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Introdução ao módulo Wi-Fi HaLow Mini PCIe


Este guia o acompanhará na configuração e uso do módulo Wi-Fi HaLow Mini PCIe para construir um gateway Wi-Fi HaLow. O formato Mini PCIe facilita a integração da conectividade Wi-Fi HaLow em sistemas existentes e a criação de gateways IoT que podem conectar inúmeros dispositivos de baixo consumo de energia a longas distâncias.

Visão geral​

O módulo Wi-Fi HaLow Mini PCIe foi projetado para permitir conectividade sem fio de longo alcance para aplicações de IoT. Ele oferece:

  • Interface Mini PCIe padrão para fácil integração
  • Suporte ao protocolo Wi-Fi HaLow IEEE 802.11ah
  • Alcance de até 1 km em linha de visada
  • Baixo consumo de energia
  • Capacidade de conectar milhares de dispositivos IoT

O que é Wi-Fi HaLow?​

Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah) é uma tecnologia de rede sem fio projetada especificamente para aplicações de Internet das Coisas (IoT). Operando na faixa de frequência abaixo de 1 GHz, ela oferece várias vantagens importantes:

Principais benefícios​

  • Alcance estendido: Pode alcançar até 1 quilômetro em condições de linha de visada, superando em muito o Wi-Fi tradicional
  • Melhor penetração: Sinais de frequência mais baixa podem penetrar paredes e obstáculos de forma mais eficaz
  • Eficiência energética: Otimizado para dispositivos IoT alimentados por bateria
  • Alta escalabilidade: Suporta milhares de dispositivos conectados por ponto de acesso
  • Suporte IP nativo: Integração perfeita com redes IP existentes

Aplicações​

Wi-Fi HaLow é ideal para:

  • Agricultura inteligente
  • IoT industrial
  • Cidades inteligentes
  • Automação predial
  • Monitoramento ambiental
  • Rastreamento de ativos

Por que isso é importante​

Wi-Fi HaLow aborda desafios críticos em implantações de IoT:

  1. Lacuna de cobertura: Preenche a lacuna entre o Wi-Fi de curto alcance e as redes celulares
  2. Vida útil da bateria: Permite anos de operação com alimentação por bateria
  3. Custo de implantação: Reduz os custos de infraestrutura em comparação com soluções celulares
  4. Padronização: Baseado em padrões Wi-Fi conhecidos para facilitar a adoção
  5. Segurança: Incorpora segurança corporativa WPA3

Ao combinar longo alcance, baixo consumo de energia e alta densidade de dispositivos, o Wi-Fi HaLow está posicionado para se tornar uma tecnologia chave para implantações de IoT em larga escala em vários setores.

Visão geral do OpenWrt​

O módulo Wi-Fi HaLow Mini PCIe roda em OpenWrt, um sistema operacional Linux altamente extensível, projetado principalmente para dispositivos embarcados como roteadores. Veja o que torna o OpenWrt uma excelente plataforma para gateways Wi-Fi HaLow:

O que é OpenWrt?​

OpenWrt é um sistema operacional baseado em Linux que oferece:

  • Um sistema de arquivos totalmente gravável com gerenciamento de pacotes
  • Alta modularidade, permitindo personalizar funcionalidades
  • Suporte para uma ampla variedade de dispositivos embarcados
  • Comunidade de desenvolvimento ativa e atualizações regulares
  • Amplos recursos de rede

Benefícios para implantações de Wi-Fi HaLow​

OpenWrt fornece uma plataforma ideal para gateways Wi-Fi HaLow porque:

  • Estabilidade: Base Linux extremamente estável para operação 24/7
  • Flexibilidade: Personalização fácil para requisitos específicos de IoT
  • Desempenho: Pilha de rede otimizada para tratamento eficiente de dados
  • Segurança: Recursos de segurança em nível corporativo integrados
  • Comunidade: Grande ecossistema de desenvolvedores e usuários

A combinação de OpenWrt e Wi-Fi HaLow cria uma base poderosa para construir redes IoT robustas que podem escalar desde pequenas implantações até grandes instalações industriais.

Materiais necessários​

Aqui estão os materiais necessários para executar este tutorial.

