串口wifi模組為何成為物聯(lián)網(wǎng)通信必需品，這是許多朋友會(huì)問(wèn)的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題。我們接觸到的大部分電路都是由芯片和被動(dòng)元件直接組成的。為什么物聯(lián)網(wǎng)通信需要使用模塊等特殊的電路結(jié)構(gòu)。這個(gè)問(wèn)題需要從幾個(gè)方面來(lái)解釋。

1、從電路結(jié)構(gòu)的角度來(lái)看，串口wifi模組物聯(lián)網(wǎng)通信模塊的功能相對(duì)清晰，清晰度與其他電路的耦合度不高。通常主要與廣域網(wǎng)通信，數(shù)據(jù)界面直接面向外部基站，外部電路通過(guò)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)雙向傳輸，容易獨(dú)立專業(yè)化，因?yàn)殡娐纺K化后，往往可以使用尺寸包裝更小，質(zhì)量更可靠，往往節(jié)省用戶開(kāi)發(fā)成本，容易縮小終產(chǎn)品的尺寸。

2、從實(shí)施難度來(lái)看，串口wifi模組物聯(lián)網(wǎng)模塊對(duì)電磁兼容性設(shè)計(jì)提出了非常嚴(yán)格的要求，涉及到高頻布線、EMC控制、阻抗控制、超高密度布線、時(shí)鐘同步等諸多先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)技術(shù)。而且，設(shè)計(jì)后的生產(chǎn)工藝也非常復(fù)雜。許多超高精度元器件的組裝和制造對(duì)生產(chǎn)許可誤差也很小，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電路的開(kāi)發(fā)水平。因此，串口wifi模組通信模塊部分電路所需的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力往往遠(yuǎn)高于普通電子廠所能承受的水平。

3、從經(jīng)濟(jì)效益的角度來(lái)看，模塊廠可以集中大規(guī)模采購(gòu)元器件，在質(zhì)量控制和采購(gòu)價(jià)格上具有優(yōu)勢(shì)。毫不夸張地說(shuō)，除了少數(shù)企業(yè)外，如果常規(guī)廠家自行采購(gòu)模塊，成本將大大超過(guò)當(dāng)前模塊市場(chǎng)的價(jià)格。而且，由于模塊行業(yè)的特殊性，需要各種復(fù)雜的國(guó)家認(rèn)證才能通過(guò)，這是普通企業(yè)無(wú)法承受的。

從以上三點(diǎn)可以看出，串口wifi模組模塊產(chǎn)業(yè)可以發(fā)展到今天，這種規(guī)模有客觀的需求，而且會(huì)長(zhǎng)期存在。

模塊的發(fā)展過(guò)程

模塊行業(yè)是與手機(jī)相關(guān)的移動(dòng)通信領(lǐng)域的一個(gè)細(xì)分行業(yè)，歷史悠久，自1993年誕生以來(lái)。當(dāng)時(shí)手機(jī)的主流還是黑白屏還沒(méi)有普及。然后幾乎所有的大工廠都在這個(gè)領(lǐng)域不懈努力，包括Siemens在內(nèi)的工廠、Sierra、Telit、Motorola等，早期有Simcomm、Quectel、LongSung、Huawei、ZTE等。

介紹下模塊的能力
作為一個(gè)串口wifi模組通信模塊，基本的功能當(dāng)然是通信，完成本地電路和云服務(wù)的數(shù)據(jù)通信功能。然而，隨著近幾十年模塊技術(shù)的快速發(fā)展，串口wifi模組模塊不僅可以完成數(shù)據(jù)傳輸功能，還可以開(kāi)始發(fā)揮SOC的作用。在許多應(yīng)用場(chǎng)景中，應(yīng)用技術(shù)模塊可以直接承擔(dān)完成的業(yè)務(wù)邏輯，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外部設(shè)備。

聯(lián)網(wǎng)功能
數(shù)據(jù)
LTE-TDD:
上下行配比2
大8Mbps(DL)/大2Mbps(UL)
上下行配比1
大6Mbps(DL)/大4Mbps(UL)
LTE-FDD:
大10Mbps(DL)/大5Mbps(UL)

以上數(shù)據(jù)可能有點(diǎn)抽象，下面我簡(jiǎn)單介紹一下。所謂頻帶，是指通信所占用的頻率空間。手機(jī)在傳輸信號(hào)時(shí)，必須向空中發(fā)送信號(hào)，同時(shí)從空中接收基站發(fā)送的信號(hào)。模塊發(fā)送信號(hào)稱為上升，即UL，模塊接收信號(hào)稱為下降，即DL，通常上下占用一定的頻譜資源。也就是說(shuō)，它占用了一個(gè)特定的頻率范圍，根據(jù)電信組織的規(guī)定，在世界范圍內(nèi)被定義為一個(gè)接一個(gè)的信道，通過(guò)信道對(duì)照表可以找到相應(yīng)頻段所占用的頻率。例如，LTE-TDD使用34個(gè)信道。通過(guò)查表，我們可以知道它占用了2010mHz-2025mHz的頻率范圍。我們可以根據(jù)這個(gè)頻率購(gòu)買(mǎi)支持相應(yīng)頻段的天線。

由于上下行需要占用獨(dú)立的帶寬，因此根據(jù)不同的使用，有不同的上下行比，即上下行分配的頻率空間一般由運(yùn)營(yíng)商決定。對(duì)于絕大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，Cat1模塊可以很容易地處理，在通信延遲和通道帶寬方面比之前領(lǐng)域提高了近100倍。

其他功能
串口wifi模組通信模塊作為一種具有操作系統(tǒng)的SOC，除了完成基本的物聯(lián)網(wǎng)通信功能外，還經(jīng)常內(nèi)置其他豐富的資源。
1、USB高速通信接口
2、UART等外部通信總線、I2C、Camera、SPI等，可通過(guò)總線與其他外部設(shè)備連接
3、音頻編解碼，可通話，可播放MP3、文本發(fā)音可以直接發(fā)音（TTS）
4、支持30萬(wàn)像素?cái)z像頭圖像采集
5、兩路ADC模擬量采集可進(jìn)行高速電壓測(cè)量
6、內(nèi)存卡接口可擴(kuò)展外存容量（MMC）
7、外部顯示接口，可驅(qū)動(dòng)高分辨率LCD全彩顯示屏