IoT Wi-Fi芯片 RTL8710BX 应用笔记以及常见技术问题答疑
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本文介绍了Realtek的IoT Wi-Fi芯片RTL8710BX的基本性能以及参数，文中以九九物联AFW121TI为例，从模组应用描述芯片性能。
1硬件
1.1资源
a.模组基本外设：
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b.Wi-Fi模块上电初始化最大工作电流
Wi-Fi模块在上电初始化时候，RF校准和配置片内寄存器需要大电流，需要500mA，在连接AP时候也需要一定的电流支持,建议电源设计最大电流超过500mA
c.同一路由（AP）下，可支持模组设备在线数量：
常用路由连接数量经验值为20-30个,低端路由器通常支持15个，工业级别路由器数量增加数量可以到300个。WIFI 2.4G的13个信道里面可以重复使用
d.配网模式支持以及原理：
1、一键直连Fast-link 2、微信Airkiss 3、SoftAP热点配网
前两者操作简单,wifi模块空中抓包方式，模块通过手机app配置信号(或者其它人机界面)，提取无线网络中路由器信息并配置入网，入网同手机兼容性和路由器加密协议相关，目前配网成功率大约85%-90%
SoftAP是wifi产生AP热点，手机（或者其它人机界面）主动搜寻模块AP热点，将网络配置写入路由器用户名密码，配网成功率接近100%
推荐用户APP端两者结合使用，提高产品配网体验（九九物联提供app配网界面，自动切换源代码）。通常有AP+STA模式来解决现场配网问题
e.模块设置成AP热点模式，支持几个连接？
目前的WLAN Driver支持3个Station连接，如有需求可调整连接上限。
f.模块是否支持Soft-AP和Station模式共存？
支持。Wi-Fi模块建立Soft-AP后，可同时做为Station模式并入其他AP（路由）
g.二次焊接：
模块可接受二次回流焊，回流焊最高温度在260摄氏度左右，注意焊接温度曲线，焊接温区最好是上层温度低于下层温度，以避免屏蔽罩过热。
h.连接距离：
模块可分为：板载天线和外接天线（不包括穿透带钢筋混凝土楼板）
板载天线空旷距离 60米左右,外接PCB天线空旷距离可在160米左右,办公室环境非承重墙通常连接距离为25米（同苹果手机wifi信号距离相近）
i.丢包现象：
由于网络速率快于串口速率，通常需要设备端，wifi模组，服务器端的三方协议进行数据包调整。本wifi模块默认串口接收缓冲buff为1.5KB，每个socket缓冲为2KB,能满足IOT数据的传输的需求。
1.2功耗
a、功率模式小结和典型功耗参数
1)continuous TX峰值功耗 320mA(配网时功耗最高)
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2）模块保持连接时平均功耗 70mA
3)模块保持路由连接状态，Tickless睡眠模式功耗平均值5mA
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模组深度休眠功耗：小于10Ua(Wifi以及ARM内核休眠，需要外部I/O唤醒)(电流太小无图例)
详细的功耗参数，可参考文档“功率测试九九物联”
1.3Flash和RAM架构
RTL8710BX内部Flash1MB（可支持到4MB），SRAM256KB （Flash可以执行代码）
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1.4 Wi-Fi模块发射功率性能指标
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备注: 模块射频的TX性能主要体现在三个参数：Power（功率）、EVM（误差向量幅度）、FreqErr（频偏）
1.5 Wi-Fi模块接收功率性能指标
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2 软件
2.1 初始化、连接时间
a、Wi-Fi模块初始化时间： 500ms以内
b、一键快连，Fast-link配网：轮询信道过程保持 40s， 配网成功时间5s内
c、AT+指令操作写入配网信息，进行配网： 2秒
d、TCP连接的时间： AT+指令模式2s内
