基于蓝牙 WiFi组合模块的智能空气净化器解决方案

智能空气净化器方案硬件搭配：

(1) 手机app软件：用户通过3G/4G/wifi连接云端，在手机端远程 *** 控家里的空气净化器

(2) 云端服务器：负责存储空气质量数据，以及执行用户的 *** 控指令

(3) 蓝牙+WiFi组合模块WG222：负责接收蓝牙模块透传过来的空气质量数据并上传云端

(4) 内嵌ble蓝牙模块的空气检测传感器：布置在各个房间里面，负责采集各房间的温度、湿度和空气质量度（pm25等）

方案概述：

将蓝牙+WiFi组合模块WG222接入智能空气净化器方案的主控制板电路中，内嵌ble蓝牙模块的空气传感器负责实时自动采集各房间的温度、湿度和空气质量度，通过ble蓝牙模块将数据透传给WG222的ble蓝牙部分，透传过来的空气质量数据再通过WG222内部的串口传给WiFi部分，WiFi部分负责上传空气质量数据到云端，手机app就可以通过3G/4G/wifi远程连接沟通云端，按自己的需求远程 *** 控净化器的加强或减弱等

方案整体应用框架：

该方案的优势：

（1）空气质量无线实时自动采集，在手机app可以实时查看

（2）去硬件按键 *** 作，全程手机app *** 控

（3）手机app查看家里空气质量，远程 *** 控净化器，即使不在家里也可随时 *** 控，方便省心

智能空气净化器解决方案应用场合：

（1）智能家居：关爱宝宝与长辈的身体健康，给家人一个洁净的空气

（2）智慧商场、博物馆：方便商场对净化机的管理与控制，减少人员 *** 作。

（3）智慧办公场所：改善封闭环境的空气质量，极大提高工作效率与员工健康

蓝牙+WiFi组合模块：

智能空气净化器方案的主体选用的是ble蓝牙+WiFi组合模块WG222，基于MT7697研发。模块拥有1x1 80211n双频Wi-Fi，蓝牙和电源管理单元。 还包含ARM Cortex-M4F MCU以及许多接口，包括UART，I2C，SPI，I2S，PWM，IrDA和辅助ADC，只需要一个外部33V电源即可正常工作。

蓝牙+WiFi组合模块

模块特征：

（1）处理器部分

具有高达192MHz时钟速度的FPU的ARM Cortex-M4 MCU

22个通用IO与其他接口复用

电压供应：33V±10％

（2）WiFi部分

80211 a / b / g / n

在24GHz频段5GHz频段支持20MHz，40MHz带宽

双频1T1R模式，数据速率高达150Mbps

自动信标监视/扫描

80211 i安全特性：预认证和TSN; 硬件加密引擎AES，DES / 3DES，SHA2，用于网络安全

基础设施BSS工作站模式/ SoftAP模式

（3）蓝牙部分

BLE蓝牙42

最大发射功率+10 dBm

BLE信标

模块尺寸：313mm 203mm 32mm

也有国产方案的WiFi+蓝牙组合模块LCS2028

LCS2028是一款小尺寸，低功耗，支持24GHz单频80211b / g / n ，蓝牙双模51的低成本串口WiFi+串口蓝牙组合模块，支持UART-WiFi -以太网数据传输。可以支持AP 和STA 双角色连接，并同时支持经典蓝牙和低功耗蓝牙连接。运行速度最高可到120 MHz 得32-bit MCU 以及内置的256 KB RAM，可以使得芯片支持云连接。

LCS2028 拥有丰富的外设，如PWM、I2C、UART、SPI、SDIO 以及IrDA。可以直接通过UART下载和烧录程序。LCS2028 可以提供当前收发器的收发状态指示，从而支持外部的PA 和LNA 扩展。

LCS2028 内嵌eFUSE 并支持FLASH 内的OTP 读写，可以用于提供唯一序列号、代码加密并保护调试接口安全。内部集成了真随机数发生器和安全模块，保证通信的安全和快速的身份验证和网络连接。

LCS2028 支持低功耗睡眠模式，MCU 可以进入睡眠状态，达到微安级的睡眠电流。LCS2028 支持的深度睡眠模式，可以在几个微安的电流下，运行32 位时钟，并可以被此时钟唤醒或者被任何GPIO 唤醒。

