智能家居以及可穿戴设备这些概念不断升温，从年初2014CES到各种电子展无不是炙手可热的话题。所有这些产品之中一个必不可少的就是无线连接模块，对于设计者来说，选择合适的无线网络连接方式也是产品成功的关键。在PC时代，Wi-Fi是普及的最广泛的无线网络连接，可以说Wi-Fi就是代表了无线网络，因此智能产品尤其是智能家居产品选用Wi-Fi作为无线连接方式非常顺理成章。而嵌入式Wi-Fi模块的技术不断成熟，越来越多厂商投入，在成本、功耗、大小、易用方面不断进步，使得终端产品设计者能很快构建无线连接，而将主要精力放在智能设备的创新上。
在这股智能硬件的浪潮中，为创业者提供了无限的机会，从穿戴式设备，到智能家居，再到医疗健康、数字化游戏以及安防监控等各种应用不断地冲击着人们的视野。由上海庆科信息技术有限公司主办的首届 MXCHIP 智能硬件创新设计大赛更是助推了这股浪潮，上海庆科信息技术有限公司（MXCHIP）是一家专注于嵌入式无线模块和产品的供应商，其EMW系列嵌入式Wi-Fi模块提供了多种Wi-Fi解决方案，这次大赛的主要平台也是采用了MXCHIP的EMW3161嵌入式模块。
为什么需要嵌入式Wi-Fi模块？在手机或者电脑里使用的普通的Wi-Fi模块主要用于支持Wi-Fi连接，驱动和数据处理都需要主机支持。而嵌入式Wi-Fi模块则内置了无线驱动，网络协议，对主机软硬件资源需求小，开发难度低。嵌入式Wi-Fi解决方案主要可以分为Wi-Fi模块方案和SoC芯片级方案，两种方案都有各自优点。前者是基于Wi-Fi基带芯片和控制器的模块，实现简单；后者将基带芯片和处理器内核集成到单芯片上，成本和功耗方面有优势。还有一种折中的方案就是基于SoC芯片的模块。设计者完全可以根据自己项目的成本、时间或者其他方面要求选择适合的方案。庆科的Wi-Fi解决方案包括了模块以及芯片级方案，下面我们来看看为这次MXCHIP智能硬件创新大赛所准备的EMW3161嵌入式Wi-Fi模块。
绿色部分为EMW3161模块
EMW3161是基于SoC芯片的嵌入式Wi-Fi模块，具有超小的结构和超低的功耗，整个模块尺寸只有21mm x 18mm 。
模块上最主要的是SoC芯片MX1081，内部集成了Broadcom的Wi-Fi基带模块和ST的Cortex-M3内核处理器STM32F205，与Broadcom的WICED平台完全兼容（WICED平台是Broadcom针对物联网推出的简化网络连接的平台）。
EMW3161方框图
由方框图可以看出EMW3161集成的资源非常丰富，120MHz Cortex-M3内核，1Mb Flash Rom，支持802.11 b/g/n基带等等。在EMW3161有两种不同天线版本，包括模块上的内部陶瓷天线或者外部UFL天线，可以根据产品的要求（例如外壳塑料可以采用内部天线，金属外壳需要外部天线）选择不同的版本。
我们可以看看EMW3161的主要特性：
- STM32F205 IP核：120MHz工作频率，1Mb Flash，128Kb SRAM
- 外设资源：42 GPIOs，3路UART，2路SPI，1路IIS，2路I2C，8通道ADC输入，2通道 DAC输出，1 个USB, 1路CAN，SWD调试接口等
- 功耗：待机模式8uA；无线连接不传输数据7mA；20Ksbs传输数据模式下24mA
- Wi-Fi连接：支持802.11 b/g/n；支持WEP，WPA/WPA2加密；支持WPS2.0一键连接；支持内部天线和IPEX连接外部天线
- 3.3V供电电压
mxchipWNet架构
嵌入式Wi-Fi模块最大优点是能简化无线网络连接的设计开发，前面提到EMW系列与Broadcom的WICED平台完全兼容。模块最重要的是驱动软件，庆科提供了mxchipWNet程序库，其中包括TCP/IP协议栈和802.11驱动。方便用户基于mxchipWNet库建立自己的Wi-FI应用，能更快将产品推向市场。它的一些典型应用包括：
- 楼宇自动化/门禁，保安控制系统
- 智能家电
- 医疗和个人保健系统
- 工业自动化系统
- 移动销售点系统（POS）
- 汽车电子
- 与智能手机和平板电脑通讯
推荐开发板
- ST STEVAL-IDZ001V1 Zigbee/802.15.4开发工具 基于Zigbee模块SPZB32W
- TI CC2541EMK评估套件 用于原型设计和验证CC2541 RF IC，包括两个CC2541蓝牙低功耗评估板
针对EMW系列嵌入式Wi-Fi模块庆科提供了一款评估套件——“闪电套件”，提供JTAG和DB 9串行接口，用户可以直接将模块与PC的串口相连，评估模块功能。下面我们来通过”闪电套件“EMB380S2V1.2来体验一下嵌入式Wi-Fi模块的便捷无线连接功能。
EMB-380-S2-V1.2闪电套件
