就像同一车道上两列 350KM/h 时速的高铁发车时间间隙要比时速 250KM/h 时速的高铁发车间隙要大一些。

表 3 80211 标准对应的 Symbol 与GI 数据
3编码方式 编码方式就是调制技术,即 1 个 Symbol 里面能承载的 bit 数量。从 Wi-Fi 1 到 Wi-Fi 6,每次调制技术的提升,都能至少给每条空间流速率带来 20%以上的提升。

表 4 80211 标准对应的 QAM 4码率 理论上应该是按照编码方式无损传输,但现实没有这么美好。传输时需要加入一些用于纠错的信息码,用冗余换取高可靠度。码率就是排除纠错码之后实际真实传输的数据码占理论值的比例。

表 5 80211 标准对应的码率 5有效子载波数量 载波类似于频域上的 Symbol,一个子载波承载一个 Symbol,不同调制方式及不同频宽下的子载波数量不一样。

表680211 标准对应的子载波数量
至此,我们可以计算一下 80211ac 与 80211ax 在 HT80 频宽下的单条空间流最大速率:

Wi-Fi 6(80211ax)继承了Wi-Fi 5(80211ac)的所有先进 MIMO 特性,并新增了许多针对高密部署场景的新特性。以下是Wi-Fi 6 的核心新特性:

下面详细描述这些核心新特性。

图 2-1 OFDM 工作模式 80211ax 中引入了一种更高效的数据传输模式,叫 OFDMA(因为 80211ax 支持上下行多用户模式,因此也可称为 MU-OFDMA),它通过将子载波分配给不同用户并在OFDM 系统中添加多址的方法来实现多用户复用信道资源。迄今为止,它已被许多无线技术采用,例如 3GPP LTE。此外,80211ax 标准也仿效 LTE,将最小的子信道称为“资源单位(Resource Unit,简称 RU)”,每个 RU 当中至少包含 26 个子载波,用户是根据时频资源块 RU 区分出来的。我们首先将整个信道的资源分成一个个小的固定大小的时频资源块 RU。在该模式下,用户的数据是承载在每一个 RU 上的,故从总的时频资源上来看,每一个时间片上,有可能有多个用户同时发送(如下图)。

图 2-2 OFDMA 工作模式 OFDMA 相比 OFDM 一般有三点好处:

图 2-3 不同子载波频域上的信道质量

因为 80211ac 及之前的标准都是占据整个信道传输数据的,如果有一个 QOS 数据包需要发送,其一定要等之前的发送者释放完整个信道才行,所以会存在较长的时延。在OFDMA 模式下,由于一个发送者只占据整个信道的部分资源,一次可以发送多个用户的数据,所以能够减少 QOS 节点接入的时延。

表 7不同频宽下的 RU 数量

图 2-4RU 在 20MHz 中的位置示意图 RU 数量越多,发送小包报文时多用户处理效率越高,吞吐量也越高,下图是仿真收益:

图 2-5 OFDMA 与 OFDM 模式下多用户吞吐量仿真

图 2-6 SU-MIMO 与 MU-MIMO 吞吐量差异

图 2-7 8x8 MU-MIMO AP 下行多用户模式调度顺序

图 2-8 多用户模式上行调度顺序 虽然 80211ax 标准允许OFDMA 与 MU-MIMO 同时使用,但不要 OFDMA 与 MU- MIMO 混淆。OFDMA 支持多用户通过细分信道(子信道)来提高并发效率,MU-MIMO 支持多用户通过使用不同的空间流来提高吞吐量。下表是 OFDMA 与 MU-MIMO 的对比:

表 8 OFDMA 与 MU-MIMO 对比

图 2-9 256-QAM 与 1024-QAM 的星座图对比 需要注意的是 80211ax 中成功使用 1024-QAM 调制取决于信道条件,更密的星座点距离需要更强大的 EVM(误差矢量幅度,用于量化无线电接收器或发射器在调制精度方面的性能)和接受灵敏度功能,并且信道质量要求高于其他调制类型。

图 2-10 80211 默认 CCA 门限
例如图 12,AP1 上的 STA1 正在传输数据,此时,AP2 也想向 STA2 发送数据,根据Wi-Fi 射频传输原理,需要先侦听信道是否空闲,CCA 门限值默认-82dBm,发现信道已被STA1 占用,那么 AP2 由于无法并行传输而推迟发送。实际上,所有的与 AP2 相关联的同信道客户端都将推迟发送。引入动态 CCA 门限调整机制,当 AP2 侦听到同频信道被占用时,可根据干扰强度调整 CCA 门限侦听范围(比如说从-82dBm 提升到-72dBm),规避干扰带来的影响,即可实现同频并发传输。

