Nos-wifi的原理應用
發布時間:2012-01-26
中心議題:
目前,在無線監控、工業控製、視頻傳輸等行業應用中,嵌入式無線係統主要采用以NORDIC解決方案為代表的無操作係統環境,該方案由“CPU+無線數傳模塊”構成,能夠實現短距離低帶寬無線通信。但由於窄帶無線通信的技術所限,隻能實現2Mbps的最大傳輸速率,對應在實際視頻傳輸中,隻能滿足10米內320*240下小於15幀/秒的應用。隨著市場對更大屏幕、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足不了人們的需求。係統升級需要WLAN這樣的寬帶無線傳輸設備,傳統的升級做法為在原有係統架構下,增加Flash、SDRam,並運行一套嵌入式操作係統來驅動WLAN模塊,不但大大增加了係統成本,而且產品開發難度增大,周期延長,不利於新產品的推出。
WLAN作為無線局域網通信中應用最為廣泛的技術,早已從PC/筆記本市場,逐漸延伸到了音視頻、手持終端、無線城市覆蓋、工業應用等人們日常生活的方方麵麵,將人們的生活帶入了便利的智能化無線時代。
北京中電華大電子設計有限責任公司推出的Nos-WiFi產品(如圖1所示)改變了這一現狀。華大電子多年來致力於WiFi核心芯片及模塊產品的研究和開發,至今已經成功量產了天聯係列(Airquick)3款同時支持國內(WAPI)/國際(11i)安全標準的芯片,並以此為基礎,推出了近十款WLAN模塊產品,產品應用覆蓋了筆記本、USB外置無線網卡、家庭音視頻、安防監控、運營商熱點產品、家庭網關、工業應用、智能交通等各個領域。
Nos-WiFi係列模塊產品是為了滿足工業應用、安防監控等領域中,現有產品的無線功能升級的需要而研發的,其最大的特點在於:它(ta)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)不(bu)基(ji)於(yu)任(ren)何(he)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)的(de)驅(qu)動(dong)軟(ruan)件(jian),可(ke)以(yi)集(ji)成(cheng)到(dao)任(ren)何(he)的(de)係(xi)統(tong)平(ping)台(tai)中(zhong)運(yun)行(xing),並(bing)實(shi)現(xian)高(gao)速(su)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu),使(shi)得(de)沒(mei)有(you)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)也(ye)能(neng)使(shi)用(yong)WiFi進行視頻傳輸成為可能。其驅動軟件結構如圖2所示:
本產品集成到主機係統中的位置如圖3所示:
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Nos-WiFi的特點和現狀
對於市麵上的大多數基於802.11b/g/n標準的USB無線模塊來說,它們絕大多數都應用在PC平台上,因此,這些usb無線模塊的廠商通常隻能提供基於windows或linux環境下的驅動程序,相應的在嵌入式應用中,隻有使用了諸如WinCE、嵌入式linux操作係統的嵌入式係統平台才能應用這些產品。而對於那些自身硬件資源有限,處理能力較低的嵌入式設備來說,WinCE和嵌入式linux無(wu)疑(yi)是(shi)一(yi)個(ge)龐(pang)然(ran)大(da)物(wu),隻(zhi)使(shi)用(yong)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)支(zhi)持(chi)調(tiao)度(du)功(gong)能(neng)的(de)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)甚(shen)至(zhi)是(shi)不(bu)使(shi)用(yong)任(ren)何(he)的(de)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)是(shi)它(ta)們(men)唯(wei)一(yi)的(de)選(xuan)擇(ze)。而(er)在(zai)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)上(shang)卻(que)沒(mei)有(you)可(ke)供(gong)使(shi)用(yong)的(de)USB無線模塊。即使這些廠商迫於壓力升級了係統的硬件以滿足使用USB無線模塊的需求,但是由此而增加的成本也大大降低了產品的競爭力。例如,在一個典型的支持WiFi功能的基於Linux操作係統的嵌入式設備中,為了支撐操作係統,硬件架構需求為“CPU+32MB SDRAM +32MB FLASH”,而在一個不運行操作係統的嵌入式設備裏麵,硬件架構可變成“CPU+8MB SDRAM +1MB Serial flash”,由此帶來的成本差異約為4美元,考慮到主CPU價格的區別,有無操作係統環境下設備整體成本相差約6美元。
