Estoy creando un prototipo de un posible producto futuro y estoy luchando por entender las complejidades del uso de componentes Wi-Fi en él.
Entiendo que Wi-Fi (o 802.11x) es principalmente una señal de 2,4 GHz modulada de una manera específica, al igual que Bluetooth y ZigBee . ¿Es posible, por lo tanto, usar un transceptor básico de 2,4 GHz en mi proyecto y configurarlo para el protocolo 802.11 en lugar de tener que usar uno costoso de marca que viene predeterminado? ¿O no es tan simple como eso?
Supongo que en la industria, cuando se hace diseño para grandes tiradas de producción, ocurre algo similar. ¿O realmente tienen que usar un transceptor que está preconfigurado para ser Wi-Fi? Todos los componentes preconfigurados que he encontrado hasta ahora parecen bastante caros (incluso cuando se compran por volumen) para hacer viable un diseño comercial.
He examinado dispositivos como el Lantronix WiPort y el Roving Network WiFly GSX y los he comparado con dispositivos como el Microchip MRF24J40: ¿es posible usar un Microchip MRF24J40 y luego configurar el resto del hardware y software para permitir que el dispositivo trabajar en una red wifi?
Para más detalles, esto es lo que quiero hacer en el nivel más básico:
Parte 1: Quiero hacer un parche que contenga un pequeño zumbador, un acelerómetro, un PIC y un transceptor Wi-Fi que se pueda pegar a un objeto. Este parche podría comunicarse con "La Nube" a través de la red Wi-Fi doméstica de los usuarios. Cuando el acelerómetro detecta movimiento, el PIC enviará un mensaje, a través del enlace Wi-Fi, a un servidor en la nube para registrar ese movimiento junto con una marca de tiempo.
Parte 2: A través de una interfaz web, quiero poder enviar un mensaje al parche configurando el zumbador para que emita un sonido la próxima vez que el acelerómetro detecte un movimiento.
Ya hice una versión rudimentaria del sistema que funciona a través de un enlace de RF de 433 MHz y un puerto serie de computadora portátil con una pieza de software local que se ejecuta en mi computadora portátil. Sé cómo hacer la codificación web ( PHP y MySQL ), pero es el reemplazo del enlace de RF con Internet lo que está causando el problema.
802.11x es significativamente más complicado que Zigbee, y la pila de TCP/IP que necesita para que funcione por encima de todo eso es igualmente compleja. Si compra algo como Lantronix WiPort o Digi Connect WiMe para hacer que la red 802.11x sea tan fácil como comunicarse a través de un puerto serie, está pagando por muchas cosas (¡hay un servidor completo basado en ARM en esos módulos!) que no necesita. No es necesario si está dispuesto a hacer mucho diseño de hardware de RF e integración de software.
Si está interesado en tomar ese camino, debe obtener un conocimiento básico de la arquitectura de red IEEE 802.11x. Este es uno de los pocos estándares IEEE disponibles de forma gratuita a través del programa IEEE-Get .
Una vez que tenga una visión general del sistema de red, busque la línea de transceptores Maxim MAX283X. De la hoja de datos,
Los transceptores completamente integrados incluyen una ruta de recepción, una ruta de transmisión, un oscilador controlado por voltaje (VCO), un sintetizador de N fraccional sigma-delta, un oscilador de cristal, RSSI, detector de potencia PA (MAX2831), sensor de temperatura, error I/Q Rx y Tx -circuitos de detección, interfaz de control de banda base y amplificador de potencia lineal (MAX2831). Los únicos componentes adicionales necesarios para implementar una solución frontal de radio completa son un cristal, un par de baluns, un BPF, un interruptor y una pequeña cantidad de componentes pasivos (RC, no se requieren inductores).
Eso es lo más cerca que estará de un transceptor genérico de 2,4 GHz que pueda integrarse de manera sensata en una red 802.11x.
Cuestan alrededor de $ 5 en cantidades pequeñas en este momento. Como solicitó, estos chips solo implementan la capa PHY del protocolo. Aún debe manejar la capa de enlace de datos (MAC y LLC), la capa de red y la capa de transporte además de eso antes de que pueda comenzar a comunicarse en el nivel de la capa de aplicación.