功能特性

符合 IEEE 80211b/g/n WLANs

集成经典蓝牙和低功耗BLE系统

蓝牙和Wi-Fi 共享天线和收发电路。

内部基于优先级的调度逻辑保证蓝牙和Wi-Fi 双连接的稳定并能够有效地共享空中资源。

80211 n（24 GHz），高达150 Mbps

AT Set，云服务器，应用程序

网络协议：IPv4，TCP / UDP / >

256 KB 内部RAM

2MB 内部Flash

256 Byte ~ 2 KByte OTP

Wi-Fi保护访问（WPA）/ WPA2/ WPA2企业版/无线网络连接受保护的设置（WPS）

六路高速10 位多通道ADC，并支持内部滤波到16 位

支持Station/Soft AP模式

符合RoHS（无铅）、FCC、CE认证标准

33V供电

24016032（mm）

模块优势

国产芯片方案，性价比更高；

SMD贴片封装，尺寸小巧，更易集成；

低功耗硬件设计和软件架构，功耗更低；

支持串口透传，契合物联网数据传输需求；

加速产品智能化设计，加快产品上市速度并降低开发成本；

可通过串口AT指令控制。

该组合模块应用：

BLE信标

蓝牙网关

可穿戴电子设备

Wi-Fi位置感知设备

安全ID标签

工业无线控制

智能家居

(照片为40在台发表时档案照)

蓝牙联盟正式于本周起推出Bluetooth42核心规格，主要强化隐私权保护与传输速度提升，同时也将核准支援IP连网的定义；此次的更新重点可分为三部分，包括隐私与资安、速度与网际网路连网。隐私与资安方面将隐私权控管主导权回归消费者，避免蓝牙连线在未经许可下被轻易追踪，尤其是在具备beacon的零售商店增加购物安全性。

在速度方面，此次提升BluetoothSmart装置间传输速度以及可靠性，相较既有版本增加25倍，同时传输速度与封包容量增加后也大幅减少传输错误发生率并降低能耗，进而提升连网效率；另外Bluetooth42以Bluetooth41的IPSP为基础，可使BluetoothSmart感测器透过IPv6/6LoWPAN直接进行连网，并藉IP联网使既有的IP基础架构管理BluetoothSmart的EdgeDevice(边缘装置)，此项定义预计年底前核准。

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物联网应用主要有两种连接方式
一、蓝牙（BLE40)连接方式。优势：连接速度快。劣势：由于蓝牙协议过多，部分手机无法连接。
二、wifi连接模式。是在蓝牙基础上研发的。只要是智能手机都能连接，物联网设备也可以连接，你的物联网设备也可以发射WIFI信号出来。
我推荐wifi适用性更加广阔

在互联网时代，Wi-Fi如同我们生活中的氧气一般无处不在。它是当今使用最广泛的无线网络传输协议，承载了全球一半以上的流量。Wi-Fi是一个包罗万象的术语，用于描述不断发展的80211协议家族。

而Wi-Fi联盟是推动Wi-Fi发展的组织，他们通过数字命名法简化了Wi-Fi名称，例如Wi-Fi 6对应80211ax、Wi-Fi 5则是80211ac、Wi-Fi 4为80211n。

5G的到来，开启了万物互联的时代，像自动驾驶、智慧城市、远程医疗、智能可穿戴等，都是物联网的应用场景。 为了能够更好地满足这类市场的需求，Wi-Fi联盟推出了覆盖距离更广、功耗更低的Wi-Fi HaLow认证方案。

Wi-Fi HaLow是基于IEEE 80211ah技术的认证标准，同时也是针对IoT市场量身打造的低功耗Wi-Fi技术。

众所周知，适用于物联网的低功耗传输标准，还包括ZigBee、Z-Wave、蓝牙以及Thread。ZigBee和Z-Wave的缺点在于频宽较低，并且两者在设定时的d性较弱。以ZigBee为例，它无法进行跳频，在网络布建时容易受到干扰。因此，ZigBee不太适合射频环境不稳定的物联网或M2M应用（基于特定行业的终端）。 而Wi-Fi HaLow单个节点最多连接设备超过8000个，同时还具备一定的抗干扰能力和墙壁穿透性。

