The growth in wireless video camera systems has increased demand for makers of commercial and consumer cameras. Wi-Fi cameras have simplified the deployment and setup of these systems. However, traditional Wi-Fi technology does not adequately fulfill the need to reach farther distances, penetrate obstacles better, and operate longer on batteries without adding substantial cost and complexity to the network. A new kind of Wi-Fi is needed to meet all those needs in a secure and simple infrastructure.
采用 IEEE 802.11ah 标准（Wi-Fi 联盟称之为 Wi-Fi HaLow）的技术是一种解决方案。
覆盖率 + 渗透率 = 可靠性
“要是我的无线摄像头能拍得更远就好了”
消费者希望无线摄像头开箱即可使用。 摄像机制造商知道，每个家庭或办公室的情况都不尽相同。 从所需摄像机位置到 Wi-Fi 路由器的距离可能会决定是否有足够的带宽来支持清晰的图像。 通常需要 1 至 5 Mbps 的平均吞吐量，具体取决于所需的分辨率和用于视频的数据压缩算法。 一些摄像机如果利用人工智能技术对图像进行预处理，然后只发送有趣的活动片段，所需的带宽就会大大减少。
每栋大楼的布局都不尽相同，墙壁和物体会对信号造成反射或吸收。 无法保证住宅内的 Wi-Fi 覆盖范围能延伸到砖墙、石墙或粉刷墙以外的地方，因为这些地方可能需要安放监控摄像头。 为了弥补这些缺陷，许多制造商必须提供电源或更大的电池，以及额外的专有中继器或集线器来中继信号。 这增加了成本和复杂性。 对于某些长距离应用，传统的 2.4GHz Wi-Fi 根本无法覆盖。
对于大多数边界条件，IEEE 802.11ah 技术是传统 Wi-Fi 和蜂窝连接的最佳替代品。 IEEE 802.11ah Wi-Fi HaLow 的优势在于其工作频率在 sub-GHz 无线电频率范围内（902MHz-926MHz），远低于传统的 Wi-Fi 频率（2.4GHz）。 HaLow 还使用比传统 Wi-Fi 更窄的信道。 HaLow 的频率更低，信道更窄，在发射功率相同的情况下，其工作距离是 Wi-Fi 的 10 倍。 当传统 Wi-Fi 摄像机失去连接时，HaLow 摄像机仍能继续发送视频。
HaLow 在次 GHz 频段工作的另一个天然优势是，无线电波穿透物体和建筑材料的能力比 2.4GHz Wi-Fi 更强。 这就提高了摄像头与接入点 (AP) 连接的可靠性，可以弥补各种家庭或企业架构的不足。 在户外应用中，降水的影响也会减小。 传统 Wi-Fi 使用的 2.4GHz 能量很容易被物体和液体吸收（这就是为什么微波炉也使用 2.4GHz 来加热食物）。 通过利用低频无线电在覆盖范围和穿透力方面的优势，基于 HaLow 的新型摄像机可以部署得更远，并能穿过障碍物。
节能 + 安全 = 寿命长
“如果我的无线相机电池能用得更久就好了”。
如上所述，在发射器输出功率相同的情况下，Wi-Fi HaLow 的连接距离是传统 Wi-Fi 的 10 倍。 此外，Wi-Fi HaLow 还是首个包含新睡眠功能的 802.11 技术，可降低能耗。 这些综合功能可将采用 HaLow 技术的无线摄像头的电池寿命延长至传统 Wi-Fi 的 10 到 200 倍，具体取决于摄像头的使用情况。 Wi-Fi HaLow 保持了 Wi-Fi 的相同优势，即当设备更靠近接入点时，它能自动以更快、更节能的数据传输速率工作。
数据传输消耗了无线电系统的大部分能量。 收音机在收听模式或睡眠模式下停留的时间越长，节省的能源就越多。 传统的 Wi-Fi 摄像头通常必须每秒唤醒传输约 3 次，才能与其接入点保持联系。 如果不能保持连接，摄像机就会与 AP 断开连接。 这通常需要设备在唤醒时进行冗长的重新关联程序，从而消耗更多能量。
相比之下，HaLow 摄像机可以长时间睡眠，而不会脱离 AP。 该机制已纳入标准。 无需单独的专有方案来实施该解决方案。 802.11ah Wi-Fi HaLow 标准包括在传感器触发前可休眠一小时、数天甚至数周的规定，从而进一步提高了电池寿命。
除了该标准带来的省电效果外，Morse Micro 独特的低功耗 CMOS 电路设计技术还进一步延长了电池的使用寿命。 我们在了解如何降低集成电路中有源元件的耗散功率方面拥有多年经验。 我们的架构具有独特的可重新编程能力，可对固件进行空中升级，从而在未来为客户的应用部署功率优化的固件升级。
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Wi-Fi HaLow 采用业界最新的 WPA3 安全技术。 这项技术规定了设备与接入点的关联方式，并对所有流量进行加密，以保护用户的视频不被窥探。 有足够的带宽提供额外的加密功能。 Morse Micro IC 包括不可克隆的身份识别功能，可确保相机开机并与其可信的云服务建立安全链接。 这可以保护终端用户免受设备黑客攻击，并为未来通过电波推送固件更新提供了一种方法，以提高安全性并节省电能。 节省了爬梯或租用剪叉式升降平台的维护费用。
低拥有成本 = 更快的投资回报。
“要是我的无线摄像头不需要数据计划费就好了”
通过大大提高 Wi-Fi HaLow 技术的覆盖距离，就可以覆盖更广阔的区域，而无需使用蜂窝数据调制解调器连接及其经常性费用。 与传统的 Wi-Fi 类似，Wi-Fi HaLow 网络基础设施可以作为客户 IP 网络的一个简单补充进行安装。 可以购买具有 HaLow 功能的标准无线接入点，并将其连接到配线间。 无需中继器或复杂的 Wi-Fi 网状解决方案。 无需支付手机调制解调器费用。 首席信息官无需就本应属于企业前提网络的部分单独谈判运营商服务协议。
这也适用于准移动应用。 以需要全时视频安保的新建筑工地为例。 与其购买 4 或 5 台使用蜂窝调制解调器的摄像机，并配备大容量电池和每月重复的数据计划费用，不如部署多台低功耗 HaLow 摄像机，并使用单个低成本 LTE 网关将其上行链路连接到云。 另一个例子是，校园保安人员配备了随身摄像机。 他们可以对固定街区内的呼叫做出响应，并将图像发送到附近的接入点或车内的移动 Wi-Fi HaLow 热点。 这项技术还可扩展到无人机，因为无人机需要高带宽连接，将视频和控制信号传输到基站。 无人机系统常用的定向天线将适用于 802.11ah 频率（北美为 902-928MHz），连接距离将超过标称的 1 千米。
Morse Micro’s goal is to develop the best low-power, long-distance 802.11ah Wi-Fi HaLow ICs to support a broad range of applications. Get in touch here if you are interested in using Wi-Fi HaLow for your product.