图 2-11 动态 CCA 门限调整 由于 Wi-Fi 客户端设备的移动性,Wi-Fi 网络中侦听到的同频干扰不是静态的,它会随着客户端设备的移动而改变,因此引入动态 CCA 机制是很有效的。80211ax 中引入了一种新的同频传输识别机制,叫 BSS Coloring 着色机制,在 PHY 报文头中添加 BSS color 字段对来自不同BSS 的数据进行“染色”,为每个通道分配一种颜色,该颜色标识一组不应干扰的基本服务集(BSS),接收端可以及早识别同频传输干扰信号并停止接收,避免浪费收发机时间。如果颜色相同,则认为是同一 BSS 内的干扰信号, 发送将推迟;如果颜色不同,则认为两者之间无干扰,两个 Wi-Fi 设备可同信道同频并行传输。以这种方式设计的网络,那些具有相同颜色的信道彼此相距很远,此时我们再利用动态CCA 机制将这种信号设置为不敏感,事实上它们之间也不太可能会相互干扰。

图 2-12 无BSS Color 机制与有BSS Color 机制对比

图 2-13 Long OFDM symbol 与窄带传输带来覆盖距离提升

前面的几大核心技术已经足够证明 80211ax 带来的高效传输和高密容量,但80211ax 也不是 Wi-Fi 的最终标准,这只是高效无线网络的开始,新标准的 80211ax 依然需要兼容老标准的设备,并考虑面向未来物联网络、绿色节能等方向的发展趋势。以下是 80211ax 标准的其他新特性:

下面详细描述这些新特性。

我们都知道 24GHz 频宽窄,且仅有 3 个 20MHz 的互不干扰信道(1,6 和 11),在 80211ac 标准中已经被抛弃,但是有一点不可否认的是 24GHz 仍然是一个可用的 Wi-Fi 频段,在很多场景下依然被广泛使用,因此,80211ax 标准中选择继续支持 24GHz,目的就是要充分利用这一频段特有的优势。

无线通信系统中,频率较高的信号比频率较低的信号更容易穿透障碍物,而频率越低, 波长越长,绕射能力越强,穿透能力越差,信号损失衰减越小,传输距离越远。虽然 5GHz 频段可带来更高的传播速度,但信号衰减也越大,所以传输距离比 24GHz 要短。因此,我们在部署高密无线网络时,24GHz 频段除了用于兼容老旧设备,还有一个很大的作用就是边缘区域覆盖补盲。

现阶段仍有数以亿计的 24GHz 设备在线使用,就算如今成为潮流的 IoT 网络设备也使用的 24GHz 频段,对有些流量不大的业务场景(如电子围栏、资产管理等),终端设备非常多,使用成本更低的仅支持 24GHz 的终端是一个性价比非常高的选择。

图 2-14 广播目标唤醒时间 *** 作

为什么要 Wi-Fi 6(80211ax)

80211ax 设计之初就是为了适用于高密度无线接入和高容量无线业务,比如室外大型公共场所、高密场馆、室内高密无线办公、电子教室等场景。

图 3-1 高密高带宽应用场景 在这些场景中,接入Wi-Fi 网络的客户端设备将呈现巨大增长,另外,还在不断增加的语音及视频流量也对 Wi-Fi 网络带来调整,根据预测,到 2020 年全球移动视频流量将占移动数据流量的 50%以上,其中有 80%以上的移动流量将会通过 Wi-Fi 承载。我们都知道 4K 视频流(带宽要求 30Mbps/人)、语音流(时延小于 30ms)、VR 流(带宽要求 50Mbps/人,时延 10~20ms)对带宽和时延是十分敏感的,如果网络拥塞或重传导致传输延时,将对用户体验带来较大影响。而现有的Wi-Fi 5(80211ac)网络虽然也能提供大带宽能力,但是随着接入密度的不断上升,吞吐量性能遇到瓶颈。而Wi-Fi 6 (80211ax)网络通过 OFDMA、UL MU-MIMO、1024-QAM 等技术使这些服务比以前更可靠,不但支持接入更多的客户端,同时还能均衡每用户带宽。比如说电子教室,以前如果是 100 多位学生的大课授课形式,传输视频或是上下行的交互挑战都比较大,而80211ax 网络将轻松应对该场景。

5G 与 Wi-Fi 6(80211ax)的共存关系

这不是一个新颖的话题,在 1999 年~2000 年间,就有人提出 2G 将替代 Wi-Fi 的观点;2008 年~2009 年也出现了 4G 将代替 Wi-Fi 的猜测;现在又有人开始讨论 5G 代替 Wi- Fi 的话题了。可是,5G 与 Wi-Fi 的应用场景模式是不相同的。Wi-Fi 主要用于室内环境, 而 5G 则是一种广域网技术,它在室外的应用场景更多。所以我们相信 Wi-Fi 和 5G 将长期共存下去。我们从以下几个角度进一步分析:

假设 5G 技术取代 Wi-Fi,那么就必须推出无限流量的套餐,否则费用会远远大于宽带的使用的费用,更何况目前宽带的价格一年比一年低,谁也不会去选择更贵的 5G。在目前的 4G 时代无限流量的套餐就是个噱头,三大运营商都纷纷推出过无限流量的套餐,当时流量超出套餐的流量之后,网络会自动将为 2G 模式,最高速度只有 128Kbps,这个速度看视频不如看漫画,因此所谓的无限流量只是个无稽之谈。

5G 网络技术采用的是超高频频谱(5G 网络频段: 24GHz~52GHz;4G 网络频段:18GHz~26GHz,不包括 24GHz),前面已经提到,频率越高衍射现象越弱,穿越障碍的 能力也就越弱,所以 5G 信号是很容易衰弱的。如果保持 5G 信号的覆盖需要比 4G 建设更多的基站。而且由于信号的衰减,如果在大楼的内部,隔着几道墙,信号衰减就更加严重了。 再有个极端的例子就是地下室,Wi-Fi 网络可以将路由器通过有线连接放入地下室产生信号, 但是 5G 网络是不可能覆盖到所有大楼的地下室的,单就这一个弊端,5G 也无法取代 Wi- Fi。另外,现在几乎所有智能设备都有 Wi-Fi 模块,大多数物联网设备也配备了 Wi-Fi 模块, 出口只用一个公网 IP 地址,局域网内部占用大量地址也没关系,用户在自己的 Wi-Fi 网络下管理这些设备都很方便,而用 5G 势必会占用更多公网的 IP 地址。

带宽 x 频谱效率 x 终端数量 = 总容量。

5G 的优点在于它的载波聚合技术,提升了频谱利用率,大大提升了网络容量。在 3G/4G 时代,当用户在人群密集的场所如地铁、车站等地方使用手机上网时,可以明显感觉到上网延迟变大,网速变慢。而在 5G 时代,随着网络容量大幅提升上述现象带来的影响明显降低。也正是这样的特性,让人们觉得 5G 网络下可以无限量接入,但很多人忽视了一点,那就是随着物联网时代的到来,入网设备的数量也在大幅提升,如果真的所有的上网设备都直连区域内的基站,这条 5G 高速路再宽也得堵死啊!而要想降低基站塔的负担,就必须依靠Wi-Fi 来做分流。

移动设备厂商宣传的 5G 最重要的 3 个特征是高速度、大容量、低时延,其实最新一代的 Wi-Fi 速率比 5G 还要快,最新的 80211ax(Wi-Fi 6)单流峰值速率 12Gbps(5G 网络峰值速率 1Gbps),平均来看,Wi-Fi 每升级一代所用的时间大约只是移动网络的一半左右,所以从最新的Wi-Fi 6 开始,速率会持续领先于移动网络。

办公、物流、商业、智能家居等各行各业都在走向无线化,首先要做的就是把设备、人员、终端等全部联网使用。假设 5G 替代了 Wi-Fi 的存在,那么未来的所有联网终端都需要配备一张类似手机 SIM 卡的东西才可以上网。这一个理由也注定了目前在室内场景 5G 是不可能取代Wi-Fi 的。类似的设备还有 VR、游戏机、电子阅读器、机顶盒等等……

大家都知道手机、pad 等移动终端都是用的电池,大家通常都认为电池的耐用性与安装的业务,和使用频率有关,但人们往往忽略了一点,终端的各种移动信号接入质量好与差也 与电池耗电量有关。当信号变差时,移动终端为了确保给用户提供一个良好的体验,会自动增加发射功率来提升信号质量,这就导致电池耗电量增加。由于 Wi-Fi 的信号源基本是在室内范围,而 5G 信号在室外几十公里外的基站,这样就导致移动终端上传数据时,Wi-Fi 的传送距离远远小于 5G 信号。通常情况下 5G 的通信距离是 Wi-Fi 的几千倍以上,这样就需要手机的信号发射强度大大增加,这就增加了耗电量。曾经有人做过实验,以 4G 为例,使用网络数据半小时,Wi-Fi 会比移动网络节省 5%的电量。另外,最新一代的 Wi-Fi 6 (80211ax)支持 TWT 功能,可以在业务需要时自动唤醒,在业务不适用时自动休眠,进一步节省了电量。

因此,目前所面临的这些问题使得 5G 还无法彻底取代 Wi-Fi,更多的是与 Wi-Fi 进行深度融合,因此使用 Wi-Fi 的企业和用户并不用过于慌张。今天的 Wi-Fi 已不再是一个提供无线网络的设备,更多的应该被视为企业数字化转型的必备设施或中央枢纽。例如目前绝大部分的智慧零售、智慧物流、智慧办公等解决方案的中央枢纽就是 Wi-Fi 网络。

