IoT Wi-Fi芯片 RTL8710BX 應用筆記以及常見技術問題答疑
Ver 2.0
本文介紹了Realtek的IoT Wi-Fi芯片RTL8710BX的基本性能以及引數，文中以九九物聯AFW121TI為例，從模組應用描述芯片性能。
1硬體
1.1資源
a.模組基本外設：
b.Wi-Fi模塊上電初始化最大作業電流
Wi-Fi模塊在上電初始化時候，RF校準和配置片內暫存器需要大電流，需要500mA，在連接AP時候也需要一定的電流支持,建議電源設計最大電流超過500mA
c.同一路由（AP）下，可支持模組設備在線數量：
常用路由連接數量經驗值為20-30個,低端路由器通常支持15個，工業級別路由器數量增加數量可以到300個。WIFI 2.4G的13個信道里面可以重復使用
d.配網模式支持以及原理：
1、一鍵直連Fast-link 2、微信Airkiss 3、SoftAP熱點配網
前兩者操作簡單,wifi模塊空中抓包方式，模塊通過手機app配置信號(或者其它人機界面)，提取無線網路中路由器資訊并配置入網，入網同手機兼容性和路由器加密協議相關，目前配網成功率大約85%-90%
SoftAP是wifi產生AP熱點，手機（或者其它人機界面）主動搜尋模塊AP熱點，將網路配置寫入路由器用戶名密碼，配網成功率接近100%
推薦用戶APP端兩者結合使用，提高產品配網體驗（九九物聯提供app配網界面，自動切換源代碼）。通常有AP+STA模式來解決現場配網問題
e.模塊設定成AP熱點模式，支持幾個連接？
目前的WLAN Driver支持3個Station連接，如有需求可調整連接上限。
f.模塊是否支持Soft-AP和Station模式共存？
支持。Wi-Fi模塊建立Soft-AP后，可同時做為Station模式并入其他AP（路由）
g.二次焊接：
模塊可接受二次回流焊，回流焊最高溫度在260攝氏度左右，注意焊接溫度曲線，焊接溫區最好是上層溫度低于下層溫度，以避免屏蔽罩過熱。
h.連接距離：
模塊可分為：板載天線和外接天線（不包括穿透帶鋼筋混凝土樓板）
板載天線空曠距離 60米左右,外接PCB天線空曠距離可在160米左右,辦公室環境非承重墻通常連接距離為25米（同蘋果手機wifi信號距離相近）
i.丟包現象：
由于網路速率快于串口速率，通常需要設備端，wifi模組，服務器端的三方協議進行資料包調整。本wifi模塊默認串口接識訓沖buff為1.5KB，每個socket緩沖為2KB,能滿足IOT資料的傳輸的需求。
1.2功耗
a、功率模式小結和典型功耗引數
1)continuous TX峰值功耗 320mA(配網時功耗最高)
2）模塊保持連接時平均功耗 70mA
3)模塊保持路由連接狀態，Tickless睡眠模式功耗平均值5mA
模組深度休眠功耗：小于10Ua(Wifi以及ARM內核休眠，需要外部I/O喚醒)(電流太小無圖例)
詳細的功耗引數，可參考檔案“功率測驗九九物聯”
1.3Flash和RAM架構
RTL8710BX內部Flash1MB（可支持到4MB），SRAM256KB （Flash可以執行代碼）
1.4 Wi-Fi模塊發射功率性能指標
備注: 模塊射頻的TX性能主要體現在三個引數：Power（功率）、EVM（誤差向量幅度）、FreqErr（頻偏）
1.5 Wi-Fi模塊接收功率性能指標
2 軟體
2.1 初始化、連接時間
a、Wi-Fi模塊初始化時間： 500ms以內
b、一鍵快連，Fast-link配網：輪詢信道程序保持 40s， 配網成功時間5s內
c、AT+指令操作寫入配網資訊，進行配網： 2秒
