【技术分享】物联网Wi-Fi技术详解①--网络协议

在工业物联网领域中，Wi-Fi的应用日益广泛，最常用于为设备提供无线网络连接，实现数据上云。Wi-Fi为何能从ZigBee、蓝牙等物联网技术中脱颖而出，成为设备上云的第一选择？本期文章带你一起了解。

  网络协议介绍

网络通信其实就是不同的设备按同一套协议来互传数据。这些协议包括了标准协议和非标准协议。其中最经典的标准协议模型是应用广泛的TCP/IP参考模型，涉及应用层、传输层、网络层和网络接口层。

图1 TCP/IP网络和Wi-Fi协议架构图

Wi-Fi协议给TCP/IP网络协议构建了数据链路层和物理层。例如致远电子的ZM602系列模块，正是凭借强劲的射频性能和稳定的协议栈构建起可靠的网络接口层，实现了TCP/IP网络接入条件，支持TCP/IP协议模型，因此能够实现直接联网。

那同样是无线协议，为什么蓝牙/ZigBee等却无法直接上“网”呢？这其实是用户要上的“网”决定的。由于云是构建在TCP/IP网络的Internet上的，比如ZLG致远电子开发的ZWS云平台，这意味着要上云的话，产品需要支持IP网络协议。虽然蓝牙和Wi-Fi都涵盖了最下层的物理层和数据链路层，但是蓝牙不支持IP网络，与上层协议交互的地址信息和TCP/IP网络的有明显差异，如下表。所以蓝牙无法将数据直接接入TCP/IP网络，Zigbee的情况同理，所以蓝牙和zigbee不能直接上网。

简单来说，就是因为蓝牙、zigbee这些物联网技术不支持IP网络接口，所以没法直接上“网”。（注：本文不讨论IPv6的内容）

 Wi-Fi模组的功能

除了构建物理层和数据链路层，Wi-Fi模块在上网时还承担以下功能。

IoT Wi-Fi模块（指嵌入了可编程单片机的Wi-Fi模块），能独立完整地实现TCP/IP协议的全部内容。例如致远电子的ZM602系列模块，相较于友商的产品，除了搭建通信距离更远的公里级通信的物理链路，还支持更为丰富的网络协议，包括HTTP/HTTPS/TCP/UDP/MQTT/MQTT TLS等。用户能直接调用模块的这些功能，轻松实现TCP/UDP数传、网页显示、上云等功能，是用户简单上“网”的不二之选。

Transciever Wi-Fi模块（指只支持收发功能的Wi-Fi模块），主要是构建更高速率、可靠的物理层。模块的接口驱动和上层协议则由外部主控系统单元去执行。例如ZLG致远电子即将发布的ZM5825系列模块，硬件上支持Wi-Fi 4和BLE 5.1共存的工作模式，也支持工业级（-40~+85℃）工作条件，支持SDIO接口，所以能在恶劣环境下实现高速通信，为数传、网页显示和上云等功能提供了更好的体验。