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  • WiFi 6到来,WiFi更新换代?

    千次阅读 2020-02-23 22:02:19
    最近看到一个笑话。 现在WiFi就像一个自己的恋人 ...WiFi 6到来,WiFi更新换代? 为了更好满足你 这位爱人做了升级 升级后的他,我们称之为WiFi 6 WiFi 6到来,WiFi更新换代? 近期,雷军在小米10手...
    最近看到一个笑话。
    现在WiFi就像一个自己的恋人
    而你却是那个“粘人精”

    你希望WiFi这个爱人
    只爱你一个人
    不允许以他人共享
    希望有很浓烈的爱
    更希望天天呆在一起

    这一切想法源自于
    WiFi给的爱不够(速度不够快)
    为了更好满足你
    这位爱人做了升级
    升级后的他,我们称之为**WiFi 6**

    近期,雷军在小米10手机的发布会上专门花了5分钟来讲这个WiFi 6,可见WiFi 6已经成为手机上的一项黑科技,足以让雷帮主引以为豪,那么这个雷军花5分钟来讲的WiFi 6到底是什么?

    什么是WiFi 6?

    用技术术语来说,WiFi 6原名是802.11ax,但是这样的命名对于普通消费者来说比较繁琐,也不利于宣传。2018年10月4日,WiFi联盟宣布将第六代WiFi技术802.11ax更名为WiFi 6

    与此前的WiFi技术相比,WiFi6具备以下优点:

    1、更快。 WiFi2-5代使用OFDM(正交频分复用)技术,只允许无线路由器在一个通信周期内只能跟一台设备通讯,Wifi6升级到OFDMA(正交频分多址)技术,在一个通信周期内能跟多个不同设备通信,最大程度利用数据传输总量。

    2、更大承载。 WiFi4/5只支持SU-MIMO单用户多输入多输出,WiFi6支持多达8×8MU-MIMO上下行多用户多输入多输出,一个通信周期内,最多跟8台设备同时实现数据上传和下载,在最大稳定连接设备量上,WiFi6支持设备数为248台,Wifi5为128台。

    3、更低功耗。 WiFi6支持全新的TWT(目标唤醒时间)技术,允许路由器与设备协商通信,减少了保持传输和搜索信号所需的时间,终端功耗较WiFi5能减少50%以上。

    4、更稳定。 WiFi6支持SRT(空间复用技术),解决了交叉覆盖而引起的信号干扰,即提高了其抗干扰力。

    WiFi 6时代是否已经到来?

    一项新标准成为产品标配并普及到市场中,往往需要经过标准发布、相关元器件跟进、产品上市、最后降低成本和售价被消费者大范围接受的过程。WiFi 6距离正式发布还不到一年,从第一批3000多的WiFi 6的路由器,到现在TP-Link推出的300多的路由器,也标志着WiFi 6 的产品价格正往亲民方向发展,更多的消费者能使用上WiFi 6 技术。

    普及型产品大规模出现,是WiFi 6成为主流无线网络标准的必经之路。据爆料,华为P40/Pro系列手机将支持WiFi 6+技术,该技术为华为公司自研。同时,在2月24日的华为5G全场景发布会上,将有支持WiFi6+的配套路由器问世。

    可以说,2020年会是Wi-Fi 6元年
    虽然第一批产品并不是在今年进入市场
    但真正普及到大众消费者
    普及到不同消费层次的相关产品
    有望在今年成为市场中销售的主流

    所以有能力的小伙伴
    可以考虑今年入手WiFi 6相关产品
    体验“爱人”升级后带来的速度与激情

    WiFi 6和5G对比怎么样呢?