e、Deep sleep模式时钟细节： Deep sleep mode下面使用的wake up timer是一个外部低精度timer（1Khz），最多能够设置到140分钟，实测设置140分钟，会约有10分钟左右的误差。
f、deep sleep mode wake up system reboot time： system reboot time = 98~100ms;
2.2 AT+指令集实现功能
a、无线通信协议：支持IEEE802.11b/g/n,默认n频段连接
b、MAC地址： 支持MAC地址获取（AT+指令操作）
c、扫描AP的全部信息： 单指令操作实现
1. 支持SSID的获取（允许最大长度128字节，支持中文和特殊字符，单引号除外）。
2. 支持获取AP的MAC地址。
3. 支持获取AP的安全模式。
4. 支持获取AP的频率。
5. 支持获取AP的信号（RSSI）。
6. 支持获取AP的个数。
7. 支持扫描AP时结果按信号强弱由强至弱排序
8. 支持支持连接广播与非广播的SSID
9. 支持IP的设置和获取
d、数据安全：
支持的安全模式以及加密算法，支持如下五种安全模式：无安全(无密码)、WEP_OPEN（开放认证）、WEP_SHARED（共享密钥认证）、WPA、WPA2。
e.动态IP获取： 使用DHCP 设置静态IP： 非使用DHCP
对于非使用DHCP的情况，AT+指令设置网络掩码地址、网络网关地址和DNS地址；
f.重连AP机制：支持开机自动重连，异常断开时自动重连。
g.HTTP服务端：支持AT+指令操作打开HTTP服务端
h.系统稳定性：为了提供系统的稳定性，以应对多冲突的操作环境，模块集成了看门狗机制，断线重连机制
i.烧录程序不成功：检查Jtag接线是否正确，检查LOG_Uart是否接反
j.二次开发：提供Ameba系列C_SDK以及设计参考
k.Wifi模块通讯时间
RTL8710BX系列，由于原生态AT+指令集包含了Log调试信息，Wifi模块软件调试时间通常为200ms有返回值。经过去除Log输出后，大约为40ms左右反馈时间
2.3 WIFI模块应用软件问答：
1. 固件重启后自动完成AP的自动重连，重连规则:
两种情况：
A. 断电重启时候，模块会读取上次成功连接上AP后保存的信息，搜索周围AP信息，如果有相符合的，就去连接AP，如果周围存在这个AP热点，模块会连接上，如果不存在这个AP，模块会尝试发起8次的重连机制（可设置），每次的间隔为5s（可设置）
B. 模块在正常工作时候，当它连接的AP断开了，模块在18s（这个时间后期要改为5s内）后告诉MCU已经断开AP的连接，接下来会发起8次的重连机制，每次间隔为5s
2. 针对AP热点加密类型WEP/WPA/WPA2/WAP ENT的支持覆盖情况怎么样：
支持如下五种安全模式：无安全(无密码)、WEP_OPEN（开放认证）、WEP_SHARED（共享密钥认证）、WPA、WPA2。对于WPA/WPA2,要支持加密算法为AES以及TKIP的AP。ENT不支持
3. SCAN出来的热点信息，不能识别中文字符以及乱码？
中文字符的AP，模块会把会把中文字符进行UTF-8编码，如果路由器不支持Utf-8，需要单片机驱动端对编码进行调整，否则会出现乱字符或者空ap名称。
4. SCAN多久可以返回结果[包含扫描不到热点]？
2秒，没有任何AP,超时是2秒，可设置
5. 扫描到的热点信号值[dbm]最低是多少？或者说扫描可以返回热点数目最多有几个？
热点信号值应用层看不到，目前我们测试的经验看到的范围-15~-100dbm，扫描返回的热点数目最多支持64个
6. Wifi工作模式为AP+STA工作模式解释，从性能上对比单一的AP/STA模式有什么差异？该模式的具体应用场景？
AP+STA模式的原理是模块先建立热点（AP），然后再连接其它AP（路由），相当于AP和STA两种模式同时生效。对比单一的AP和STA模式，它是采用轮询的方式在两者之间的模式切换，如果用同时存在的两个模式去收发数据，可能会丢失数据
目前客户使用情况为：开始AP+STA模式，有以下用法：
A、LED控制卡行业，客户用这个模式作为单机和联网灵活切换使用
B、打印机行业，客户用在联网情况下，开启自身的热点手机状态反馈信息。
C、pos机行业，通常设备端有人机界面，可以直接输入路由器信息，不需要ap热点方式连接
7. AP的SSID名称最大长度支持多少？
SSID最大长度为32字节，
8. 快速发送两条AT指令会有什么反应？[第一条未响应返回值就立刻发送第二条AT命令]？
模块接收做了循环队列，第一条未响应也不会丢掉第二条指令的接收
9. 连接上热点后，长时间放置，是否会被路由器踢掉【WIFI链路】?