d、TCP連接的時間： AT+指令模式2s內
e、Deep sleep模式時鐘細節： Deep sleep mode下面使用的wake up timer是一個外部低精度timer（1Khz），最多能夠設定到140分鐘，實測設定140分鐘，會約有10分鐘左右的誤差。
f、deep sleep mode wake up system reboot time： system reboot time = 98~100ms;
2.2 AT+指令集實作功能
a、無線通信協議：支持IEEE802.11b/g/n,默認n頻段連接
b、MAC地址： 支持MAC地址獲取（AT+指令操作）
c、掃描AP的全部資訊： 單指令操作實作
1. 支持SSID的獲取（允許最大長度128位元組，支持中文和特殊字符，單引號除外）。
2. 支持獲取AP的MAC地址。
3. 支持獲取AP的安全模式。
4. 支持獲取AP的頻率。
5. 支持獲取AP的信號（RSSI）。
6. 支持獲取AP的個數。
7. 支持掃描AP時結果按信號強弱由強至弱排序
8. 支持支持連接廣播與非廣播的SSID
9. 支持IP的設定和獲取
d、資料安全：
支持的安全模式以及加密演算法，支持如下五種安全模式：無安全(無密碼)、WEP_OPEN（開放認證）、WEP_SHARED（共享密鑰認證）、WPA、WPA2。
e.動態IP獲取： 使用DHCP 設定靜態IP： 非使用DHCP
對于非使用DHCP的情況，AT+指令設定網路掩碼地址、網路網關地址和DNS地址；
f.重連AP機制：支持開機自動重連，例外斷開時自動重連。
g.HTTP服務端：支持AT+指令操作打開HTTP服務端
h.系統穩定性：為了提供系統的穩定性，以應對多沖突的操作環境，模塊集成了看門狗機制，斷線重連機制
i.燒錄程式不成功：檢查Jtag接線是否正確，檢查LOG_Uart是否接反
j.二次開發：提供Ameba系列C_SDK以及設計參考
k.Wifi模塊通訊時間
RTL8710BX系列，由于原生態AT+指令集包含了Log除錯資訊，Wifi模塊軟體除錯時間通常為200ms有回傳值。經過去除Log輸出后，大約為40ms左右反饋時間
2.3 WIFI模塊應用軟體問答：
1. 韌體重啟后自動完成AP的自動重連，重連規則:
兩種情況：
A. 斷電重啟時候，模塊會讀取上次成功連接上AP后保存的資訊，搜索周圍AP資訊，如果有相符合的，就去連接AP，如果周圍存在這個AP熱點，模塊會連接上，如果不存在這個AP，模塊會嘗試發起8次的重連機制（可設定），每次的間隔為5s（可設定）
B. 模塊在正常作業時候，當它連接的AP斷開了，模塊在18s（這個時間后期要改為5s內）后告訴MCU已經斷開AP的連接，接下來會發起8次的重連機制，每次間隔為5s
2. 針對AP熱點加密型別WEP/WPA/WPA2/WAP ENT的支持覆寫情況怎么樣：
支持如下五種安全模式：無安全(無密碼)、WEP_OPEN（開放認證）、WEP_SHARED（共享密鑰認證）、WPA、WPA2。對于WPA/WPA2,要支持加密演算法為AES以及TKIP的AP。ENT不支持
3. SCAN出來的熱點資訊，不能識別中文字符以及亂碼？
中文字符的AP，模塊會把會把中文字符進行UTF-8編碼，如果路由器不支持Utf-8，需要單片機驅動端對編碼進行調整，否則會出現亂字符或者空ap名稱。
4. SCAN多久可以回傳結果[包含掃描不到熱點]？
2秒，沒有任何AP,超時是2秒，可設定
5. 掃描到的熱點信號值[dbm]最低是多少？或者說掃描可以回傳熱點數目最多有幾個？