    5G是蜂窝数字移动通信技术,既可用于广域高速移动通信,又可用于室内无线上网。WiFi 6是无线接入技术,主要用于室内无线终端上网。5G和WiFi 6具有以下特点:

    (1)5G上行峰值传输速率达10Gbit/s,下行峰值传输速率达20Gbit/s。WiFi 6 在80 MHz带宽下,单条空间流的峰值速率为600Mbit/s,在带宽为160MHz、8条空间流的情况下,峰值速率达 9.6Gbit/s。

    (2)5G在eMBB场景下时延小于4ms,在uRLLC场景下时延小于1ms。WiFi 6平均时延为20ms,远高于5G的时延。因此,在时延方面,5G优于WiFi 6。

    (3)5G移动性强,跨区连接速度快,可实现跨区网络无缝切换。WiFi 6跨区建立连接慢。

    (4)5G系统复杂、成本高,WiFi 6系统简单、成本低。因此,在系统建设投入方面,WiFi 6优于5G。

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  • 5G VS WiFi6,实力大比拼!

    千次阅读 2019-07-19 16:22:50
    移动通信与WiFi,就像移动设备上的两大高手。彼此势均力敌:一个主室内,一个主室外。WiFi是移动网络的室内覆盖补充,也承担着大量的数据流量卸载,二者既想各自...WiFi6能否与5G分庭抗礼,重回巅峰成为你的座上客...

    移动通信与WiFi,就像移动设备上的两大高手。彼此势均力敌:一个主室内,一个主室外。WiFi是移动网络的室内覆盖补充,也承担着大量的数据流量卸载,二者既想各自占山为王,但也时不时地相互成全对方。

    然而随着5G时代的到来,5G必将干掉WiFi、WiFi迟早将被淘汰、WiFi活不过5G时代,各种言论层出不穷。在一片争论声中,WiFi6姗姗来迟。WiFi6能否与5G分庭抗礼,重回巅峰成为你的座上客呢?在谈这个问题之前,我们先来看看4G与WiFi5孰优孰劣。下面小编将从耗电、速度、安全等方面娓娓道来。

    耗电

    每次坐长途火车或开无聊的会议时,你是不是都在不停地刷网页,刷着刷着突然显示电量剩余不足10%那一刻,你的心里是不是有千万条草泥马经过。同样是上网WiFi和4G哪个更耗电呢?

    耗电其实主要和手机的发射功率有关,发射功率的大小主要和设备和信号源的距离有关。二者距离越远,所需要的发射功率就越大。

    手机4G网络流量,需要发射和接收基站的信号,由于辐射范围大、建设成本高,基站都建在如山顶之类的开阔地带。手机接收来自山顶的信号,消耗的电量自然会多点,正常情况下手机需要发射的频率在100mW到200mW。如果遇到信号不好的情况,要发射更强大信号来搜索网络,会更加耗电!WiFi是通过路由器发射信号,适合在家中、公司办公室这种稳定的环境中近距离覆盖。假设一百平的房子,即使你在墙角蹲着,把路由器挂在窗户外面,距离也不超过20M,日常使用时,手机的发射功率大约50mW就足够了。

    苹果官方给出的续航数据也表明:在同样的手机和同样的使用情况下,使用WiFi比使用LTE(4G)续航更久。

    速度

    虽然今天4G资费已经很经济实惠了,但是人们似乎还是很钟情于WiFi。大多数人还是会觉得WiFi要比4G的上网速度快,然事实真的如此吗????

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  • WiFi 6e 跟WiFi 6 有什么分别? WiFi 6e 的标准跟WiFi 6 相同,但频谱范围会相比WiFi 6 更大。而WiFi 6e 跟WiFi 6 最大的分别,在于WiFi 6e 相比WiFi 6 多了个频段,除了我们常见的2.4GHz 以及5GHz 之外,还新增了...

    之前21世纪科技网就为大家解析,到底什么是WiFi 6。问题又来了,刚了解完WiFi 6是什么,上网见到2021最新的网络制式是WiFi 6e,相比WiFi 6多个「e」,到底是什么一回事呢?同WiFi 6又有什么分别?下文立即为大家揭晓。

    WiFi 6e 跟WiFi 6 有什么分别?

