WiFi模组介绍–WR4
1. 产品概述
WR4是由杭州涂鸦信息技术有限公司开发的一款低功耗嵌入式Wi-Fi模块。它由一个高集成度的无线射频芯片RTL8710BN和外扩flash芯片构成，内置了Wi-Fi网络协议栈和丰富的库函数。WR4还包含低功耗的ARM CM4F，WLAN MAC，1T1R WLAN，最高主频125MHz，内置256K SRAM ，1Mbyte flash和丰富的外设资源。
WR4是一个RTOS平台，集成了所有Wi-Fi MAC以及TCP/IP协议的函数库。用户可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式Wi-Fi产品。
WR4结构图如图1.1所示：
1.1 特点
内置低功耗32位CPU，可以兼作应用处理器
- 主频125MHz
工作电压：3V-3.6V
外设：9×GPIOs, 1×UARTs, 1×ADC
Wi-Fi 连通性
- 802.11 B/G/N20/N40
- 通道1-14@2.4GHz
- 支持WPA/WPA2 安全模式
- 802.11b模式下+20dBm的输出功率
- 支持SmartConfig 功能（包括Android和IOS设备）
- 外接天线IPEX连接器
- 通过CE,FCC,SRRC认证
- 工作温度：-20℃ to 85℃
1.2 主要应用领域
- 智能楼宇
- 智慧家居/家电
- 医疗保健
- 工业无线控制
- 婴儿监控器
- 网络摄像头
- 智能公交
2. 模块接口
2.1 尺寸封装
WR4共有2排引脚（2×8），引脚间距为1.5mm。
WR4 尺寸大小：13.8 mm (W)×15.5 mm (L) ×3.3 mm (H) 封装如图2.1所示：
2.2 引脚定义
常规引脚定义如表2.1所示：
表2.1 WR4引脚排列说明
| 引脚 | 符号 | IO类型 | 功能 |
|---|---|---|---|
| 1 | NC | / | NC，空脚，无连接 |
| 2 | ADC | AI | ADC端口，最大输入电压5V |
| 3 | EN | I/O | 软件Disable该功能，用户可以不接 |
| 4 | A_19 | I/O | GPIOA_19 |
| 5 | A_12 | I/O | GPIOA_12 |
| 6 | A_0 | I/O | GPIOA_0，上电瞬间不能被拉高，起来之后可配置 |
| 7 | A_5 | I/O | GPIOA_5 |
| 8 | 3.3V | P | 模块电源引脚（3.3V） |
| 9 | GND | P | 电源参考地 |
| 10 | A_23 | I/O | UART0_TXD（用户串口） |
| 11 | A_18 | I/O | UART0_RXD（用户串口） |
| 12 | A_22 | I/O | GPIOA_22 |
| 13 | A_15 | I/O | GPIOA_15 |
| 14 | A_14 | I/O | GPIOA_14 |
| 15 | A_29 | I/O | UART_Log_RXD (用于打印模块内部信息)，也可用作GPIO |
| 16 | A_30 | I/O | UART_Log_TXD(用于打印模块内部信息) ，也可用作GPIO |
说明：P表示电源引脚，I/O表示输入输出引脚,AI表示模拟输入引脚
3. 电气参数
3.1 绝对电气参数
表3.1 绝对参数
| 参数 | 描述 | 最小值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| Ts | 存储温度 | -40 | 105 | ℃ |
| VDD | 供电电压 | -0.3 | 3.6 | V |
| 静电释放电压（人体模型） | TAMB-25℃ | - | 2 | KV |
| 静电释放电压（机器模型） | TAMB-25℃ | - | 0.5 | KV |
3.2 工作条件
表3.2 正常工作条件
| 参数 | 描述 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|---|
| Ta | 工作温度 | -20 | - | 85 | ℃ |
| VDD | 工作电压 | 3.0 | - | 3.6 | V |
| VIL | IO低电平输入 | -0.3 | - | VDD*0.25 | V |
| VIH | IO高电平输入 | VDD*0.75 | - | 3.6 | V |
| VOL | IO低电平输出 | - | - | VDD*0.1 | V |
| VOH | IO高电平输出 | VDD*0.8 | - | VDD | V |
| Imax | IO驱动电流 | - | - | 16 | mA |
| Cpad | 输入引脚电容 | - | 2 | - | pF |
3.3 Wi-Fi发射功耗