目前無操作係統環境無線數據透傳業務領域,主要使用Zigbee或者Nordic等公司的2.4Ghz私有協議無線數傳模塊(非標準WiFi產品),但這些產品僅在很短距離(約10m)以內能夠實現2Mbps左右的數據吞吐率,無法實現大數據量室內中遠距離數據傳輸。而采用Nos-Wifi產品的無線傳輸方案,基於802.11g標準的WiFi傳輸技術物理層最高傳輸速率可達54Mbps,即使在室外覆蓋範圍100米的情況下仍能實現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產品的典型應用
流媒體電視
在現代生活向數字化、網絡化推進的大環境下,家電產品的3c融(rong)合(he)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)的(de)產(chan)品(pin)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi),而(er)電(dian)視(shi)作(zuo)為(wei)現(xian)代(dai)家(jia)庭(ting)顯(xian)示(shi)中(zhong)心(xin)的(de)地(di)位(wei)不(bu)可(ke)動(dong)搖(yao)。因(yin)此(ci),流(liu)媒(mei)體(ti)電(dian)視(shi)機(ji)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。流(liu)媒(mei)體(ti)電(dian)視(shi)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)收(shou)看(kan)更(geng)清(qing)晰(xi)的(de)電(dian)視(shi)節(jie)目(mu),還(hai)可(ke)以(yi)播(bo)放(fang)數(shu)碼(ma)相(xiang)機(ji)、移動硬盤等數碼設備裏的圖片、音樂、電影,讓全家人共同欣賞。
而流媒體電視與WiFi技(ji)術(shu)的(de)結(jie)合(he),使(shi)得(de)人(ren)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)直(zhi)接(jie)與(yu)家(jia)庭(ting)電(dian)腦(nao)連(lian)接(jie),從(cong)而(er)直(zhi)接(jie)播(bo)放(fang)存(cun)儲(chu)在(zai)電(dian)腦(nao)上(shang)的(de)流(liu)媒(mei)體(ti)文(wen)件(jian),甚(shen)至(zhi)更(geng)進(jin)一(yi)步(bu),使(shi)用(yong)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)通(tong)過(guo)家(jia)庭(ting)無(wu)線(xian)路(lu)由(you)器(qi)接(jie)入(ru)Internet網絡,實現真正的網絡在線播放功能。Nos-Wifi產品使得在流媒體電視中加入WiFi功能變得更加容易。
無線安防、視頻監控
在點對點的無線通訊應用,比如baby Monitor等監控產品,Nos WiFi更能凸現優勢。
Baby Monitor,即嬰兒監護器,是小型無線電傳送裝置,包括發射器和接收器兩部分。發射器放置在嬰兒身邊,設置有麥克風和攝像頭,對於嬰兒發出的每一個細微聲響、動dong作zuo,都dou可ke以yi準zhun確que無wu誤wu地di收shou錄lu,並bing通tong過guo發fa射she器qi上shang的de天tian線xian發fa出chu清qing晰xi的de信xin號hao。接jie收shou器qi是shi一yi個ge便bian攜xie式shi掌zhang上shang顯xian示shi器qi,用yong來lai接jie收shou這zhe些xie信xin號hao,由you父fu母mu隨sui身shen攜xie帶dai。通tong過guo這zhe種zhong裝zhuang置zhi,父fu母mu就jiu可ke以yi在zai別bie的de房fang間jian甚shen至zhi室shi外wai院yuan落luo中zhong處chu理li其qi他ta事shi務wu,同tong時shi,對dui孩hai子zi的de情qing況kuang也ye了le如ru指zhi掌zhang。