    WiFi 6e 的标准跟WiFi 6 相同,但频谱范围会相比WiFi 6 更大。而WiFi 6e 跟WiFi 6 最大的分别,在于WiFi 6e 相比WiFi 6 多了个频段,除了我们常见的2.4GHz 以及5GHz 之外,还新增了6GHz 频段,提供高达1200 MHz 的附加频谱,通过14个额外的80MHz 通道和7 个额外的160MHz 通道在6GHz 频段上运行,提供更高的容量,带来更大的频宽,同时亦能有更快的速度及更低的延迟。

    更重要的是,6GHz 频段没有重叠或干扰,不会向下兼容,即是说仅限支持WiFi 6e 的设备使用,这样可以解决WiFi 拥挤造成的困扰,并能大幅降低网络延迟的情况。

    为什么要新增6GHz 频段?

    新增6GHz 频段最主要原因,在于现今我们生活都需要连接大量设备,例如手机、平板、智能家居等等,特别是在大型公众场所,如商场、学校等等,现有的2.4GHz 以及5GHz 频段已相当挤拥,因此新增了6GHz 的频段,与2.4GHz、5GHz 一起收发数据,提供更高的WiFi 流量需求,亦能连接更多的无线设备。

    原理就好像一条马路,只有一架车行走,当然可以走得相当顺畅,但当很多车同时行走,就容易会出现「塞车」情况。而新增了6GHz 频段,就可理解成将这条马路扩阔,降低马路的负担,让车行走的速度可以保持顺畅。

    WiFi 6e 有没有缺点呢?

    相比起WiFi 6,WiFi 6e 主要的分别是多了一个6GHz 的频段,然而我们可以参考一下2.4GHz 跟5GHz 的特性,就是2.4GHz 射程远,但慢速,而5GHz 则速度快,但射程短。而从这个概念中我们可以知道,使用6GHz 变相射程会比起5GHz 更短,但速度就会更快,而且不会重叠受干扰。

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  • 含:ATK-ESP8266 WIFI模块原理图,PC和手机串口调试工具和详细讲解,芯片数据手册和实例代码详细介绍。
  • 51单片机DHT11温湿度ESP8266WiFi手机APP显示设计

    万次阅读 多人点赞 2019-03-17 12:30:53
    温湿度检测设计。基于51单片机、ESP8266WiFi模块、温湿度DHT11传感器、Android APP完成。首先先展示一下设计好的实物,接下来将从系统方案、硬件设计、软件设计...WiFi模块两个作用:一是串口转WiFi,单片机通过串...

    完整源码下载地址:https://download.csdn.net/download/tongxin082/21440602 

    温湿度检测设计。基于51单片机、ESP8266WiFi模块、温湿度DHT11传感器、Android APP完成。首先先展示一下设计好的实物,接下来将从系统方案、硬件设计、软件设计这三个方面来阐述。

    1、系统方案 

    DHT11温湿度传感器采集数据传送给单片机,单片机将数据处理之后通过ESP8266WiFi模块将数据发送给手机App。WiFi模块有两个作用:一是串口转WiFi,单片机通过串口将数据发送给Wifi模块,对于单片机编程而言,与Wifi模块通信就相当于与串口通信,不必知道WiFi协议;二是WiFi模块当做WiFi 热点AP,手机搜索8266建立的WiFi名称就能与其连接。显然这种方式只是局域网通信,不能进行远程连接,远程连接需要服务器端的支持,现在常采用的方法是通过阿里云、机智云等,远程连接比较复杂,我们以后再研究。

    2、硬件设计

    整个设计电路图如下所示:

    ESP8266WiFi模块我们采用的是ESP-01S模组,安信可公司出品的,注意ESP-01S的电源是3.3V,而单片机电源是5V,所以需要一个5V转3.3V的模块,我们选用的是LM1117T-3.3V这个器件, LM1117这个器件管脚一定不要接错,否则会发热非常严重然后烧毁。我第一次焊接的时候把LM1117管脚焊错了,上电后用手触碰了一下差点把手烫伤,赶紧把电源拔掉。LM1117的接线如下所示:

    ESP8266的接线如下图所示:

    RX:模块串口通信的接收引脚,接到单片机的TX引脚。
    GND:接地
    TX:模块的发射端,接单片机的RX接口。
    CH_PD / EN:接3.3v高电平。
    VCC:接3.3V的高电平。