熱點信號值應用層看不到，目前我們測驗的經驗看到的范圍-15~-100dbm，掃描回傳的熱點數目最多支持64個
6. Wifi作業模式為AP+STA作業模式解釋，從性能上對比單一的AP/STA模式有什么差異？該模式的具體應用場景？
AP+STA模式的原理是模塊先建立熱點（AP），然后再連接其它AP（路由），相當于AP和STA兩種模式同時生效。對比單一的AP和STA模式，它是采用輪詢的方式在兩者之間的模式切換，如果用同時存在的兩個模式去收發資料，可能會丟失資料
目前客戶使用情況為：開始AP+STA模式，有以下用法：
A、LED控制卡行業，客戶用這個模式作為單機和聯網靈活切換使用
B、列印機行業，客戶用在聯網情況下，開啟自身的熱點手機狀態反饋資訊。
C、pos機行業，通常設備端有人機界面，可以直接輸入路由器資訊，不需要ap熱點方式連接
7. AP的SSID名稱最大長度支持多少？
SSID最大長度為32位元組，
8. 快速發送兩條AT指令會有什么反應？[第一條未回應回傳值就立刻發送第二條AT命令]？
模塊接收做了回圈佇列，第一條未回應也不會丟掉第二條指令的接收
9. 連接上熱點后，長時間放置，是否會被路由器踢掉【WIFI鏈路】?
設備不會被路由踢掉，因為模塊會有beacan發出
10. 網路連接最多支持有幾個句柄？長時間不操作是否會被主動釋放？
能建立8個Socket連接，超過8個會建立不成功
長時間不操作不會被主動釋放
11. TCP連接的時效機制是什么？[是否會維持長時間的TCP連接不斷開]？
作為CLIENT端，服務器不主動斷開，會保持連接，作為SERVER，會一直保持等待設備接入
12. TCP斷開的機制是什么？是否可以快速斷開？
主動斷開：需要發送指令
被動斷開：服務器會發連接斷開報文
兩者都可以快速斷開，斷開都能釋放埠，ID等資源
13. TCP最長發送和接收位元組數是多少？[檔案標記，最長發送不超過1500位元組，邊界測驗]
TCP最長發送位元組數為1400Byte（不包括指令頭，純資料）
TCP最長接收位元組數為：1460Byte（不包括指令頭，純資料）
14. wifi通訊性能是否已經做過內測？提供資料【ECHO環境】
模塊有做過大資料并發壓力測驗，和資料下載時，同時串口發送上行資料，保持資料不丟。ECHO環境資料未測驗
15. AT命令的回應時間資料，內測資料？【本地配置查詢類命令，網路查詢類命令】
本地配置查詢類命令：10ms之內，能收到回復資料，例如查詢模塊MAC地址、查詢模塊IP等
網路查詢類命令：根據查詢指令的功能執行時間
16. 如果wifi關斷，多久模塊可以檢測到連接丟失？
最少要4-5s鐘時間，收不到beacon，會通知上層
17. 連接內測成功一般時間？[不同加密模式下]
內測連接成功的時間為2-3s，與網路環境有關
18. UDP資料傳輸方式，一次可以發送多少資料？
參照上面TCP通訊13條答復，與TCP的標準一致
19. TCP SERVER模式下，收到遠端client連接請求沒有上報通知？關閉的時候倒是有通知；
目前的機制是當連接被動斷開，會上報通知告訴MCU
20. Wifi默認配置引數配置？
軟體默認的是STA作業模式，DHCP默認是開啟，默認波特率是115200。
21. IPV6環境下，功能使用范例？
支持IPV6，不過國內目前無IPV6環境，測驗環境需要客戶自行搭建
22. 模塊開機流程說明？引腳操作時序要求？
模塊開機只需要供電滿足即可，如果設備端開啟比較慢，建議分開電源控制，可以控制模塊的CHIP_EN管腳，保證設備在啟動程序中不被模塊的管腳電平影響