参考:
关于WiFi 6技术,这篇说得最详细
不同的 Wi-Fi 协议和数据速率
HZ (物理单位

L107核心模组是一款基于台湾MTK MT7688/MT7628通用的WiFi智能模块,符合IEEE的80211 b/g/n标准,可支持5个Ethernet有线 接口可配置WAN/LAN,1路USB Host接 口,1路SD卡接口,1路音频IIS接口,串行通讯IIC接口,串行UART接口3路,若干个GPIO它可以适用于很多场合比如:有线转WiFi、4G转WiFi、吸顶AP、4G路由器、无线音箱、无线存储扩容、无线图传、数据透传等等;通过FCC CE RoHs等相关认证。
◆MIPS架构CPU主频580M
◆支持64MB/128MB/256MB DDR2
◆支持8MB/16MB/32MB SPI Flash
◆超小体积40×25x30mm,采用邮票接口(半孔工艺)
◆WiFi信号可以使用I-PEX引出或邮票孔引出非常灵活
◆只需供电3V3系统即可正常启动不需要增加任何外围很好的减少成本
◆无线+有线路由器方案
◆无线支持80211b/g/n MT7688速率150MBPS,MT7628速率300MBPS
◆有线支持1WAN与4LAN,10M/100M 自适应,可以支持5有线网口
◆适中的RF功率消耗
◆480Mbps 的高速USB 20 Host接口
◆3 路UART(推荐UART0 专用于系统Debug)
◆I2S 数字音频接口
◆I2C 串行通信接口
◆TF卡存储接口
◆若干个GPIO可以通过软件配置模式

由最初的陌生到如今的很多人都知道什么叫物联网,这几年物联网发展势不可挡,已经成为继互联网之后又一引领科技的浪潮。据悉,到2020年全球物联网与互联网的业务比例将达到301,物联网将成为一个上万亿的产业!可以预见,它将给世界经济与社会带来巨大的变化。今天就和千锋一起看看物联网专业就业前景如何。

物联网专业就业薪资情况

通过2829份物联网工程专业就业状况分析,物联网工程专业平均薪酬水平为10602元。

若按照工作经验和工龄来统计,物联网工程专业对工作经验的要求并没有很严格的限定,当然拥有1-3年工作经验的从业人员更好找工作,就业选择范围和薪资也更具优势。

物联网专业就业排名情况

根据4781份就业数据分析指出:

物联网工程专业在所有1099个专业中,就业排名第245;

物联网工程专业在工学170个专业中,就业排名第39;

物联网工程专业在计算机类9个专业中,就业排名第7。

物联网是继计算机、互联网和移动通信之后的又一次信息产业的革命性发展,目前被正式列为国家重点发展的战略性新兴产业之一。物联网产业具有产业链长、涉及多个产业群的特点,其应用范围几乎覆盖了各行各业。物联网工程专业是教育部允许高校增设新专业后,高校申请最多的学校,这也说明了国家对物联网经济的重视和人才培养的迫切性。据测算,物联网的产业规模比互联网产业大20倍以上,而物联网技术领域需要的人才每年也将在百万人的量级,大学生选择物联网工程专业会是一个发展潜力很大,就业前景很好的专业。

从目前的市场需求来看,物联网专业人才还是炙手可热的,就业前景非常好,但企业对人才的要求也是相当高的,很多单位和企业要求有几年的相关工作经验,对于一些缺乏实战经验的毕业生可以选择通过参加物联网培训来积累经验。

184是移动物联网卡
物联网卡是三大运营商面向物联网用户所提供的通信接入业务,为物联网通讯终端提供基础的通信服务和运营服务;sim卡也被称为用户身份识别卡,电话机必须要装上此卡才能使用,可以存储各种数据以及用户的相关信息,那么他们有什么不同之处呢,接下来51物联卡小编针对物联卡和普通sim卡的不同之处跟大家介绍一下。
普通SIM
1、尺寸
标准卡:尺寸为 25mm×15mm×08mm
Micro Sim:俗称小卡,尺寸为12x15mm×08mm
Nano SIM:123mm×88mm×07mm
2、容量
一般SIM卡的IC芯片中,有128KB的存储容量,可供储存以下信息:
(1)1000组电话号码及其对应的姓名文字。
(2) 40组短信息(Short Message)。
(3)5组以上新拨出的号码。
(4) 4位SIM卡密码(PIN)。
市面上的SIM卡芯片有16K,32K,64K,128K,512K,1M多种,以及能提供多媒体业务,非接触业务的专业SIM卡,容量可以达到M兆级。
3、卡号
SIM卡上有20位数码的含义
前面6位为网络代号:
(898600)是中国移动的代号
(898601)是中国联通的代号
(898603)是中国电信的代号
第7位是业务接入号,
在133、135、136、137、138、139中分别为1、5、6、7、8、9
第8位是SIM卡的功能位,一般为0,预付费SIM卡为3
第9、10位是各省的编码
01:北京02:天津03:河北04:山西05:内蒙古06:辽宁07:吉林08:黑龙江09:上海10:江苏11:浙江12:安徽13:福建14:江西15:山东16:河南17:湖北18:湖南19:广东20:广西21:海南22:四川23:贵州24:云南25:西藏26:陕西27:甘肃28:青海29:宁夏30:新疆31:重庆
第11、12位是年号;第13位是供应商代码
第14~19位则是用户识别码
4、功能
sim卡可以打电话上网,但是上网的费用太高了,在这点上,不如物联网卡方便。
物联网卡
1、卡号
物联网卡号是13位数字,采用以144、10647、10648开头。
2、功能
物联卡主要用于上网,没有其他的应用。
3、管理
物联网卡不能直接通过运营商,一般是通过代理商提供的管理平台进行充值,叠加,查看流量使用情况,
4、购买
物联网卡运营商不直接销售,而是有代理商负责销售推广。