工業控製、智能交通
現代的工業控製對係統的聯網能力要求越來越高,工業控製的複雜度越來越高。因此,對於工業控製中的CPU的資源限製也越來越大。本模塊產品可以在不改變係統大的架構下,輕鬆升級現有的係統。將現有的係統升級到無線的TCP/IP網絡。
同樣,現代的職能交通領域對係統的聯網能力以及係統的聯網的靈活性要求越來越高。Nos-wifi可以輕鬆的在對原有的係統進行升級改造。使的交通設施可以容易的進行TCP/IP網絡的聯網。
- Nos-wifi的原理應用
- 采用以NORDIC解決方案為代表的無操作係統環境
- 實現短距離低帶寬無線通信
目前,在無線監控、工業控製、視頻傳輸等行業應用中,嵌入式無線係統主要采用以NORDIC解決方案為代表的無操作係統環境,該方案由“CPU+無線數傳模塊”構成,能夠實現短距離低帶寬無線通信。但由於窄帶無線通信的技術所限,隻能實現2Mbps的最大傳輸速率,對應在實際視頻傳輸中,隻能滿足10米內320*240下小於15幀/秒的應用。隨著市場對更大屏幕、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足不了人們的需求。係統升級需要WLAN這樣的寬帶無線傳輸設備,傳統的升級做法為在原有係統架構下,增加Flash、SDRam,並運行一套嵌入式操作係統來驅動WLAN模塊,不但大大增加了係統成本,而且產品開發難度增大,周期延長,不利於新產品的推出。
WLAN作為無線局域網通信中應用最為廣泛的技術,早已從PC/筆記本市場,逐漸延伸到了音視頻、手持終端、無線城市覆蓋、工業應用等人們日常生活的方方麵麵,將人們的生活帶入了便利的智能化無線時代。
北京中電華大電子設計有限責任公司推出的Nos-WiFi產品(如圖1所示)改變了這一現狀。華大電子多年來致力於WiFi核心芯片及模塊產品的研究和開發,至今已經成功量產了天聯係列(Airquick)3款同時支持國內(WAPI)/國際(11i)安全標準的芯片,並以此為基礎,推出了近十款WLAN模塊產品,產品應用覆蓋了筆記本、USB外置無線網卡、家庭音視頻、安防監控、運營商熱點產品、家庭網關、工業應用、智能交通等各個領域。



Nos-WiFi的特點和現狀
對於市麵上的大多數基於802.11b/g/n標準的USB無線模塊來說,它們絕大多數都應用在PC平台上,因此,這些usb無線模塊的廠商通常隻能提供基於windows或linux環境下的驅動程序,相應的在嵌入式應用中,隻有使用了諸如WinCE、嵌入式linux操作係統的嵌入式係統平台才能應用這些產品。而對於那些自身硬件資源有限,處理能力較低的嵌入式設備來說,WinCE和嵌入式linux無(wu)疑(yi)是(shi)一(yi)個(ge)龐(pang)然(ran)大(da)物(wu),隻(zhi)使(shi)用(yong)一(yi)些(xie)簡(jian)單(dan)的(de)支(zhi)持(chi)調(tiao)度(du)功(gong)能(neng)的(de)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)甚(shen)至(zhi)是(shi)不(bu)使(shi)用(yong)任(ren)何(he)的(de)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)是(shi)它(ta)們(men)唯(wei)一(yi)的(de)選(xuan)擇(ze)。而(er)在(zai)這(zhe)些(xie)係(xi)統(tong)上(shang)卻(que)沒(mei)有(you)可(ke)供(gong)使(shi)用(yong)的(de)USB無線模塊。即使這些廠商迫於壓力升級了係統的硬件以滿足使用USB無線模塊的需求,但是由此而增加的成本也大大降低了產品的競爭力。例如,在一個典型的支持WiFi功能的基於Linux操作係統的嵌入式設備中,為了支撐操作係統,硬件架構需求為“CPU+32MB SDRAM +32MB FLASH”,而在一個不運行操作係統的嵌入式設備裏麵,硬件架構可變成“CPU+8MB SDRAM +1MB Serial flash”,由此帶來的成本差異約為4美元,考慮到主CPU價格的區別,有無操作係統環境下設備整體成本相差約6美元。
