Rys. 1. Moduł Wi-Fi w wersji ze zintegrowaną anteną firmy Antenova, obok wersja z gniazdem UFL
W ofercie STMicroelectronics dostępne są cztery takie moduły realizujące komunikację Wi-Fi (802.11 b/g/n - 2,4 GHz), które są kierowane do aplikacji IoT i M2M. Producent reklamuje je jako rozwiązania plug & play i umożliwiające współpracę z chmurą. Moduły mają zaimplementowany stos TCP/IP oraz łatwe w użyciu funkcje na poziomie aplikacyjnym (jak Serial-to-Wi-Fi b/g/n).
Są sterowane za pomocą komend AT, pozwalają na umieszczenie w pamięci zintegrowanego mikrokontrolera własnej aplikacji stworzonej w środowisku MicroPython i mają komplet niezbędnych certyfikatów niezbędnych do działania zgodnie z wymaganiami prawnymi na całym świecie.
Rys. 2. Pola lutownicze na dolnej stronie modułu pozwalają na prosty montaż na bazowej PCB w technologii SMT
Od strony sprzętowej poza chipem komunikacyjnym zawierają one wzmacniacz mocy w.cz., a także mikrokontroler STM32 z rdzeniem Cortex-M4, układy zegarowe i stabilizatory napięcia. Całość umieszczona jest na małej płytce drukowanej (27×15 mm), łatwej do zamontowania na większej płycie bazowej stanowiącej podstawę konstrukcyjną urządzenia, gdyż pola lutownicze są rozmieszczone na jej obwodzie i mogą być wykorzystane przy montażu SMT i lutowaniu rozpływowym.
W zależności od wersji są wyposażone we wbudowaną antenę (wersje z sufiksem SA w oznaczeniu) lub mają standardowe gniazdo UFL pozwalające na podłączenie anteny zewnętrznej (sufiks SC). Atutem modułów jest mały pobór mocy, pozwalający na wykorzystanie w urządzeniach zasilanych z baterii.
Wybrane parametry SPWF04
|
Rys. 3. Schemat blokowy modułu SPWF04SA
Wersje SPWF04Sx mają zaimplementowany stos TCP/IP o rozbudowanej funkcjonalności z serwerem web i REST API (REpresentational State Transfer) pozwalającym na dostęp do plików na serwerze znajdującym się w chmurze obliczeniowej, a także z funkcjami SSI umożliwiającymi tworzenie stron internetowych o zmiennej treści. Stos obsługuje wszystkie popularne protokoły jak HTTP, MQTT, SMTP i Websocket, wspiera IPv6, TFTP i mDNS.
Dostęp do parametrów konfiguracyjnych modułu, a także wymienionych funkcji, odbywa się za pomocą komend AT i po użyciu interfejsu SPI. Oprócz tego dla użytkownika dostępny jest interpreter skryptów MicroPhyton (1.6), co pozwala na szybkie stworzenie aplikacji użytkownika korzystającej z zasobów wbudowanego w moduł mikrokontrolera.
Możliwy jest też dostęp z zewnątrz za pomocą MicroPython API. Moduł zawiera 1 MB pamięci Flash przeznaczonej na aplikacje i pliki użytkownika, ale w razie potrzeby, za pośrednictwem wyprowadzonych linii SPI/SDIO (Serial Flash/SD Card), można znacznie rozbudować zasoby pamięciowe.
Tabela. Dostępne moduły Wi-Fi firmy STMicroelectronics
Komunikacja bezprzewodowa jest szyfrowana za pomocą WPA-2, WPA2-Enterprise oraz WPS (Wi-Fi protected setup). Przesyłane dane są szyfrowane za pomocą dostępnej w oprogramowaniu modułu jednostki SSL/TLS. Producent przewidział też możliwość uaktualnienia oprogramowania przez UART, a także drogą radiową (FOTA).
Część radiowa omawianych modułów bazuje na modemie radiowym CW1100 opracowanym jeszcze w 2009 roku we współpracy z firmą Ericsson i dostępnym jako system-na-krzemie (SoC). Jest to jednoukładowe rozwiązanie pracujące w standardzie 802.11b/g/j/n WLAN przeznaczone do aplikacji mobilnych.
Na tle innych produktów tego typu wyróżnia się przede wszystkim małym poborem prądu, co osiągnięto przez wyłączenie pakietowania danych i nadawania beacona z wbudowanego procesora aplikacyjnego do oddzielnych bloków sprzętowych. CW1100 umieszczono w obudowie (WLCSP) o wymiarach 3,9×3,84×0,6 mm.