‍‍

1360正式进军区块链。360推出全球首家基于区块链的安全共享云平台。此外,还将发布一款360共享云路由器和360共享云APP产品,前者将参与共享计划,后者则可监控工作状态随时查看云钻收益。

2WiFi联盟宣布WPA3加密。WPA3加密主要提升有三点:对于无加密的开放WiFi场景下,将对每台设备的通信数据进行加密;增加字典法暴力密码破解的难度,同时,如果密码多次输错,将锁定攻击行为;使用新的握手重传方法取代WPA2的四次握手。同时Wi-Fi联盟表示,将从今年底开始普及WPA3加密协议。

3国内首个物流机械臂上线。首个物流机械臂位于菜鸟网络武汉黄陂的仓内。机械臂能通过视觉系统准确识别出各种形状的单个商品,并进行抓取搬运,将商品搬运到出库流水线上。每组机械臂一个小时能搬运1000件商品,可以24小时不间断作业。

4北斗物联网模组在渝全球首发。1月8日,“北斗物联全球发布会暨物联网创新发展大会”在渝举行。会上,北斗科技集团旗下北斗七星(重庆)物联网技术有限公司自主研制的基于北斗精准定位的物联网无线数据模组——全网通智能LTE模块S809、全网通4G无线数据物联网模块X97、NB-IOT无线数据模块X96全球首发。据介绍,这3款模块分属高中低端产品,装载于不同的终端,具有广泛的应用前景和巨大的市场。

5煤炭厂商与Carbon合作生产3D打印汽车。煤炭制造商Ramaco Carbon宣布与硅谷3D打印公司Carbon合作。前者将使用后者的各种3D打印产品,包括汽车和飞机零部件、医疗设备和建筑产品等。

‍‍

本实验采用W25Q64芯片

W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI

FLASH产品,其容量为64Mb。该25Q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。W25Q64将8M字节的容量分为128个块,每个块大小为64K字节,每个块又分为16个扇区,每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区,也就是每次必须擦除4K个字节。所以,这需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区,这样必须要求芯片有4K以上的SRAM才能有很好的 *** 作。

W25Q64的擦写周期多达10W次,可将数据保存达20年之久,支持27~36V的电压,支持标准的SPI,还支持双输出/四输出的SPI,最大SPI时钟可达80Mhz。

一。SPI接口原理

(一)概述
高速,全双工,同步的通信总线。

全双工:可以同时发送和接收,需要2条引脚

同步: 需要时钟引脚

片选引脚:方便一个SPI接口上可以挂多个设备。

总共四根引脚。

(二)SPI内部结构简明图
MISO: 做主机的时候输入,做从机的时候输出

MOSI:做主机的时候输出,做从机的时候输入

主机和从机都有一个移位寄存器,在同一个时钟的控制下主机的最高位移到从机的最高位,同时从机的最高位往前移一位,移到主机的最低位。在一个时钟的控制下主机和从机进行了一个位的交换,那么在8个时钟的控制下就交换了8位,最后的结果就是两个移位寄存器的数据完全交换。

在8个时钟的控制下,主机和从机的两个字节进行了交换,也就是说主机给从机发送一个字节8个位的同时,从机也给主机传回来了8个位,也就是一个字节。

(三)SPI接口框图
上面左边部分就是在时钟控制下怎么传输数据,右边是控制单元,还包括左下的波特率发生器。

(四)SPI工作原理总结
(五)SPI的特征
(六)从选择(NSS)脚管理
两个SPI通信首先有2个数据线,一个时钟线,还有一个片选线,只有把片选拉低,SPI芯片才工作,片选引脚可以是SPI规定的片选引脚,还可以通过软件的方式选择任意一个IO口作为片选引脚,这样做的好处是:比如一个SPI接口上挂多个设备,比如挂了4个设备,第二个用PA2,第三个用PA3,第四个用PA4作为片选,我们