至于蓝牙，它的缺点在于通讯距离，一般不会超过10米。 而Wi-Fi HaLow的最大传输距离达到了1000米。

作为远距离无线传输技术的一种，Wi-Fi HaLow低功耗、长距离的特性，除了适用于工业物联网、无人机、安防监控等领域外，还可以用于智能可穿戴设备。

目前，主流的智能可穿戴设备大致可分为三大类：TWS、智能手表和智能眼镜。 首先是TWS， 消费者在选购TWS耳机前，通常会比较在意耳机的音质、降噪以及续航能力。

为了更好的便携性，TWS耳机的体积基本上做得都比较小，大概只有一根大拇指那么大。在有限的体积下，TWS耳机内部需要塞入很多元器件，包括音频单元、降噪芯片、电池等。

现在，市面上绝大多数TWS耳机，单次使用时间基本都能达到5~8个小时。想要进一步提升TWS耳机的续航能力，厂商的做法有两种：一种是增大电池容量；另一种则是引入快充技术。

虽然增大电池容量并不难，但是这种简单粗暴的方法存在很多问题，比如随着电池容量的增加，电池的体积也会增大，这样一来，耳机腔体部分也会变大、变重，不仅牺牲了部分便携属性，还会影响耳机的佩戴舒适度。而且，在TWS上加入更多的功能，也会加快电池消耗的速度。

至于引入快充技术，并不能从根本上解决TWS耳机的续航问题，因为用户需要将耳机放入充电盒，等待5分钟后，才可以继续使用1小时。 而Wi-Fi HaLow低功耗的特性有助于改善TWS耳机的续航能力，尽管不难带来质的提升，但是最起码要比以前更好一些。

其次是智能手表。 以Apple Watch为例，它可以通过e-SIM功能脱离手机独立运作，而且拥有专门的应用商店，用户可以根据自身需求下载对应的App，这些 *** 作均离不开移动蜂窝数据和Wi-Fi。

传统Wi-Fi最大的瓶颈在于功耗问题。Wi-Fi HaLow在功耗表现方面，由于采用了700~900更低的频率，以及更窄的频道占用宽度，使得功耗与蓝牙、ZigBee等短距离无线传输技术处于同一水平线上。

也就是说，无论是下载安装应用还是长时间使用需要联网的App，支持Wi-Fi HaLow标准的智能手表功耗表现会更低，与之对应的就是续航能力的提升。

最后是智能眼镜。 现在，市面上比较常见的智能眼镜有家用或户外使用两种类型，前者主要用来影音 娱乐 ，比如看、玩 游戏 等；后者则更倾向于接打电话和听歌。

而Wi-Fi HaLow除了低功耗的特性外，还支持远距离传输、多设备连接、更好的穿墙能力以及更强的抗干扰性。 对于家用型智能眼镜，如果路由器位于客厅，在房间内使用时，WiFi连接性会变差。再加上如果家里不止你一人，路由器又不支持Wi-Fi 6的情况下，使用智能眼镜可能会因为网络拥堵问题影响用户体验。如果家用型智能眼镜支持Wi-Fi HaLow标准，上述问题或许都能得到解决。

对于像华为Eyewear这类户外使用的智能眼镜而言，其最大的问题在于网络连接的稳定性。 举个例子，在地铁、公交等信号复杂的应用场景下，使用户外型智能眼镜听歌时，可能会受到外界信号的干扰，导致设备经常断连。相比传统Wi-Fi和蓝牙，Wi-Fi HaLow拥有更强的信号抗干扰能力，可以大幅降低外接信号对智能眼镜的干扰性。

其实，相比智能可穿戴设备，Wi-Fi HaLow更多的作用在于布局AIoT市场。比如智能安防，由于Wi-Fi HaLow最大传输距离为1000米，并支持最多1万台设备同时接入同一连接点，大型商场只需要在一个位置搭建Wi-Fi HaLow的接入点，即可覆盖一公里以内所有支持该标准的监控摄像头。对于商家来说，布局安防监控成本会更低。

而且Wi-Fi HaLow有助于提升智能家居的使用体验，现阶段的智能家居，体验上都不是太好，不是经常断连，就是受到家里其他设备的信号干扰，导致实际使用起来延迟偏高。如果智能家居全部支持Wi-Fi HaLow标准，那么这些问题可能都会得到解决。

事实上，Wi-Fi HaLow并不是什么新技术，早在2016年，Wi-Fi联盟就已经公布了这项标准，只是没有厂商愿意去跟进， 直到2020年，国内珠海泰芯半导体才推出了全球首款基于Wi-Fi Halow标准的量产芯片，但应用场景与普通消费者没有太多联系。

