【工业开发者论坛精彩笔录】Gainspan应用于物联网发展的超低功耗嵌入式Wi-Fi解决方案

中心议题：
    * 2011西部工业开发者论坛精彩笔录

本文整理自Gainspan公司的技术专家代表在2011西部工业开发者论坛上的演讲。

各位听众，下午好！我本人是Gainspan公司的，来自美国硅谷的一家创新型企业。我们公司的主要产品是在超低功耗的Wi-Fi，这是一个非常新的领域，基于现在比较热门的物联网领域的技术。我们公司主要是在美国硅谷的圣何塞市，公司是在2006年从Intel的一个部门拆股出来，公司现在的主要风险公司都是来自Intel以及联合的风险投资商，我们的一些高管也是来自Intel公司。

我们的主要技术应用的市场领域是在健康医疗、保健产品、智能能源、工业、商业以及家庭的应用，我们的产品范围覆盖比较广泛，像现在的物联网领域，包括心电、血压、血氧的一些监测，这些电池用的产品不太便于插电源，同时也不便于连线的这些产品。像插座，现在的插座一般都是带有线的连线电源插座，但是美国遇到能源的问题需要在插座里安装一些电能的监控芯片，同时通过无线技术传到Internet网上来实时知道各个地方的用电情况，我们和LG、海尔公司合作做了一些智能的物联网冰箱、洗衣机产品。

工业领域，像火车站、石油、煤矿，还有酒厂、化工厂等，我们都有相关的应用。其次是在国内的仓储、物流领域，我们也有所涉足。在一些家庭的应用，比如玩具和中央空调控制的产品，都是我们现在面临智能化的一些领域。我们的产品使用起来相对比较简单，比传统的Wi-Fi用起来非常方便，我们只需要用传统的设备发一些AT命令，通过串口和SBL口给我的模块，就很迅速的让这些传统的医疗设备、工业设备具有Wi-Fi的无线功能，这些设备通过路由器传到远端的服务器以及手机和数据服务器系统，这样让我们现有的设备马上具有无线功能。同时，无线连接分成好几种连接模式，有一种模式是可以很方便的知道点对点。通过手机，大家都知道Iphone比较火，IPad也比较流行，用这种设备来控制家庭里的冰箱、洗衣机、中央空调，甚至还有一些桥梁的检测监控，像动车事故遇到的问题都可以通过手机来实时的点对点查询，当然也可以通过家里上网的路由器，对家里的设备整个进行监控。在将来的时候，真正的物联网是通过Internet传到远端的云计算服务器，像Google、微软都已经做了相关的服务器，在将来我们再也不会遇到堵车事故以及不会遇到严重的污染等等情况，因为我们有很好的监控系统来处理这些事件。

在这个领域，其实很早之前有一项技术叫ZigBee技术，他们已经存在了大概十几年的时间。他们在无线的领域也根植了很多年，他们的技术产品主要有一些弱点，这是和现在的Wi-Fi来比，但是他们也是一个超低功耗的产品。现在它是2兆的带宽，我们是20兆的，在无线干扰的情况下，我们的受干扰率也是相当低的，我们还是IP的产品，这样就很容易连到Internet网上，与现有的基础设施进行无缝的连接。可以看到在干扰的情况下，在无线的时候所表现出的特性，相对来说ZigBee是达不到的。

Wi-Fi的产品有一个特性，它和传统的Wi-Fi有区别，传统的Wi-Fi只是单独的Wi-Fi芯片，它需要依附很大的一个CPU以及很大的操作系统，像WinCE、Linux，在手机和笔记本以及传统的路由器应用上，它们非常的流行和简便。但是它们遇到一个问题，因为它是一个很简单的Wi-Fi芯片，它没有主处理器上运行的TCPIP协议站以及操作系统，它不能单独被应用在单片机应用的场合，因为它没有driver很好的移植以及单独的SOC的应用，我们的产品是把TCPIP协议站和Wi-Fi同时集成到一个芯片里以及单片机的接口，这样传统的单片机通过发送AT命令就可以很好的与我们进行互联互通，使传统应用最快的速度具有无线功能。目前我们有几家合作厂家，像Freescale、Renesas、SD等等，都是我们的合作伙伴。另外，我们最大的特点是超低功耗，我们是用电池以年为单位作为工作时间的考量，传统的Wi-Fi一般都是以天为单位，我们的手机是几天就可以看到它耗电完成了。

芯片内部的大概结构，内部有两个ARM7，同时有相应的外围接口以及里面包含了Flash和SRAM系统，里面有包含了RTC的系统，RTC的存在导致我们在待机的时候工作电流只有5个微安，它从待机状态到正常工作时候的唤醒时间只需要13毫秒，这两个工作特性导致我们的芯片用于物联网领域，以电池为供电能源可以工作一年到两年的时间，这是传统的技术不能够达到的。同时我们是工业级的温度，-40度到+85度。

这是传感器应用典型的一个工作模式，它主要的节电方式是因为周期性的醒来进行数据的传送和收发，在不需要工作的时候进入待机状态，只消耗5微安的电流，导致平均消耗的电流非常低，这是我们的一个特点。可以看到我们的模块GS1011与路由器进行一次连接所消耗的电能状态，它虽然发射的时候电流消耗很大，但是它的时间很短，它的占空比也很低，只有8.38毫秒就完成了这个任务，所以平均电流是很低的。

 

这是我们公司目前为了市场客户的快速开发考虑也做了一些模块，其中有包含芯片内部带的放大器8个dBm PA的MI系列，以及模块外部包含18个dBm PA的ME系列和802.11b/g/n的模块，这是我们所包含的三种模块，目前市场上应用比较多。
   
这是下一代的芯片，大概明年底的时候会推向市场，在市场上会引导物联网市场的一次革新，因为它本身是一个802.11b/g/n的技术，同时它也是一个性价比非常高、处理性能很强的芯片，它里面包含两个Cortex-M3的核，可以跑120兆，同时还具有SDIO25兆的接口，可以传出高清的视频信息，同时还包含了LDO、PA和扩展的一些Flash功能。这款芯片的价格，包括模块的价格也会在10美金以下，市场的认可度是比较高的。我们的产品在国外都推动了FCC以及加拿大的IC、欧洲的ETSI IECEE CB和日本的TELEC等相关认证，便于客户进行很快的快速出口认证服务。这是我们获得Wi-Fi的一些认证信息。

同时这个产品很便于与现有的Iphone、IPad以及Android手机进行互联。比如我们在灌溉系统，在温度控制以及灯光控制、风向控制等系统里，使用现有的手机，将来农民就可以不用去稻田里，在家里就可以控制，自动的浇菜、浇水等信息，这是未来智能的领域，是使将来的生活美好的一个方向。

我们公司还提供了一些ADK的开发套件，这些套件的作用是什么？很多的客户都很熟悉单片机的开发，但是他们不太熟悉手机，像Iphone、Android以及PC端手机的开发，我们提供了一些相关的扩文件，在手机上像Android和Iphone的扩文件，这些扩文件提供给客户之后，客户只需要填写一些SM的文档，就可以把相关的这些文档信息通过Iphone，再通过无线传给我的模块，我的模块内部有一个SM的解析器，把你传送的信息解析出来给单片机，这样能快速的实现上位机和下位机的开发，这是一个一体化的方案。

本文整理自 2011西部工业开发者论坛的演讲内容，欲了解更多详细信息请访问 http://www.52solution.com/data/datainfo/id/4877