跟第二个设备进行通信的时候,只需要把第二个片选选中,比如拉低,其他设备的片选都拉高,这样就实现了一个SPI接口可以连接个SPI设备,战舰开发板上就是通过这种方法来实现的。

(七)时钟信号的相位和极性
时钟信号的相位和极性是通过CR寄存器的 CPOL 和 CPHA两个位确定的。

CPOL:时钟极性,设置在没有数据传输时时钟的空闲状态电平。CPOL置0,SCK引脚在空闲时为低电平,CPOL置1,SCK引脚在空闲时保持高电平。

CPHA:时钟相位 设置时钟信号在第几个边沿数据被采集

CPHA=1时:在时钟信号的第二个边沿
CPOL=1,CPHA=1,

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第二个边沿即上升沿的时候被采集。

CPOL= 0,CPHA=1, CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第二个边沿即下降沿的时候被采集。

CPHA=0时:在时钟信号的第一个边沿
CPOL=1,CPHA=0,

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第一个边沿即下降沿的时候被采集。

CPOL= 0,CPHA=0, CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1,那么数据就在时钟信号的第一个边沿即上升沿的时候被采集。

为什么要配置这两个参数

因为SPI外设的从机的时钟相位和极性都是有严格要求的。所以我们要根据选择的外设的时钟相位和极性来配置主机的相位和极性。必须要与从机匹配。

(八)数据帧的格式和状态标志
数据帧格式:根据CR1寄存器的LSBFIRST位的设置,数据可以MSB在前也可以LSB在前。

根据CR1寄存器的DEF位,每个数据帧可以是8位或16位。

(九)SPI中断
(十)SPI引脚配置 (3个SPI)
引脚的工作模式设置
引脚必须要按照这个表格配置。

二。SPI寄存器库函数配置

(一)常用寄存器
(二)SPI相关库函数
STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。默认是SPI模式,可以通过软件切换到I2S方式。

常用的函数:

1 void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef

SPI_InitStruct);//SPI的初始化

2 void SPI_Cmd(SPI_TypeDef SPIx, FunctionalState NewState); //SPI使能

3 void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT,

FunctionalState NewState); //开启中断

4 void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq,

FunctionalState NewState);//通 过DMA传输数据

5 void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t Data); //发送数据

6 uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef SPIx); //接收数据

7 void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_DataSize);

//设置数据是8位还是16位

8 其他几个状态函数

void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef

SPI_InitStruct);//SPI的初始化
结构体成员变量比较多,这里我们挑取几个重要的成员变量讲解一下:

第一个参数 SPI_Direction 是用来设置 SPI 的通信方式,可以选择为半双工,全双工,以及串行发和串行收方式,这里我们选择全双工模式

SPI_Direction_2Lines_FullDuplex。

第二个参数 SPI_Mode 用来设置 SPI 的主从模式,这里我们设置为主机模式 SPI_Mode_Master,当然有需要你也可以选择为从机模式

SPI_Mode_Slave。

第三个参数 SPI_DataSiz 为 8 位还是 16 位帧格式选择项,这里我们是 8 位传输,选择SPI_DataSize_8b。

第四个参数 SPI_CPOL 用来设置时钟极性,我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择 SPI_CPOL_High。

第五个参数 SPI_CPHA

用来设置时钟相位,也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿(上升或下降)数据被采样,可以为第一个或者第二个条边沿采集,这里我们选择第二个跳变沿,所以选择

SPI_CPHA_2Edge

第六个参数 SPI_NSS 设置 NSS 信号由硬件(NSS 管脚)还是软件控制,这里我们通过软件控

制 NSS 关键,而不是硬件自动控制,所以选择 SPI_NSS_Soft。

第七个参数 SPI_BaudRatePrescaler 很关键,就是设置 SPI 波特率预分频值也就是决定 SPI 的时

钟的参数 , 从不分频道 256 分频 8 个可选值,初始化的时候我们选择 256 分频值

SPI_BaudRatePrescaler_256, 传输速度为 36M/256=140625KHz。

第八个参数 SPI_FirstBit 设置数据传输顺序是 MSB 位在前还是 LSB 位在前, ,这里我们选择

SPI_FirstBit_MSB 高位在前。

第九个参数 SPI_CRCPolynomial 是用来设置 CRC 校验多项式,提高通信可靠性,大于 1 即可。

设置好上面 9 个参数,我们就可以初始化 SPI 外设了。

初始化的范例格式为:

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

SPI_InitStructureSPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

//双线双向全双工

SPI_InitStructureSPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI

SPI_InitStructureSPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构

SPI_InitStructureSPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//串行同步时钟的空闲状态为高电平

371

SPI_InitStructureSPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿数据被采样

SPI_InitStructureSPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制

SPI_InitStructureSPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频

256

SPI_InitStructureSPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始

SPI_InitStructureSPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器

(三)程序配置步骤
三。W25Qxx配置讲解

(一)电路图
片选用的PB12

W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI FLASH 产品,W25Q64 的容量为 64Mb,该系列还有 W25Q80/16/32