    DHT11温湿度传感器负责采集环境中的温湿度数据,在单片机软件设计部分会详细的介绍该传感器的使用步骤。

    引脚说明:
    VDD 供电3.3~5.5V DC
    DATA 串行数据,单总线
    NC 空脚
    GND 接地,电源负极

    3.单片机软件设计

    单片机程序主要是两个点,一是读取DHT11传感器的温湿度数据,二是串口通信。DHT11的官方文档写的很规范,有关于读取数据的详细步骤,文档更新也比较及时,最新的更新日期是2017年3月31号,官网的下载地址:http://www.aosong.com/products-21.html

    DHT11采用单总线通信,单总线即只有一根数据线,系统中的数据交换、控制均由单总线完成。

    • 传送数据位定义

    DATA 管脚用于DHT11与单片机之间的通讯和同步,采用单总线数据格式,一次传送40 位数据,高位先出。
    数据格式:
    8bit 湿度整数数据+ 8bit 湿度小数数据+ 8bit 温度整数数据+ 8bit 温度小数数据+ 8bit 校验位。
    注:其中湿度小数部分为0。

    • 校验位数据定义

    8bit 湿度整数数据 +  8bit 湿度小数数据 +  8bit 温度整数数据 +  8bit 温度小数数据 = 8bit 校验位
    如果以上等式成立,则本次传感器采集的数据有效,否则无效。

    先看采集数据有效的示例,接收到的40 位数据为:
    0011 0101     0000 0000     0001 1000     0000 0100      0101 0001
    湿度高8 位     湿度低8 位     温度高8 位     温度低8 位    校验位
    计算: 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0100 = 0101 0001,接收数据正确。
    湿度:0011 0101(整数)=35H=53%RH 0000 0000(小数)=00H=0.0%RH =>53%RH + 0.0%RH = 53.0%RH
    温度:0001 1000(整数)=18H=24℃ 0000 0100(小数)=04H=0.4℃ =>24℃ + 0.4℃ = 24.4℃

    采集数据无效的示例,接收到的40 位数据为:
    0011 0101     0000 0000     0001 1000    0000 0100     0100 1001
    湿度高8 位    湿度低8 位     温度高8 位    温度低8 位    校验位
    计算: 0011 0101 + 0000 0000 + 0001 1000 + 0000 0100 不等于0100 1001,本次接收的数据不正确,放弃,重新接收数据。

    通过以上两个示例可以清楚DHT11数据格式以及数据如何去校验有效性。

    • 数据时序图

    用户主机(MCU)发送一次开始信号后,DHT11 从低功耗模式转换到高速模式,待主机开始信号结束后,DHT11 发送响应信号,送出40bit 的数据,并触发一次信采集。信号发送如图所示。这里的主机是指单片机,从机是指DHT11传感器。

    下面这个图表罗列了时序图相关的参考时间,在读取数据的详细步骤中会用到这些数值。

    根据时序图和表中的参考时间,我们可以得出读取传感器数据的步骤。

    step1:单片机输出低电平保持20ms

    step2:单片机拉高电平保持13us等待DHT11传感器的低电平响应信号

    step3:判断DHT11是否给出低电平响应,如果有低电平响应则进入步骤4,否则等待下一轮的尝试。

    step4:通过while语句等待83us的低电平响应时间结束

    step5:通过while语句等待87us的高电平响应时间结束

    step6:计算温湿度数据

    step7:单片机输出高电平结束一次数据采集的读取

    step8:校验数据

    在时序图中可以看到,数据读取是每次一位进行的,数据0位和数据1位的低电平时间是相同的,即54us。数据0位的高电平时间是24us,而数据1为的高电平时间是71us,通过高电平时间的差异我们就可以判断出是数据0还是数据1。所以单独写了一个函数用来计算数据0位和1位,由于温湿度的整数和小数部分分别是由8位表示的,我们定义该函数得到8位数据之后给出返回值。步骤6对应的函数computeData() 用来完成上述工作。我们对步骤6进行详细的描述:

    step 6.1:等待54us低电平结束

    step 6.2:延时30us判断高电平是否结束,因为数据0位的电平最大时长是27us,如果超过27us之后高电平结束,则为数据0位,否则为数据1位。

    step 6.3:通过while语句等待高电平结束

    step 6.4:通过移位和或与的方式保存一个数据位

    step 6.5:循环6.1到6.4步骤8次,得到一个字节的数据

    //--------------------------------
    //-----湿度读取子程序 ------------
    //--------------------------------
    //----以下变量均为全局变量--------
    //----温度高8位== temperature_H------
    //----温度低8位== temperature_L------
    //----湿度高8位== humidity_H-----
    //----湿度低8位== humidity_L-----
    //----校验 8位 == checkdata-----
    //--------------------------------
    void readData()
    {
        U8  humidity_H_temp,humidity_L_temp,temperature_H_temp,temperature_L_temp,checkdata_temp;
        //step1:单片机输出低电平保持20ms
        P2_0=0;
        delayms(20);
        //step2:单片机拉高电平保持13us等待DHT11传感器的低电平响应信号
        P2_0=1;
        delay13us();
        //step3:判断DHT11是否给出低电平响应,如果有低电平响应则进入步骤4,否则等待下一轮的尝试。
        if(P2_0==0)
        {
            //step4:通过while语句等待83us的低电平响应时间结束
            while(P2_0==0);	
            //step5:通过while语句等待87us的高电平响应时间结束			
            while(P2_0==1);				
            //step6:计算温湿度数据
            humidity_H_temp = computeData();
            humidity_L_temp = computeData();
            temperature_H_temp = computeData();
            temperature_L_temp = computeData();
            checkdata_temp = computeData();
            //step7:单片机输出高电平结束一次数据采集的读取
            P2_0 = 1;		
            //step8:校验数据
            if(checkdata_temp == humidity_H_temp + humidity_L_temp + temperature_H_temp + temperature_L_temp)
            {
                humidity_H = humidity_H_temp;
                humidity_L = humidity_L_temp;
                temperature_H = temperature_H_temp;
                temperature_L = temperature_L_temp;
                checkdata = checkdata_temp;
            }
        }
    
    }
    
    /**
    *根据时序计算温湿度值
    */
    U8 computeData()
    {
        U8 i,U8comdata;
        for(i=0; i<8; i++)
        {
            //step 6.1:等待54us低电平结束
            while(P2_0==0);
            //step 6.2:延时30us判断高电平是否结束	
            Delay_10us();					
            Delay_10us();
            Delay_10us();
            U8temp=0;
            if(P2_0==1)						
            {											
                U8temp=1;
            }
            //step 6.3:通过while语句等待高电平结束
            while(P2_0==1);
            //step 6.4:通过移位和或与的方式保存一个数据位			
            U8comdata<<=1;
            U8comdata|=U8temp;
        }
        return U8comdata;
    }

    温湿度数据读取完毕,接下来就是通过串口发送出去,串口发送数据的代码相对简单了,我们在主函数中对串口通信进行初始化,然后在一个while语句中每隔2s读取数据然后发送。

    //----------------------------------------------
    //main()功能描述:  STC89C52RC  11.0592MHz   串口发送温湿度数据,波特率 9600
    //----------------------------------------------
    void main()
    {
        U8  i;
        TMOD=0x20;		//定时器1工作在方式2
        TH1 = 0xfd;		//波特率9600
        TL1 = 0xfd;
        SM0=0;				//串口工作在方式1
        SM1=1;
        EA = 1;				//开总中断
        REN = 1;			//使能串口
        TR1 = 1;			//定时器1开始计时
        delayms(1000);
    	sendString("AT+CWMODE=2\r\n");		//ap模式
    	delayms(1000);	
    	sendString("AT+CIPMUX=1\r\n");		//允许多连接
    	delayms(1000);	
    	sendString("AT+CIPSERVER=1\r\n");	//建立TCP Server
    	delayms(1000);
        ES = 1;				//开串口中断
    	
