Nos-wifi的原理應用

目前，在無(wú)線(xiàn)監控、工業(yè)控制、視頻傳輸等行業(yè)應用中，嵌入式無(wú)線(xiàn)系統主要采用以NORDIC解決方案為代表的無(wú)操作系統環(huán)境，該方案由“CPU+無(wú)線(xiàn)數傳模塊”構成，能夠實(shí)現短距離低帶寬無(wú)線(xiàn)通信。但由于窄帶無(wú)線(xiàn)通信的技術(shù)所限，只能實(shí)現2Mbps的最大傳輸速率，對應在實(shí)際視頻傳輸中，只能滿(mǎn)足10米內320*240下小于15幀/秒的應用。隨著(zhù)市場(chǎng)對更大屏幕、更快的傳輸速率、更流暢的視頻效果的需求，這一解決方案將遠遠滿(mǎn)足不了人們的需求。系統升級需要WLAN這樣的寬帶無(wú)線(xiàn)傳輸設備，傳統的升級做法為在原有系統架構下，增加Flash、SDRam，并運行一套嵌入式操作系統來(lái)驅動(dòng)WLAN模塊，不但大大增加了系統成本，而且產(chǎn)品開(kāi)發(fā)難度增大，周期延長(cháng)，不利于新產(chǎn)品的推出。

WLAN作為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)通信中應用最為廣泛的技術(shù)，早已從PC/筆記本市場(chǎng)，逐漸延伸到了音視頻、手持終端、無(wú)線(xiàn)城市覆蓋、工業(yè)應用等人們日常生活的方方面面，將人們的生活帶入了便利的智能化無(wú)線(xiàn)時(shí)代。

北京中電華大電子設計有限責任公司推出的Nos-WiFi產(chǎn)品(如圖1所示)改變了這一現狀。華大電子多年來(lái)致力于WiFi核心芯片及模塊產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)，至今已經(jīng)成功量產(chǎn)了天聯(lián)系列（Airquick）3款同時(shí)支持國內（WAPI）/國際（11i）安全標準的芯片，并以此為基礎，推出了近十款WLAN模塊產(chǎn)品，產(chǎn)品應用覆蓋了筆記本、USB外置無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡、家庭音視頻、安防監控、運營(yíng)商熱點(diǎn)產(chǎn)品、家庭網(wǎng)關(guān)、工業(yè)應用、智能交通等各個(gè)領(lǐng)域。

Nos-WiFi系列模塊產(chǎn)品是為了滿(mǎn)足工業(yè)應用、安防監控等領(lǐng)域中，現有產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)功能升級的需要而研發(fā)的，其最大的特點(diǎn)在于：它提供了一個(gè)不基于任何操作系統的驅動(dòng)軟件，可以集成到任何的系統平臺中運行，并實(shí)現高速的數據傳輸，使得沒(méi)有操作系統也能使用WiFi進(jìn)行視頻傳輸成為可能。其驅動(dòng)軟件結構如圖2所示:

本產(chǎn)品集成到主機系統中的位置如圖3所示：

Nos-WiFi的特點(diǎn)和現狀
對于市面上的大多數基于802.11b/g/n標準的USB無(wú)線(xiàn)模塊來(lái)說(shuō)，它們絕大多數都應用在PC平臺上，因此，這些usb無(wú)線(xiàn)模塊的廠(chǎng)商通常只能提供基于windows或linux環(huán)境下的驅動(dòng)程序，相應的在嵌入式應用中，只有使用了諸如WinCE、嵌入式linux操作系統的嵌入式系統平臺才能應用這些產(chǎn)品。而對于那些自身硬件資源有限，處理能力較低的嵌入式設備來(lái)說(shuō)，WinCE和嵌入式linux無(wú)疑是一個(gè)龐然大物，只使用一些簡(jiǎn)單的支持調度功能的操作系統甚至是不使用任何的操作系統是它們唯一的選擇。而在這些系統上卻沒(méi)有可供使用的USB無(wú)線(xiàn)模塊。即使這些廠(chǎng)商迫于壓力升級了系統的硬件以滿(mǎn)足使用USB無(wú)線(xiàn)模塊的需求，但是由此而增加的成本也大大降低了產(chǎn)品的競爭力。例如，在一個(gè)典型的支持WiFi功能的基于Linux操作系統的嵌入式設備中，為了支撐操作系統，硬件架構需求為“CPU+32MB SDRAM +32MB FLASH”，而在一個(gè)不運行操作系統的嵌入式設備里面，硬件架構可變成“CPU+8MB SDRAM +1MB Serial flash”，由此帶來(lái)的成本差異約為4美元，考慮到主CPU價(jià)格的區別，有無(wú)操作系統環(huán)境下設備整體成本相差約6美元。

