株式會社村田制作所(以下簡稱"村田晶振")作為全球領先的電子元器件解決方案提供商,近期成功開發出兩款支持Wi-Fi®標準"Wi-FiHaLow™^{(1)}"的通信模塊"Type2HK"與"Type2HL"(以下統一簡稱"本產品").該模塊突破性實現了1公里以上的遠距離高速數據傳輸,內部搭載了采用Arm®Cortex®-M3處理器的NEWRACOM公司高性能芯片組NRC7394,憑借村田在電子元器件領域數十年的技術沉淀,在穩定性,耐環境性等方面表現卓越.目前產品已進入量產籌備階段,預定于2025年下半年正式開啟規模化生產,將為全球IoT設備廠商提供更高效的無線通信解決方案.

(1)Wi-FiHaLow™,全稱為IEEE802.11ah,是專門針對IoT場景研發的遠距離無線通信標準.其核心優勢在于使用工業,科學和醫療專用的900MHzISM頻帶,該頻帶無需額外申請通信許可即可合法使用,極大降低了企業部署成本.從技術參數來看,Wi-FiHaLow™的通信覆蓋范圍可達數公里,通信帶寬可靈活調整為1MHz至4MHz,在理想環境下理論數據傳輸速率最高能達到80Mbps,既能滿足IoT設備對大量數據傳輸的需求,又能適配低帶寬場景下的低功耗運行,是平衡"遠距離""高速率""低功耗"三大核心需求的理想通信標準.?隨著全球數字化轉型進程的加速,IoT技術已深度滲透至工業制造,智慧城市,農業生產,醫療健康等多個領域,IoT終端的部署數量呈現爆發式增長.據行業數據統計,2024年全球IoT連接設備數量已突破150億臺,且仍以每年10%以上的增速擴張.在終端數量激增的背后,是各行業對"高速,遠距離,大容量"數據傳輸的迫切需求例如智能工廠中需實時傳輸生產線設備的高清監控畫面與運行數據,智慧農業中需遠程采集田間傳感器的環境數據并控制灌溉設備,智慧城市中需實現跨區域交通信號與監控設備的聯動通信.然而,傳統無線通信技術存在明顯短板,2.4GHz/5GHz頻段的普通Wi-Fi覆蓋范圍有限(通常僅100米以內),且易受墻體,金屬等障礙物干擾,LoRa,NB-IoT等低功耗廣域網技術雖覆蓋遠,但傳輸速率較低(通常不足1Mbps),難以滿足高清數據傳輸需求.在此背景下,Wi-FiHaLow™憑借"遠距離+高速率+低功耗"的三重優勢,成為解決IoT通信痛點的關鍵技術,而村田此次推出的通信模塊,正是針對這一市場需求的精準布局.?此次村田開發的兩款Wi-FiHaLow™通信模塊均采用表面貼裝設計,適配主流IoT設備的生產工藝,可直接集成到各類終端產品中,大幅簡化廠商的設計流程.其中,"Type2HK"模塊特別配備了高增益功率放大器,能進一步增強信號輸出強度,適用于對通信距離要求更高的場景(如戶外大型園區,長距離工業設備互聯),"Type2HL"模塊則未配備功率放大器,在保持核心通信性能的同時,更注重體積與功耗的優化,適合對空間與能耗敏感的小型IoT設備(如便攜式工業傳感器晶振,室內智能終端).

為確保產品的高可靠性,村田充分發揮了在電子元器件設計,貼裝工藝,生產管理及質量管控方面的技術積累,在設計階段,采用抗干擾能力更強的電路布局,減少外部電磁環境對模塊通信的影響,在生產環節,使用高精度貼裝設備確保元器件焊接的穩定性,同時引入全流程質量檢測體系,對每一批次產品進行嚴格的性能測試,在質量管理上,建立了從原材料采購到成品出廠的全生命周期追溯機制,一旦發現問題可快速定位并解決.這些措施共同保障了模塊優異的耐環境性與低故障率,即使在復雜的工業環境或戶外惡劣條件下,也能穩定運行.?此外,村田在量產環節特別加入了"逐臺輸出校準"工藝每一臺模塊在出廠前,都會通過專業設備對其無線信號輸出功率,頻率穩定性等關鍵參數進行精準調整,確保所有產品的通信性能保持高度一致性,避免因個體差異導致的通信不穩定問題.這一細節設計,能為智慧工廠,智慧城市等需要大規模部署IoT設備的場景提供更可靠的通信保障,減少后期運維成本.同時,本產品搭載的NEWRACOM公司NRC7394芯片組,是目前Wi-FiHaLow™半導體芯片領域的標桿產品,其在低功耗控制,信號處理效率等方面的技術優勢,進一步提升了模塊的綜合性能.?NEWRACOM公司CEO兼董事長Dr.SokKyuLee先生對此次合作給予高度評價,"NRC7394芯片組是我們針對IoT應用場景研發的核心產品,其最大特點在于在實現寬通信范圍的同時,能將功耗控制在極低水平,完美契合當前IoT設備對‘長續航+遠距離’的需求.村田制作所作為全球電子元器件領域的領導者,擁有成熟的模塊設計與生產能力,通過將我們的芯片技術與村田的模塊解決方案深度融合,能夠為汽車級電子晶振,工業,醫療等廣泛行業提供高可靠性,高效率的無線通信平臺.我們堅信,這款聯合開發的模塊將成為下一代IoT解決方案的核心組件,助力更多企業實現數字化轉型目標."