表3.3 TX连续发送时功耗
| 符号 | 模式 | 功率 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| IRF | 11b11Mbps | 17dBm | 287 | mA |
| IRF | 11b11Mbps | 18dBm | 295 | mA |
| IRF | 11g54Mbps | 15dBm | 255 | mA |
| IRF | 11g54Mbps | 17.5dBm | 267 | mA |
| IRF | 11n BW20MCS7 | 13dBm | 244 | mA |
| IRF | 11n BW20MCS7 | 16.5dBm | 257 | mA |
| IRF | 11n BW40MCS7 | 13dBm | 220 | mA |
| IRF | 11n BW40MCS7 | 16.5dBm | 230 | mA |
3.4 Wi-Fi接收功耗
表3.4 RX连续接收时功耗
| 符号 | 模式 | 典型值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| IRF | CPU Sleep | 90 | mA |
| IRF | CPU Active | 120 | mA |
3.5 工作模式下功耗
表3.5 模块工作电流
| 工作模式 | 工作状态，TA=25℃ | 典型值 | 峰值 | 单位 |
|---|---|---|---|---|
| 快连配网状态 | 模块处于快连配网状态，WIFI指示灯快闪 | 115 | 130 | mA |
| 网络连接空闲状态 | 模块处于联网工作状态，WiFi指示灯常亮 | 50 | 110 | mA |
| 网络连接操作状态 | 模块处于联网工作状态，WiFi指示灯常亮 | 120 | 265 | mA |
| 断网状态 | 模块处于断网工作状态，WiFi指示灯常灭 | 35 | 90 | mA |
注：峰值持续时间约5us。
以上参数依据不同的固件功能，参数有所不同。
4. 射频特性
4.1 基本射频特性
表4.1 射频基本特性
| 参数项 | 详细说明 |
|---|---|
| 频率范围 | 2.400~2.4835GHz |
| Wi-Fi标准 | IEEE 802.11b/g/n(通道1-14) |
| 数据传输速率 | 11b:1,2,5.5, 11 (Mbps)11g:6,9,12,18,24,36,48,54(Mbps)11n:HT20 MCS0~711n:HT40 MCS0~7 |
| 天线类型 | U.FL RF连接器外接天线 |
4.2 Wi-Fi 输出功率
表4.2 TX连续发送时功率
| 参数项 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | |
|---|---|---|---|---|---|
| RF平均输出功率，802.11b CCK Mode | 11M | - | 17.5 | - | dBm |
| RF平均输出功率，802.11g OFDM Mode | 54M | - | 14.5 | - | dBm |
| RF平均输出功率，802.11n OFDM Mode | MCS7 | - | 13.5 | - | dBm |
| 频率误差 | -10 | - | 10 | ppm |
4.3 Wi-Fi 接收灵敏度
表4.3 RX灵敏度
| 参数项 | 最小值 | 典型值 | 最大值 | 单位 | |
|---|---|---|---|---|---|
| PER<8%，RX灵敏度，802.11b CCK Mode | 11M | - | -91 | - | dBm |
| PER<10%，RX灵敏度，802.11g OFDM Mode | 54M | - | -75 | - | dBm |
| PER<10%，RX灵敏度，802.11n OFDM Mode | MCS7 | - | -72 | - | dBm |
5. 天线信息
5.1 天线类型
外接天线接入方式，推荐使用下图所示FPC天线，尺寸图见图5.1，也可根据产品组装方式自行选择标准天线。
5.2 降低天线干扰
在Wi-Fi模块上使用PCB板载天线时，为确保Wi-Fi性能的最优化，建议模块天线部分和其他金属件距离至少在15mm以上。
5.3 U.FLRF连接器
U.FL RF连接器的参数如下图所示：
6.封装信息及生产指导
6.1 机械尺寸
6.2 PCB推荐封装
6.3 生产指南
出厂的模块存储条件如下：
1、防潮袋必须存储在温度<30℃，湿度<85%RH的环境中。
2、干燥包装的产品，其保质期应该是从包装密封之日起6个月的时间。
注意事项
1、在生产全过程中，各工位操作人员必须戴静电环。
2、操作时，严防模块沾水或污物。
6.4 推荐炉温曲线
