我们的无线输入输出控制模块为什么用了一块单价高达300元的天价Wi-Fi模块?
在上一篇吐槽JLC贴片质量的微头条中,我提到使用的Wi-Fi模组的单价高达300元,很多网友不理解,在评论中让我还不如说3万元一片。
其实,事情是这样的,
从可靠性、稳定性的角度来看,这个模块用于工厂生产自动化的工业场合,要求高可靠性以及长使用寿命,当AGV小车行驶到门前时,
如果模块的无线连接出现问题,导致长时间无法控制开门,将会导致客户的生产受到影响,从而遭受巨大的损失,
如果因为使用寿命短发生自然损毁,工程师需要上门检修,其工时以及差旅费等的花费也不是一个小数目。
显然,这样的可靠性的要求不是从某宝上买的几十元的模块所能胜任的。
从功能角度来看,考虑到配置以及调试的便利性、客户现场无线网络的适应性、无线通信的稳定性
1) 网线接口
当调试工程师以及客户在配置、调试或者使用时遇到搞不定的技术问题,他们只需要把模块通过网线接到电脑,与此同时,客户打开手机热点,电脑的无线网卡连接手机热点,从而连接到互联网,我们再通过todesk或者向日葵连接到客户的电脑进行远程配置或者诊断分析;
2) AP热点
控制箱可能安装在厂房的高处甚至是夹层,万一模块与客户无线网线的连接出现问题,比如配置无线网络时,密码输入错误,将无法通过客户网线无线连接到模块重新配置,
这种情况下,可以不需要在经过繁琐的安全审批之后登高或者是爬到夹层通过网线重新配置,只需要在地面通过连接模块的AP热点重新配置。
3) 5G+2.4G双频带
2.4G信号穿墙能力好,距离远,覆盖范围大,但是信道少,干扰大,不稳定;
而5G信号穿墙能力差,距离近,覆盖范围小,但是信道多,干扰小,比较稳定;
模块同时支持5G和2.4G两个频带的信道,可以根据现场网络的情况以及实际连接的情况自动选择不同的频带,大大提高了无线连接的可靠性;
4) WPA3以及WPA2企业认证
受勒索病毒的影响,不少企业对网络的安全要求很高,无线网络采用了WPA2的企业认证方式,如EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-PEAP, EAP-FAST等;
5) 内置网页
目前市面上的控制器的配置复杂,大多需要在电脑上安装特定的软件进行配置;
而我们的模块提供内置网络,工程师或者客户不需要安装软件,只需要通过电脑或者手机的浏览器打开内置网页,就可以编程、配置、调试以及查看状态;
6) TLS以及HTTPs
同样因为安全的考虑,与上位机软件的TCP通过需要用到TLS,而内置网页也需要通过HTTPs协议实现;
7) 适用现场复杂多变的无线网络
大部分的现场网络都不是作为乙方的客户布设的,而且甲方找第三方布设计,会使用不同厂家的AP,而AC以及AP的设置各不相同,比如cisco的AC+AP有session timeout、client load balancing, low RSSI value等机制,导致正常连接到AP的模块会时不时被解除关联,在重新关联时需要从相同SSID以及密码的AP中选择BSSID的不同机制,或者需要能锁定AP的MAC等机制;
从设计的角度来看,
常见的模块的架构为,
复杂一点的,
跑Linux或者RTOS操作系统的处理器+SDIO+Wi-Fi模组,
处理器实现Wi-Fi协议栈、TCP/IP协议栈以及HTTP server;
简单一点的,
MCU+串口+Wi-Fi模组,
Wi-Fi模组实现Wi-Fi协议栈,基于LWIP实现TCP/IP协议框,以及简单的HTTP server;
有些Wi-Fi模组提供SDK,支持二次开发,
这种形态用的最多的就是乐鑫的ESP8266/ESP32处理器。
我们最早期的产品就是使用乐鑫的Wi-Fi模块,在使用时碰到以下的问题:
1) 没有网口,不能远程协助
2) 只支持2.4G,无线通信稳定性差,通信经常长时间中断
3) 不支持企业认证
因为只是简单的开关的输入输出控制,使用MCU+Wi-Fi模块的架构更简单紧凑,功耗低,可靠性好;
但是需要由更专业的大公司设计生产、可靠性有保证,功能符合上述要求的Wi-Fi模组与单片机配置,同时需要能提供SDK,支持深度自定义开发,确保达到最优性能以及与MCU之间协作的绝对可靠,并可以重新设计内置网页,实现更灵活的功能同时做到最简化;
显然,这样的模组也不是在某宝上花几十元就能买到的。