同時實現遠距離通信和低功耗?,Wi-FiHaLow™技術的核心突破之一,在于其采用的sub-1GHz頻帶(具體為900MHz頻帶)與普通Wi-Fi使用的2.4GHz,5GHz頻帶相比,900MHz頻帶的電磁波波長更長(約0.33米),繞射能力更強,能有效穿透墻體,樹木,金屬障礙物等,減少信號衰減.這一特性使其通信覆蓋范圍輕松突破1公里,在空曠環境下甚至可達到3-5公里,遠超普通Wi-Fi的覆蓋距離.?同時,更長的波長還能降低信號傳輸過程中的能量損耗在傳輸相同距離,相同數據量的情況下,900MHz頻帶所需的發射功率遠低于2.4GHz/5GHz頻帶,這使得模塊的功耗大幅降低.以智慧農業場景為例,搭載本模塊的土壤傳感器,在一次充電后可連續工作6-12個月,無需頻繁更換電池,大幅減少田間運維工作量.這種"遠距離+低功耗"的雙重優勢,完美解決了傳統IoT通信技術"要么遠但慢,要么快但近"的痛點,為更多遠距離IoT應用場景提供了可能.

Wi-Fi/IP通信協議可以直接使用?,Wi-FiHaLow™本質上是Wi-Fi技術家族的延伸,其核心通信協議基于IP(InternetProtocol)構建,與現有Wi-Fi網絡的協議體系高度兼容.這意味著,企業在部署本模塊時,無需重新搭建全新的通信網絡,只需在現有Wi-Fi架構基礎上進行簡單擴展,即可實現遠距離IoT設備的接入.?例如,某智慧工廠此前已部署了2.4GHzWi-Fi網絡用于車間內部設備通信,若需將通信范圍擴展至廠區外圍的倉儲設備或運輸車輛,只需在原有路由器上增加Wi-FiHaLow™功能模塊,或直接使用村田本產品搭載的IoT終端,即可實現遠距離數據傳輸,無需更換現有網絡設備或重新學習新的通信協議.這種"即插即用"的兼容性,能大幅降低企業的網絡升級成本,縮短項目部署周期,同時保障數據傳輸的安全性與穩定性因為IP協議體系經過數十年發展,已形成成熟的加密(如WPA3),認證,防火墻等安全機制,可有效防止數據泄露或被惡意攻擊.

能以低成本構建自用網絡?,在IoT網絡部署中,傳統的蜂窩基礎設施晶振通信(如4G/5G)需要依賴通信運營商的基站支持,企業需按流量或設備數量支付高額的通信費用,且網絡控制權掌握在運營商手中,難以滿足部分場景下的個性化需求(如低延遲,高安全性).而使用Wi-FiHaLow™構建的網絡,屬于企業"自用網絡"只需部署Wi-FiHaLow™路由器或網關,即可實現對所有搭載本模塊的IoT設備的通信管理,無需依賴第三方運營商基站.?從成本角度來看,Wi-FiHaLow™網絡的初期部署成本主要集中在路由器,網關等設備上,后期幾乎無需額外支付通信費用,長期使用成本遠低于蜂窩通信.以某智慧城市項目為例,若部署1000臺道路監控攝像頭,采用4G通信每年需支付數十萬元流量費用,而采用Wi-FiHaLow™自用網絡,僅需一次性投入數萬元部署網關設備,后續每年幾乎無額外成本.此外,企業還可根據自身需求,靈活調整網絡覆蓋范圍,通信帶寬,安全策略等,例如在智慧工廠中,可針對生產車間,倉儲區,辦公區等不同區域,設置不同的通信優先級,確保生產線數據傳輸的低延遲需求.

Murata村田開發適用于I0T設備且具有優異耐環境性的Wi-FiHaLow通信模塊

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