EMB380S2是庆科推出的针对EMW系列嵌入式Wi-Fi模块开发的评估板，这次的所谓“闪电套件”是其中V1.2版本。评估板采用了黑色PCB设计，看起来非常漂亮。评估板的设计很简单，主要包括一些接口电路，整个评估板采用了USB供电，背部还预留了5号电池接口。
评估板上主要接口：
- Mini USB接口
- DB9串口
- 20pin JTAG
- NFC
- 电源开关
- 3个功能开关S1、S2、S3
- 4个状态开关SW1、SW2、SW3、SW4
电源开关
评估板上有一个双掷的开关，可以控制USB供电或者电池供电。板上采用了一个TI的升降压芯片TPS63031提供3.3V工作电压。评估板背面预留了5号电池座，奇怪的是TPS63031的最小输入电压是1.8V，因此板上的Vbat电压没有用处。
NFC
评估板有一个NFC接口，支持NFC配对后Wi-Fi直连，采用了ST公司的NFC/RFID tag芯片M24LR04E-R。M24LR04E-R支持I2C接口，片上有双口的4Kb EEPROM，方便通过NFC配对。
串口
评估板有一个DB9串口，还有一个USB虚拟串口，采用了FTDI公司的USB转UART芯片FT230XS。因为EMW3161只有一个UART接口，所以在评估板上用了一个简单地一转二电路（输入Rx相与，输出Tx相或），当然这两个串口是不能同时工作的。通过UART接口可以很方便和主机通讯，实现TCP/IP的数据包透明传输，这样可以用简单地命令控制终端产品。
按键和开关
- RESET：复位按键
- WPS：支持一件链接WPS功能
- EASYLINK：支持庆科专利的Easylink技术，可以通过手机App或者其他配置软件配置模块的连接参数，配置完成后重启连接路由器。
- 开关SW1~4：都是连接到模块的内置微控制器的功能设置引脚，BOOT和STATUS可以设置控制器的启动模式，STANDBY、SLEEP可以设置微控制器工作节能模式。
SW1（BOOT）
SW2（STATUS）
工作模式
0
0
工厂模式，可以重新下载Bootloader程序
0
1
固件升级模式，可以重新下载固件
1
0
CMD模式，可以使用EMW Tool
1
1
DTU工作模式，可以实现透传
推荐开发板
- Microchip RN171-EK评估套件 嵌入式Wi-Fi连接模块
- Microchip RN52-EK评估套件 嵌入式蓝牙音频开发套件
上电工作
下面我们来上电试试评估板的无线连接功能。评估板只需要mini USB口供电，首先把所有开关都置高，这样EMW3161模块上电后处于正常工作状态，由预置的固件所决定。
WPS连接
WPS(Wi-Fi Protect Setup)是Wi-Fi联盟推出的一种加密机制，目的是简化无线网络的安装及安全性能配置。WPS需要设备支持，通过输入PIN码或者按键安全连入无线网络，而不要输入SSID和密码。EMW3161支持WPS功能。
打开电源开关，这时候评估板和EMW3161的红色电源指示灯都变亮，模块目前没有开始联网。
首先我们试一下WPS功能，这里需要一台支持WPS一键连接的路由器，开启路由器的WPS功能。按一下评估板的WPS键（S2），EMW3161模块的绿色指示灯D1开始闪烁寻找无线网络。同时按一下路由器的WPS键，开始配对连接，几秒钟后EMW3161绿色指示灯不再闪烁，变成常亮后表示已经连接到无线网络。WPS连接成功，无需输入密码非常方便。
如果长按WPS键（S2）超过5秒钟，模块恢复到初始出厂设置。
Easylink连接
评估板上模块预置的固件支持庆科的Easylink功能，支持通过手机或者其他类似配置程序快速配置模块联网参数。上电后按一下评估板的EASYLINK键（S3），模块进入Easylink配置状态。首先EMW3161处于AP模式，我们打开手机搜索可以找到前缀为MXCHIP的无需密码的无线网络SSID。
打开浏览器进入192.168.1.1,进入管理界面（用户名和密码都是admin，和市面上大部分路由器操作一样）。进入一个简单地设置页面，可以查找热点或者直接输入无线网络SSID，输入密码后保存。
重新上电或者复位评估板，EMW3161模块重启后直接连接了设置好的无线网络，是不是非常方便。
小结
初步试用了庆科的闪电套件，体验了嵌入式Wi-Fi模块EMW3161的便捷无线网络连接功能。下一步将介绍如何使用JTAG下载调试程序以及测试模块的透传。首届MXCHIP智能硬件创新大赛正在火热报名，报名通过预审将免费获得庆科提供的评估套件和Wi-Fi模块，特等奖更有20万元大奖等着你。
参考资料
- 首届MXCHIP智能硬件创新大赛
- 大赛讨论区
- 闪电套件EMB380 S2 V1.2
- 嵌入式Wi-Fi模块EMW3161