设备不会被路由踢掉，因为模块会有beacan发出
10. 网络连接最多支持有几个句柄？长时间不操作是否会被主动释放？
能建立8个Socket连接，超过8个会建立不成功
长时间不操作不会被主动释放
11. TCP连接的时效机制是什么？[是否会维持长时间的TCP连接不断开]？
作为CLIENT端，服务器不主动断开，会保持连接，作为SERVER，会一直保持等待设备接入
12. TCP断开的机制是什么？是否可以快速断开？
主动断开：需要发送指令
被动断开：服务器会发连接断开报文
两者都可以快速断开，断开都能释放端口，ID等资源
13. TCP最长发送和接收字节数是多少？[文档标记，最长发送不超过1500字节，边界测试]
TCP最长发送字节数为1400Byte（不包括指令头，纯数据）
TCP最长接收字节数为：1460Byte（不包括指令头，纯数据）
14. wifi通讯性能是否已经做过内测？提供数据【ECHO环境】
模块有做过大数据并发压力测试，和数据下载时，同时串口发送上行数据，保持数据不丢。ECHO环境数据未测试
15. AT命令的响应时间数据，内测数据？【本地配置查询类命令，网络查询类命令】
本地配置查询类命令：10ms之内，能收到回复数据，例如查询模块MAC地址、查询模块IP等
网络查询类命令：根据查询指令的功能执行时间
16. 如果wifi关断，多久模块可以检测到连接丢失？
最少要4-5s钟时间，收不到beacon，会通知上层
17. 连接内测成功一般时间？[不同加密模式下]
内测连接成功的时间为2-3s，与网络环境有关
18. UDP数据传输方式，一次可以发送多少数据？
参照上面TCP通讯13条答复，与TCP的标准一致
19. TCP SERVER模式下，收到远端client连接请求没有上报通知？关闭的时候倒是有通知；
目前的机制是当连接被动断开，会上报通知告诉MCU
20. Wifi默认配置参数配置？
软件默认的是STA工作模式，DHCP默认是开启，默认波特率是115200。
21. IPV6环境下，功能使用范例？
支持IPV6，不过国内目前无IPV6环境，测试环境需要客户自行搭建
22. 模块开机流程说明？引脚操作时序要求？
模块开机只需要供电满足即可，如果设备端开启比较慢，建议分开电源控制，可以控制模块的CHIP_EN管脚，保证设备在启动过程中不被模块的管脚电平影响
23. 设置波特率命令，设置后要求的后置动作？
波特率设置完成后会被写到flash里面保存，设置完成后不需要重启
24. 不用选择WLMODE就可以设置STATICPARAM【操作问题】？
这个是上电默认的状态
25. 同名、同密码的AP间切换是否支持？如果支持需要多长时间相应？[设备漫游]
可以支持，但是自动切换AP时机需要主MCU根据信号强度设置命令切换。
26. 是否支持连接企业WPA ENT加密类型热点？
不支持
27. 不同路由连接及长时间工作的兼容性，是否有保证？
需要不同路由器方案下的结论，配置不同信道连接和长时间工作的稳定性；
28 不同信道下，数据传输能力是否有差异？
信道、负载相同情况下，数据传输能力无差异
29. 当前支持的所有可能的固件升级方案有几种？
SWD接口， 局域网OTA ， UART_Log
30. 后续开发调试、出货售后问题的整机调试手段？
Debug信息，log信息，UART接口监控
31. 提供SSL,TLS等加密的实现，输出AT+SSL类功能接口：
九九物联根据应用提供Config_rsa.h文件配置文件提供客户选择。
32. 提供设置对WPA/WPA2之外的热点类型连接限制的接口。
POS行业可以根据路由器的型号进行筛选认证
33. 提供对OTAx下载失败时，下载导致损坏的OTAx分区“自愈”需求的支持；
通过分区升级解决。flash有两个区域defult和update区域。原则上断电，断线等不会影响使用。
35. 提供当模块处于升级过程中时，获取升级进度的接口；
通过回显字符确认
36. 软件是否支持语音协议
目前软件支持亚马逊，天猫精灵等标准语音控制端协议，但是wifi没有支持到语音输入。
37. 软件支持云协议种类
模组提供标准协议以及定制协议支持，提供mqtt demo以及app demo源代码。支持双云端支持
3 产品一致性控制
A. 生产材料控制内容：
1.PCB板材工艺控制（要求沉金工艺）
2.板子阻抗匹配控制
3.晶振频偏测试（一致性保证）
4.射频容性感性器件测试（一致性保证）
B.射频校准测试流程
1.烧录产测固件，写入map表
2.配合射频测试仪器和屏蔽箱测试，测试TX、RX性能参数，写入K值（功率、EVM、频偏），写入mac地址。
3.检查每一模块测试射频性能的参数
4.复检模块MAC地址
5.上电连接路由，确认连接性能和射频效果
C.产品稳定性
1. 连接、断开频率：模块在网络一般的环境内工作，都能保持常连接，如果网络环境的问题导致模块断开连接，短时间内模块就会进入重连机制，反复去连接AP。
2.数据收发完整性：模块无论在STA、AP、STA+AP模式下，建立TCP\UDP 网络连接时，保证大数据量稳定传输
3. 批量产品，提供产品log参数
4 天线
天线主要的标准，可以根据三个图分析：场型图、S11、SWR
RTL8710BX Wifi模块频段 2400~2500MHz
天线增益 ≥3dBi：3dBi的天线可以在5米内信号非常好，它是以池塘形
状向外发送信号，类似两个括号这种形状（）
阻抗 50 ohm： 实际应用中50欧姆的匹配兼顾了耐压，功率传输和损耗等
优势
驻波比 ≤2： 表示天线和电波发射台是否匹配，等于1，表示给天线
的电波没有任何反射，大于1，表示有部分电波被反射回来
要求模块输出端匹配阻抗一致性稳定，按照标准为50欧姆。
附录：99物联wifi模块路由器兼容列表：
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