等。ALIENTEK 所选择的 W25Q64 容量为 64Mb,也就是 8M 字节。(1M=1024K)

W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块(Block),每个块大小为 64K 字节,每个块又分为 16个扇区(Sector),每个扇区 4K

个字节。W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区,也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q64 开辟一个至少 4K 的缓存区,这样对 SRAM

要求比较高,要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的 *** 作。

W25Q64 的擦写周期多达 10W 次,具有 20 年的数据保存期限,支持电压为 27~36V,W25Q64 支持标准的

SPI,还支持双输出/四输出的 SPI,最大 SPI 时钟可以到 80Mhz(双输出时相当于 160Mhz,四输出时相当于 320M),更多的 W25Q64

的介绍,请参考 W25Q64 的DATASHEET。

在往一个地址写数据之前,要先把这个扇区的数据全部读出来保存在缓存里,然后再把这个扇区擦除,然后在缓存中修改要写的数据,然后再把整个缓存中的数据再重新写入刚才擦除的扇区中。

便于学习和参考再给大家分享些spi 的资料

stm32之SPI通信

>物联网是在互联网的基础上通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备达到物物相连,并可进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。所以物联网综合了互联网、RFID、GPS、激光扫描器等,其中涉及到不同的专业,从目前来讲不仅是个跨多个专业的行业且是个高新技术的行业。
首批增加该专业的高校:
序号
主管部门、学校名称
专业代码
专业名称
修业
年限
学位授
予门类

工业和信息化部

1
北京航空航天大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

2
北京理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

3
北京理工大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

4
哈尔滨工业大学
080640S
物联网工程
四年
工学

5
哈尔滨工业大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

6
哈尔滨工业大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

7
哈尔滨工程大学
080640S
物联网工程
四年
工学

8
哈尔滨工程大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

9
哈尔滨工程大学
080644S
水声工程
四年
工学

10
南京航空航天大学
080640S
物联网工程
四年
工学

11
南京理工大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

12
南京理工大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

13
西北工业大学
080640S
物联网工程
四年
工学

14
西北工业大学
080644S
水声工程
四年
工学

交通运输部

15
大连海事大学
080641S
传感网技术
四年
工学

教育部

16
中国人民大学
020121S
能源经济
四年
经济学

17
北京科技大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

18
北京科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

19
北京化工大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

20
北京邮电大学
080640S
物联网工程
四年
工学

21
中国传媒大学
050307S
新媒体与信息网络
四年
文学

22
华北电力大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

23
华北电力大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

24
华北电力大学
080645S
智能电网信息工程
四年
工学

25
华北电力大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

26
中国石油大学(北京)
081106S
能源化学工程
四年
工学

27
南开大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

28
天津大学
080215S
功能材料
四年
工学

29
天津大学
080640S
物联网工程
四年
工学

30
天津大学
080642S
微电子材料与器件
四年
工学

31
大连理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

32
大连理工大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

注:专业代码加有“S”者为在少数高校试点的目录外专业。
33
大连理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