No dices exactamente lo que quieres hacer con Wi-Fi. Usas la palabra "transceptor", pero he aprendido que la gente usa ese término de manera algo genérica. Por lo tanto, perdóname si el resto de la respuesta no es exactamente lo que estabas buscando.
Para responder directamente a su pregunta (parafraseada), "¿Se puede hacer que el Microchip MRF24J40 cumpla con IEEE 802.11a/b/n?", la respuesta es no. Está diseñado para cumplir con IEEE 802.15.4 o ZigBee, y no se puede forzar a través de software o hardware para que funcione con Wi-Fi.
Pero para abordar el problema más grande: a menos que sea un experto en 802.11, hay pocas o ninguna posibilidad de que pueda usar chips genéricos y hacer que funcione 802.11. La modulación de RF y los protocolos de software por sí solos son bastante desafiantes, lo suficiente como para que las personas hagan de eso una carrera.
¿Es posible, por lo tanto, usar un transceptor básico de 2,4 GHz en mi proyecto y configurarlo para el protocolo 802.11 en lugar de tener que usar uno costoso de marca que viene predeterminado?
You seem to be basing this on a backwards assumption. There certainly are universal (within some bandwidth) RF devices - that's basically what a software radio is, and they are available in reconfigurable forms.
However, they aren't cheap.
What is cheap are the highly specialized, huge volume production devices intended for consumer products. These generally have their flexibility limited both by optimization for a given target (frequency, compute power for digital modulations, etc), and manufacturer's desire to not release more programming data than absolutely needed for the intended application. An additional problem to small quantity users is that it can be quite hard to buy chips unless you are purchasing in massive quantities.
Probablemente sus pequeñas etiquetas no tendrán capacidad de host USB, por lo que aprovechar los precios más bajos de los adaptadores wifi USB genéricos no será una opción, por lo que estaría en la próxima clase de módulos integrados que hablan spi o serie asíncrona o similar.
Encontré algunos artículos interesantes sobre
warpproject.org/trac/wiki/802.11/PHY
y
www.eirp.org/webtut.pdf
Basándonos en la noción de 'transceptor de 2,4 ghz', probablemente estemos buscando un 802.11 PHY e intentamos implementar el 802.11 MAC, así como la pila de IP en el software. es decir, el PHY nos da los bits y nos ocupamos de los marcos de datos para la pila 802.11 MAC e IP; esto es bastante complicado en sí mismo
el 802.11 PHY es aparentemente complejo de implementar (consulte el segundo enlace anterior) 1 necesitaría atender a FHSS (4GFSK, 2GFSK), DSSS (DBPSK, DQPSK, DQPSK-CCK, DQPSK-PBCC codificación/modulación, etc.)
sin embargo, si uno está interesado en los heroicos esfuerzos para hacer un 'software PHY' también, es decir, decodificar todo ese FHSS, DSSS en el software, por ejemplo, usando FFT, algoritmos DSP, etc., hay algunos chips interesantes considerados como 'frontends de RF', por ejemplo
www.maximintegrated.com/en/products/comms/wireless-rf/MAX2830.html ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/75028A.pdf
en teoría, si tenemos 'frontends de RF', es decir, todas las señales analógicas, las mezclamos, digamos que producen IF, se pueden agregar algunas etapas PLL, etc. para convertir eso en bits (es decir, el trabajo de un PHY), luego tomamos esos bits y los ensamblamos en marcos (el trabajo de un MAC) y luego tomamos los marcos y los manejamos como datagramas IP.
Supongo que si eso es posible, podría haber una posibilidad de hacer cualquier gramo de 2.4ghz, parecería el primer enlace
warpproject.org
está tratando de hacer precisamente eso: una radio de software que usa FPGA :)
Yo también estaba mirando algo similar. Si desea ejecutar 802.11 y 802.15.4 en un solo transceptor/chip
De alguna manera sería imposible si el chip no puede admitir DSSS y QPSK. Incluso si lo hace, estaría buscando reescribir las pilas 802.11 para que funcione.
mire el siguiente producto para una implementación mejor y más fácil de dos protocolos en un solo chip
leon heller
simonbarker
toby jaffey
daniel grillo
kenny
simonbarker
kevin vermeer
kevin vermeer
simonbarker
usuario11355
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