        while(1)
        {
            //调用温湿度读取子程序
            readData();
            str[0]=humidity_H;
            str[1]=humidity_L;
            str[2]=temperature_H;
            str[3]=temperature_L;
            str[4]=checkdata;
            //发送到串口
            delayms(2);					//发送温度数据
            sendString( "AT+CIPSTART=1,\"TCP\",\"192.168.4.2\",5000\r\n");
            delayms(2);
            sendString("AT+CIPSEND=1,5\r\n");
            delayms(2);
            for(i=0; i<5; i++)
            {
                sendOneChar(str[i]);
            }
            //读取模块数据周期不易小于 2S
            delayms(2000);
        }
    }

    至此,单片机端的主要代码就讲解完了,可以看到核心代码是如何读取DHT11的数据。

    4.手机APP软件设计

    APP是用Android Studio(AS)开发的,不建议初学者学习Eclipse结合ADT(Android Eclipse Tools)插件的方式开发Android APP,这种方式已经过时并且以后会被淘汰,Google在2016年底已经停止了对ADT的更新,我之前所在的公司已经将Eclispe的代码全部迁移到AS平台了,推荐使用Google自家的AS集成开发环境。AS有很多优点,但是在使用时也有问题,AS借助gradle进行项目构建,至于为什么Google利用gradle进行Android app项目构建,读者可以自行上网搜索。gradle插件版本要和AS版本相对应,不同的开发者的gradle版本可能不同,所以当你拿到另外一个开发者的代码在自己的AS运行时时有可能会构建失败。这个现象对于国外开发者而言不是一个问题,AS可以自动去下载所需要的gradle插件版本,但是在国内,由于众所周知的原因,如果不会科学上网那么AS直接尝试下载gradle插件时会失败,会令很多初学者不知所措。在以后有时间我会单独写一篇blog来讲解如何去解决这个问题。最近听到Google要重返中国市场,如果能回归成功,对于国内的很多开发者和学术研究者而言是个好消息。

    言归正传,本设计APP的代码主要分成两个部分,一是WiFi数据的接收,二是图表显示。

    在OnCreate()方法中进行控件的初始化,并开启一个温度数据接收线程来接收数据。

     @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
            //实例化控件
            mTemperatureTv = findViewById(R.id.tv_temperature);
            mHumidityTv = findViewById(R.id.tv_humidity);
            mTemperatureAlert = findViewById(R.id.tv_temperature_alert);
            mHumidityAlert = findViewById(R.id.tv_humidity_alert);
            mTemperatureRangeTv = findViewById(R.id.tv_temperature_range);
            mHumidityRangeTv = findViewById(R.id.tv_humidity_range);
            mTemperatureRangeTv.setText("(" + mTempLow + " - " + mTempHigh + "℃)");
            mHumidityRangeTv.setText("(" + mHumidityLow + " - " + mHumidityHigh + "%)");
            mLineChart = findViewById(R.id.chart);
            //初始化图表属性
            initChart();
            //开启温度显示线程
            new ReceiveDataThread().start();
        }

    单独开辟一个线程用来循环读取WiFi模块传输过来的数据,对于App而言单片机通过Wifi模块传输的数据相当与网络数据,用网络编程相关的就可以,线程的相关定义如下所示:

    /**
         * 温湿度数据接收线程
         */
        private class ReceiveDataThread extends Thread {
            private DataInputStream in;
            private byte[] receive;
    
            @Override
            public void run() {
                try {
                    //在手机端建立一个ServerSocket,负责接收ESP8266发送的数据,端口为5000
                    serverSocket = new ServerSocket(5000);
                    client = serverSocket.accept();
                    while (true) {
                        //循环读取数据
                        in = new DataInputStream(client.getInputStream());
                        receive = new byte[5];
                        in.read(receive);
                        String data = new String(receive);
                        //刷新UI
                        doUIRrefresh(data);
                    }
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }

    完整源码下载地址:​​​​​​​https://download.csdn.net/download/tongxin082/21440602 

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