34
大连理工大学
080641S
传感网技术
四年
工学

35
大连理工大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

36
大连理工大学
081303S
海洋资源开发技术
四年
工学

37
东北大学
080215S
功能材料
四年
工学

38
东北大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

39
东北大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

40
东北大学
080640S
物联网工程
四年
工学

41
吉林大学
080640S
物联网工程
四年
工学

42
华东理工大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

43
华东理工大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

44
东华大学
080215S
功能材料
四年
工学

45
东南大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

46
东南大学
080641S
传感网技术
四年
工学

47
中国矿业大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

48
河海大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

49
河海大学
080640S
物联网工程
四年
工学

50
江南大学
080640S
物联网工程
四年
工学

51
中国药科大学
081107S
生物制药
四年
工学

52
中国药科大学
100812S
药物分析
四年
理学

53
中国药科大学
100813S
药物化学
四年
理学

54
浙江大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

55
浙江大学
081302S
海洋工程与技术
四年
工学

56
合肥工业大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

57
合肥工业大学
080640S
物联网工程
四年
工学

58
山东大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

59
山东大学
080640S
物联网工程
四年
工学

60
中国海洋大学
081303S
海洋资源开发技术
四年
工学

61
中国石油大学(华东)
081009S
环保设备工程
四年
工学

62
武汉大学
080640S
物联网工程
四年
工学

63
武汉大学
081107S
生物制药
四年
理学

64
华中科技大学
080215S
功能材料
四年
工学

65
华中科技大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

66
华中科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

67
华中科技大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

68
华中科技大学
081107S
生物制药
四年
工学

69
武汉理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

70
武汉理工大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

71
湖南大学
080640S
物联网工程
四年
工学

72
湖南大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

73
中南大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

74
中南大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

75
中南大学
080640S
物联网工程
四年
工学

76
重庆大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

77
重庆大学
080640S
物联网工程
四年
工学

78
西南交通大学
080640S
物联网工程
四年
工学

79
电子科技大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

80
电子科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

81
电子科技大学
080641S
传感网技术
四年
工学

82
四川大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

83
四川大学
080640S
物联网工程
四年
工学

84
四川大学
080642S
微电子材料与器件
四年
工学

85
西安交通大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

86
西安交通大学
080640S
物联网工程
四年
工学

87
兰州大学
080215S
功能材料
四年
工学

国务院侨务办公室

88
华侨大学
080215S
功能材料
四年
工学

北京市

89
北京工业大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

90
北京学院
050432S
数字技术
四年
文学

天津市

91
天津理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

92
天津中医药大学
100814S
中药制药
四年
理学

河北省

93
河北工业大学
080215S
功能材料
四年
工学

94
石家庄铁道大学
080215S
功能材料
四年
工学

山西省

95
太原理工大学
080640S
物联网工程
四年
工学

96
山西医科大学
081107S
生物制药
四年
理学

辽宁省

97
沈阳工业大学
080215S
功能材料
四年
工学

98
沈阳建筑大学
080215S
功能材料
四年
工学

99
沈阳建筑大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

吉林省

100
长春理工大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

101
长春理工大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

102
长春工业大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

黑龙江省

103
东北石油大学
080111S
海洋油气工程
四年
工学

104
东北石油大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

105
哈尔滨理工大学
080641S
传感网技术
四年
工学

上海市

106
上海理工大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

江苏省

107
苏州大学
080216S
纳米材料与技术
四年
工学

108
苏州大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

109
苏州大学
080640S
物联网工程
四年
工学

110
南京工业大学
080643S
光电子材料与器件
四年
工学

111
南京工业大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

112
南京邮电大学
080645S
智能电网信息工程
四年
工学

113
江苏大学
080512S
新能源科学与工程
四年
工学

114
江苏大学
080640S
物联网工程
四年
工学

115
南京中医药大学
081107S
生物制药
四年
理学

116
南京师范大学
081303S
海洋资源开发技术
四年
理学

安徽省

117
安徽大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

福建省

118
福建师范大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

江西省

119
江西中医学院
100814S
中药制药
四年
理学

120
南昌大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

121
南昌大学
080716S
建筑节能技术与工程
四年
工学

山东省

122
山东科技大学
080640S
物联网工程
四年
工学

123
山东理工大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

湖南省

124
湘潭大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

125
湘潭大学
081009S
环保设备工程
四年
工学

126
湖南师范大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

127
南华大学
081008S
核安全工程
四年
工学

广东省

128
广州中医药大学
100814S
中药制药
四年
理学

129
华南师范大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

四川省

130
西南石油大学
080111S
海洋油气工程
四年
工学

131
西南石油大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

132
成都理工大学
080217S
新能源材料与器件
四年
工学

云南省

133
昆明理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

陕西省

134
西北大学
080640S
物联网工程
四年
工学

135
西北大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

136
西安建筑科技大学
080215S
功能材料
四年
工学

137
西安建筑科技大学
080218S
资源循环科学与工程
四年
工学

138
西安石油大学
080111S
海洋油气工程
四年
工学

甘肃省

139
兰州理工大学
080215S
功能材料
四年
工学

新疆维吾尔自治区

140
新疆大学
081106S
能源化学工程
四年
工学

说起NB-IOT标准,其前身是LTE-M,2015年9月,国际电联正式对外公布了物联网标准,将LTE-M更名为NB-IOT(窄带物联网)
LTE-M是3GPP组织在LTE Release 13版本中推出的,其低功耗、低传输速率和高覆盖率三项特点符合低功耗物联网需求,而这一标准可理解为基于3GPP组织Release 12版中制定的Cat0标准。其实,与之前的Cat1~Cat10相比,Release 12版中Cat0的设计并非用以划归到衡量传统蜂窝网络,而是为了物联网而生。
CatX说的就是UE-Category,分开来看,UE是用户设备(user equipment),Category英文是分类、类别的意思,所以很直观地,CatX这个值就是用来衡量用户终端设备无线性能的,说白了就是用来划分终端速率(等级)的。根据3GPP Release定义,UE-Category被分为1~10共10个等级,其中Cat1~Cat5在R8组,Cat6~Cat8在R10组,Cat9~Cat10在R11组。Cat0则是指向广阔的物联网市场,实现更低功耗、更低成本物联网设备连接到LTE网络。支持更低Category,对可穿戴设备、智慧家庭和智慧电表等物联网应用非常关键。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://www.outofmemory.cn/dianzi/13355848.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-07-20
下一篇 2023-07-20

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存