目前無操作係統環境無線數據透傳業務領域,主要使用Zigbee或者Nordic等公司的2.4Ghz私有協議無線數傳模塊(非標準WiFi產品),但這些產品僅在很短距離(約10m)以內能夠實現2Mbps左右的數據吞吐率,無法實現大數據量室內中遠距離數據傳輸。而采用Nos-Wifi產品的無線傳輸方案,基於802.11g標準的WiFi傳輸技術物理層最高傳輸速率可達54Mbps,即使在室外覆蓋範圍100米的情況下仍能實現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產品的典型應用
流媒體電視
在現代生活向數字化、網絡化推進的大環境下,家電產品的3c融(rong)合(he)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)的(de)產(chan)品(pin)發(fa)展(zhan)趨(qu)勢(shi),而(er)電(dian)視(shi)作(zuo)為(wei)現(xian)代(dai)家(jia)庭(ting)顯(xian)示(shi)中(zhong)心(xin)的(de)地(di)位(wei)不(bu)可(ke)動(dong)搖(yao)。因(yin)此(ci),流(liu)媒(mei)體(ti)電(dian)視(shi)機(ji)應(ying)運(yun)而(er)生(sheng)。流(liu)媒(mei)體(ti)電(dian)視(shi)不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)收(shou)看(kan)更(geng)清(qing)晰(xi)的(de)電(dian)視(shi)節(jie)目(mu),還(hai)可(ke)以(yi)播(bo)放(fang)數(shu)碼(ma)相(xiang)機(ji)、移動硬盤等數碼設備裏的圖片、音樂、電影,讓全家人共同欣賞。
而流媒體電視與WiFi技(ji)術(shu)的(de)結(jie)合(he),使(shi)得(de)人(ren)們(men)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)直(zhi)接(jie)與(yu)家(jia)庭(ting)電(dian)腦(nao)連(lian)接(jie),從(cong)而(er)直(zhi)接(jie)播(bo)放(fang)存(cun)儲(chu)在(zai)電(dian)腦(nao)上(shang)的(de)流(liu)媒(mei)體(ti)文(wen)件(jian),甚(shen)至(zhi)更(geng)進(jin)一(yi)步(bu),使(shi)用(yong)無(wu)線(xian)網(wang)絡(luo)通(tong)過(guo)家(jia)庭(ting)無(wu)線(xian)路(lu)由(you)器(qi)接(jie)入(ru)Internet網絡,實現真正的網絡在線播放功能。Nos-Wifi產品使得在流媒體電視中加入WiFi功能變得更加容易。
無線安防、視頻監控
在點對點的無線通訊應用,比如baby Monitor等監控產品,Nos WiFi更能凸現優勢。
Baby Monitor,即嬰兒監護器,是小型無線電傳送裝置,包括發射器和接收器兩部分。發射器放置在嬰兒身邊,設置有麥克風和攝像頭,對於嬰兒發出的每一個細微聲響、動dong作zuo,都dou可ke以yi準zhun確que無wu誤wu地di收shou錄lu,並bing通tong過guo發fa射she器qi上shang的de天tian線xian發fa出chu清qing晰xi的de信xin號hao。接jie收shou器qi是shi一yi個ge便bian攜xie式shi掌zhang上shang顯xian示shi器qi,用yong來lai接jie收shou這zhe些xie信xin號hao,由you父fu母mu隨sui身shen攜xie帶dai。通tong過guo這zhe種zhong裝zhuang置zhi,父fu母mu就jiu可ke以yi在zai別bie的de房fang間jian甚shen至zhi室shi外wai院yuan落luo中zhong處chu理li其qi他ta事shi務wu,同tong時shi,對dui孩hai子zi的de情qing況kuang也ye了le如ru指zhi掌zhang。
工業控製、智能交通
現代的工業控製對係統的聯網能力要求越來越高,工業控製的複雜度越來越高。因此,對於工業控製中的CPU的資源限製也越來越大。本模塊產品可以在不改變係統大的架構下,輕鬆升級現有的係統。將現有的係統升級到無線的TCP/IP網絡。
同樣,現代的職能交通領域對係統的聯網能力以及係統的聯網的靈活性要求越來越高。Nos-wifi可以輕鬆的在對原有的係統進行升級改造。使的交通設施可以容易的進行TCP/IP網絡的聯網。
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