目前無(wú)操作系統環(huán)境無(wú)線(xiàn)數據透傳業(yè)務(wù)領(lǐng)域，主要使用Zigbee或者Nordic等公司的2.4Ghz私有協(xié)議無(wú)線(xiàn)數傳模塊（非標準WiFi產(chǎn)品），但這些產(chǎn)品僅在很短距離（約10m）以?xún)饶軌驅?shí)現2Mbps左右的數據吞吐率，無(wú)法實(shí)現大數據量室內中遠距離數據傳輸。而采用Nos-Wifi產(chǎn)品的無(wú)線(xiàn)傳輸方案，基于802.11g標準的WiFi傳輸技術(shù)物理層最高傳輸速率可達54Mbps，即使在室外覆蓋范圍100米的情況下仍能實(shí)現5.5Mbps的物理層傳輸速率，使得遠距離、高吞吐的數據傳輸成為可能。

Nos-Wifi產(chǎn)品的典型應用

流媒體電視

在現代生活向數字化、網(wǎng)絡(luò )化推進(jìn)的大環(huán)境下，家電產(chǎn)品的３ｃ融合已經(jīng)成為一種不可避免的產(chǎn)品發(fā)展趨勢，而電視作為現代家庭顯示中心的地位不可動(dòng)搖。因此，流媒體電視機應運而生。流媒體電視不僅可以收看更清晰的電視節目，還可以播放數碼相機、移動(dòng)硬盤(pán)等數碼設備里的圖片、音樂(lè )、電影，讓全家人共同欣賞。

而流媒體電視與WiFi技術(shù)的結合，使得人們可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )直接與家庭電腦連接，從而直接播放存儲在電腦上的流媒體文件，甚至更進(jìn)一步，使用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通過(guò)家庭無(wú)線(xiàn)路由器接入Internet網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現真正的網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)播放功能。Nos-Wifi產(chǎn)品使得在流媒體電視中加入WiFi功能變得更加容易。

無(wú)線(xiàn)安防、視頻監控

在點(diǎn)對點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)通訊應用，比如baby Monitor等監控產(chǎn)品，Nos WiFi更能凸現優(yōu)勢。

Baby Monitor，即嬰兒監護器，是小型無(wú)線(xiàn)電傳送裝置，包括發(fā)射器和接收器兩部分。發(fā)射器放置在嬰兒身邊，設置有麥克風(fēng)和攝像頭，對于嬰兒發(fā)出的每一個(gè)細微聲響、動(dòng)作，都可以準確無(wú)誤地收錄，并通過(guò)發(fā)射器上的天線(xiàn)發(fā)出清晰的信號。接收器是一個(gè)便攜式掌上顯示器，用來(lái)接收這些信號，由父母隨身攜帶。通過(guò)這種裝置，父母就可以在別的房間甚至室外院落中處理其他事務(wù)，同時(shí)，對孩子的情況也了如指掌。

工業(yè)控制、智能交通

現代的工業(yè)控制對系統的聯(lián)網(wǎng)能力要求越來(lái)越高，工業(yè)控制的復雜度越來(lái)越高。因此，對于工業(yè)控制中的CPU的資源限制也越來(lái)越大。本模塊產(chǎn)品可以在不改變系統大的架構下，輕松升級現有的系統。將現有的系統升級到無(wú)線(xiàn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò )。

同樣，現代的職能交通領(lǐng)域對系統的聯(lián)網(wǎng)能力以及系統的聯(lián)網(wǎng)的靈活性要求越來(lái)越高。Nos-wifi可以輕松的在對原有的系統進(jìn)行升級改造。使的交通設施可以容易的進(jìn)行TCP/IP網(wǎng)絡(luò )的聯(lián)網(wǎng)。