说实话，Wi-Fi HaLow在定位上，与Wi-Fi 6多少有些重叠，毕竟室内应用场景，两者区别并不大。相较之下，Wi-Fi HaLow更适合户外场景。很显然，Wi-Fi联盟在这个时间节点再次宣布该标准，是一个很正确的决定。

不过，考虑到之前该标准从公布到芯片量产再到商用的进度，厂商们可能没有那么跟进并推出相关产品。虽然加入Wi-Fi联盟的厂商不在少数，包括上游芯片厂商英特尔、高通等，下游终端品牌厂商包括微软、苹果、华为等，但是Wi-Fi HaLow标准是否会应用于智能可穿戴领域，最终还要看厂商们愿不愿意，毕竟已经有了“前车之鉴”。

蓝牙传输的原理：

1、主从关系：

蓝牙技术规定每一对设备之间进行蓝牙通讯时，必须一个为主角色，另一为从角色，才能进行通信，通信时，必须由主端进行查找，发起配对，建链成功后，双方即可收发数据。理论上，一个蓝牙主端设备，可同时与7个蓝牙从端设备进行通讯。

一个具备蓝牙通讯功能的设备，
可以在两个角色间切换，平时工作在从模式，等待其它主设备来连接，需要时，转换为主模式，向其它设备发起呼叫。一个蓝牙设备以主模式发起呼叫时，需要知道对方的蓝牙地址，配对密码等信息，配对完成后，可直接发起呼叫。
2、呼叫过程：

蓝牙主端设备发起呼叫，首先是查找，找出周围处于可被查找的蓝牙设备。主端设备找到从端蓝牙设备后，与从端蓝牙设备进行配对，此时需要输入从端设备的PIN码，也有设备不需要输入PIN码。

配对完成后，从端蓝牙设备会记录主端设备的信任信息，此时主端即可向从端设备发起呼叫，已配对的设备在下次呼叫时，不再需要重新配对。已配对的设备，做为从端的蓝牙耳机也可以发起建链请求，但做数据通讯的蓝牙模块一般不发起呼叫。

链路建立成功后，主从两端之间即可进行双向的数据或语音通讯。在通信状态下，主端和从端设备都可以发起断链，断开蓝牙链路。
3、数据传输

蓝牙数据传输应用中，一对一串口数据通讯是最常见的应用之一，蓝牙设备在出厂前即提前设好两个蓝牙设备之间的配对信息，主端预存有从端设备的PIN码、地址等，两端设备加电即自动建链，透明串口传输，无需外围电路干预。

一对一应用中从端设备可以设为两种类型，一是静默状态，即只能与指定的主端通信，不被别的蓝牙设备查找；二是开发状态，既可被指定主端查找，也可以被别的蓝牙设备查找建链。

扩展资料

1、蓝牙各种版本的区别：

蓝牙10 ：传输速率约1M/s。

蓝牙20+EDR：传输速率约2-3M/s，其中21+EDR是最经典的蓝牙，最大的特点是安全简易配对。

蓝牙30+HS（高传输蓝牙）：高传输24M/s，只有标注了"+HS"商标的设备才是真正支持80211高速数据传输。

蓝牙40（低功耗蓝牙）：它包括经典蓝牙、高速蓝牙和蓝牙低功耗协议，在30基础上功耗更低，主要面向对功耗需求极低、用纽扣电池供电的应用。其中41增加了物联网特性，支持批量数据交换率共存，42的最大特性是可以让多个蓝牙智能设备通过一个终端接入局域网或互联网。

2、蓝牙设备的分类

根据蓝牙设备不同的主要功能可以分为以下4种：

蓝牙接收器：功能是接收蓝牙信号，简单来说就是可以让有线耳机/音响变成蓝牙耳机/音响，让不具备蓝牙功能车载音响，变成蓝牙音响。

蓝牙发射器：功能是发射蓝牙信号，运用于一般家用，比如发射器与电视连接后，可以将声音传给蓝牙耳机，而不影响他人。

蓝牙接收+发射：顾名思义就是接收器和发射器的结合，让设备可以接收和接收蓝牙信号。

USB蓝牙适配器：通过插入设备的USB口接收蓝牙信号，比如连接蓝牙鼠键、蓝牙耳机，还能插入台式机使用，安装驱动，将普通电脑成变成带蓝牙功能的电脑。

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