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）

 

网络协议	交互的地址类型	示例
TCP/IP	IP地址	192.168.1.100
Wi-Fi	IP地址
蓝牙	MAC地址	AC298D:44
ZigBee	MAC地址

 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。