23. 設定波特率命令，設定后要求的后置動作？
波特率設定完成后會被寫到flash里面保存，設定完成后不需要重啟
24. 不用選擇WLMODE就可以設定STATICPARAM【操作問題】？
這個是上電默認的狀態
25. 同名、同密碼的AP間切換是否支持？如果支持需要多長時間相應？[設備漫游]
可以支持，但是自動切換AP時機需要主MCU根據信號強度設定命令切換。
26. 是否支持連接企業WPA ENT加密型別熱點？
不支持
27. 不同路由連接及長時間作業的兼容性，是否有保證？
需要不同路由器方案下的結論，配置不同信道連接和長時間作業的穩定性；
28 不同信道下，資料傳輸能力是否有差異？
信道、負載相同情況下，資料傳輸能力無差異
29. 當前支持的所有可能的韌體升級方案有幾種？
SWD介面， 局域網OTA ， UART_Log
30. 后續開發除錯、出貨售后問題的整機除錯手段？
Debug資訊，log資訊，UART介面監控
31. 提供SSL,TLS等加密的實作，輸出AT+SSL類功能介面：
九九物聯根據應用提供Config_rsa.h檔案組態檔提供客戶選擇。
32. 提供設定對WPA/WPA2之外的熱點型別連接限制的介面。
POS行業可以根據路由器的型號進行篩選認證
33. 提供對OTAx下載失敗時，下載導致損壞的OTAx磁區“自愈”需求的支持；
通過磁區升級解決。flash有兩個區域defult和update區域。原則上斷電，斷線等不會影響使用。
35. 提供當模塊處于升級程序中時，獲取升級進度的介面；
通過回顯字符確認
36. 軟體是否支持語音協議
目前軟體支持亞馬遜，天貓精靈等標準語音控制端協議，但是wifi沒有支持到語音輸入。
37. 軟體支持云協議種類
模組提供標準協議以及定制協議支持，提供mqtt demo以及app demo源代碼。支持雙云端支持
3 產品一致性控制
A. 生產材料控制內容：
1.PCB板材工藝控制（要求沉金工藝）
2.板子阻抗匹配控制
3.晶振頻偏測驗（一致性保證）
4.射頻容性感性器件測驗（一致性保證）
B.射頻校準測驗流程
1.燒錄產測韌體，寫入map表
2.配合射頻測驗儀器和屏蔽箱測驗，測驗TX、RX性能引數，寫入K值（功率、EVM、頻偏），寫入mac地址。
3.檢查每一模塊測驗射頻性能的引數
4.復檢模塊MAC地址
5.上電連接路由，確認連接性能和射頻效果
C.產品穩定性
1. 連接、斷開頻率：模塊在網路一般的環境內作業，都能保持常連接，如果網路環境的問題導致模塊斷開連接，短時間內模塊就會進入重連機制，反復去連接AP。
2.資料收發完整性：模塊無論在STA、AP、STA+AP模式下，建立TCP\UDP 網路連接時，保證大資料量穩定傳輸
3. 批量產品，提供產品log引數
4 天線
天線主要的標準，可以根據三個圖分析：場型圖、S11、SWR
RTL8710BX Wifi模塊頻段 2400~2500MHz
天線增益 ≥3dBi：3dBi的天線可以在5米內信號非常好，它是以池塘形
狀向外發送信號，類似兩個括號這種形狀（）
阻抗 50 ohm： 實際應用中50歐姆的匹配兼顧了耐壓，功率傳輸和損耗等
優勢
駐波比 ≤2： 表示天線和電波發射臺是否匹配，等于1，表示給天線
的電波沒有任何反射，大于1，表示有部分電波被反射回來
要求模塊輸出端匹配阻抗一致性穩定，按照標準為50歐姆。
附錄：99物聯wifi模塊路由器兼容串列：
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標籤：無線