- Wi-Fi微控制器MX1081
推荐开发板
- TI TRF7970A近距离通信评估模块 用于RFID/NFC应用的独立评估和测试
- TI CC3000MOD评估套件 基于MSP430 FRAM MCU完整交钥匙的SimpleLink Wi-Fi解决方案
原创申明：本文为爱板网原创，谢绝转载！
智能家居以及可穿戴设备这些概念不断升温，从年初2014CES到各种电子展无不是炙手可热的话题。所有这些产品之中一个必不可少的就是无线连接模块，对于设计者来说，选择合适的无线网络连接方式也是产品成功的关键。在PC时代，Wi-Fi是普及的最广泛的无线网络连接，可以说Wi-Fi就是代表了无线网络，因此智能产品尤其是智能家居产品选用Wi-Fi作为无线连接方式非常顺理成章。而嵌入式Wi-Fi模块的技术不断成熟，越来越多厂商投入，在成本、功耗、大小、易用方面不断进步，使得终端产品设计者能很快构建无线连接，而将主要精力放在智能设备的创新上。
在这股智能硬件的浪潮中，为创业者提供了无限的机会，从穿戴式设备，到智能家居，再到医疗健康、数字化游戏以及安防监控等各种应用不断地冲击着人们的视野。由上海庆科信息技术有限公司主办的首届 MXCHIP 智能硬件创新设计大赛更是助推了这股浪潮，上海庆科信息技术有限公司（MXCHIP）是一家专注于嵌入式无线模块和产品的供应商，其EMW系列嵌入式Wi-Fi模块提供了多种Wi-Fi解决方案，这次大赛的主要平台也是采用了MXCHIP的EMW3161嵌入式模块。
为什么需要嵌入式Wi-Fi模块？在手机或者电脑里使用的普通的Wi-Fi模块主要用于支持Wi-Fi连接，驱动和数据处理都需要主机支持。而嵌入式Wi-Fi模块则内置了无线驱动，网络协议，对主机软硬件资源需求小，开发难度低。嵌入式Wi-Fi解决方案主要可以分为Wi-Fi模块方案和SoC芯片级方案，两种方案都有各自优点。前者是基于Wi-Fi基带芯片和控制器的模块，实现简单；后者将基带芯片和处理器内核集成到单芯片上，成本和功耗方面有优势。还有一种折中的方案就是基于SoC芯片的模块。设计者完全可以根据自己项目的成本、时间或者其他方面要求选择适合的方案。庆科的Wi-Fi解决方案包括了模块以及芯片级方案，下面我们来看看为这次MXCHIP智能硬件创新大赛所准备的EMW3161嵌入式Wi-Fi模块。
绿色部分为EMW3161模块
EMW3161是基于SoC芯片的嵌入式Wi-Fi模块，具有超小的结构和超低的功耗，整个模块尺寸只有21mm x 18mm 。
模块上最主要的是SoC芯片MX1081，内部集成了Broadcom的Wi-Fi基带模块和ST的Cortex-M3内核处理器STM32F205，与Broadcom的WICED平台完全兼容（WICED平台是Broadcom针对物联网推出的简化网络连接的平台）。
EMW3161方框图
由方框图可以看出EMW3161集成的资源非常丰富，120MHz Cortex-M3内核，1Mb Flash Rom，支持802.11 b/g/n基带等等。在EMW3161有两种不同天线版本，包括模块上的内部陶瓷天线或者外部UFL天线，可以根据产品的要求（例如外壳塑料可以采用内部天线，金属外壳需要外部天线）选择不同的版本。
我们可以看看EMW3161的主要特性：
- STM32F205 IP核：120MHz工作频率，1Mb Flash，128Kb SRAM
- 外设资源：42 GPIOs，3路UART，2路SPI，1路IIS，2路I2C，8通道ADC输入，2通道 DAC输出，1 个USB, 1路CAN，SWD调试接口等
- 功耗：待机模式8uA；无线连接不传输数据7mA；20Ksbs传输数据模式下24mA
- Wi-Fi连接：支持802.11 b/g/n；支持WEP，WPA/WPA2加密；支持WPS2.0一键连接；支持内部天线和IPEX连接外部天线
- 3.3V供电电压
mxchipWNet架构
嵌入式Wi-Fi模块最大优点是能简化无线网络连接的设计开发，前面提到EMW系列与Broadcom的WICED平台完全兼容。模块最重要的是驱动软件，庆科提供了mxchipWNet程序库，其中包括TCP/IP协议栈和802.11驱动。方便用户基于mxchipWNet库建立自己的Wi-FI应用，能更快将产品推向市场。它的一些典型应用包括：
- 楼宇自动化/门禁，保安控制系统
- 智能家电
- 医疗和个人保健系统
- 工业自动化系统
- 移动销售点系统（POS）
- 汽车电子
- 与智能手机和平板电脑通讯
推荐开发板
- ST STEVAL-IDZ001V1 Zigbee/802.15.4开发工具 基于Zigbee模块SPZB32W
- TI CC2541EMK评估套件 用于原型设计和验证CC2541 RF IC，包括两个CC2541蓝牙低功耗评估板