Raspberry Pi 4 Model BMódulo WiFi HaLow Mini PCIe

Além disso, você precisará dos seguintes itens:

  • Adaptador Mini PCIe para PCIe - Para conectar o módulo Wi-Fi HaLow Mini PCIe ao Raspberry Pi.
  • Dissipador de calor para Raspberry Pi - Recomendado para gerenciamento térmico durante a operação contínua.
  • Cartão MicroSD (8GB ou maior) - Para armazenar o firmware OpenWrt.
  • Leitor de cartão MicroSD - Para ler o cartão MicroSD.
  • Cabo Ethernet - Usado para conectar ao computador host e configurar o WiFi-Halow do Raspberry Pi.
  • Fonte de alimentação para Raspberry Pi
  • Computador - para gravar o firmware e configurar o WiFi-Halow do Raspberry Pi.
  • Antena - Para estender o alcance do módulo Wi-Fi HaLow Mini PCIe. Aqui estão os modelos de antena recomendados e verificados.
Kit de antena interna de longo alcanceAntena de longo alcance 2,6dBi

Para conectar a antena ao módulo WiFi-Halow, você também pode precisar comprar o Cabo de Antena SMA para I-PEX.

Cabo de Antena SMA para I-PEX

Se você estiver usando-o pela primeira vez, pode consultar o vídeo a seguir para a instalação da antena.

Instalando o WiFi Halow com OpenWrt no Raspberry Pi​

Esta seção irá guiá-lo na configuração de um Raspberry Pi 4 como um gateway Wi-Fi HaLow usando uma imagem de firmware OpenWrt pré-compilada.

Baixar firmware​

Baixe a imagem OpenWrt pré-compilada com suporte a Wi-Fi HaLow em:


Gravar o firmware no cartão MicroSD​

  1. Baixe e instale o balenaEtcher.
  1. Insira o cartão MicroSD no computador.
  2. Inicie o balenaEtcher.
  3. Clique em "Flash from file" e selecione o firmware OpenWrt baixado.
  4. Selecione o cartão MicroSD como destino.
  5. Clique em "Flash!" e aguarde a conclusão do processo.

Configuração e primeira inicialização​

  1. Insira o cartão MicroSD gravado no seu Raspberry Pi 4
  2. Conecte um cabo Ethernet entre o computador e o Raspberry Pi
  3. Ligue o Raspberry Pi
  4. Aguarde aproximadamente 2–3 minutos para o sistema iniciar

Acessando a interface do gateway​

  1. Configure a interface Ethernet do computador para usar DHCP ou defina um IP estático na faixa 10.42.0.x
  2. Abra um navegador web
  3. Acesse: http://10.42.0.1/
  4. Você deverá ver a página de login da Morse Micro
nota

As credenciais de login padrão são:

  • Nome de usuário: root
  • Não é necessário inserir senha
dica

Se você não conseguir acessar a interface:

  • Verifique a conexão Ethernet
  • Verifique se o computador está recebendo um endereço IP
  • Tente executar ping em 10.42.0.1 para verificar a conectividade

Configurar o Raspberry Pi como ponto de acesso​

Faça login na interface Morse Micro. Na página de boas-vindas, siga o exemplo da imagem abaixo para configurar o seu país.

cuidado

Atualmente, este dispositivo oferece suporte apenas aos EUA e não oferece suporte a outros países ou regiões.

Depois de configurar o país, você pode definir o Hostname e a Password de acordo com a sua situação real. Mantenha essas informações em segurança, pois você precisará usar essa senha para acessar o dispositivo (ssh) mais tarde. Em seguida, clique no botão Next no canto inferior direito.

Selecione a opção Access Point na nova página.

Em seguida, clique no botão Next e, na nova página, defina as credenciais da rede Wi-Fi HaLow. Lembre-se delas, pois seus dispositivos clientes precisarão dessas informações para se conectar.

Clique no botão Next, depois selecione Ethernet na nova página e escolha Bridge. Configurar a rede dessa forma permite uma comunicação contínua entre dispositivos nas redes Ethernet e Wi‑Fi, proporcionando uma experiência de rede unificada para os dispositivos conectados.

Em seguida, aguarde a aplicação da configuração de rede.

Quando a seguinte interface aparecer, você pode desconectar o Raspberry Pi do computador e conectar o cabo Ethernet entre o roteador e o Raspberry Pi. Em seguida, verifique o endereço IP do Raspberry Pi pela página de administração do roteador.

No meu dispositivo, o endereço IP é: 192.168.1.168. Inserindo esse endereço no navegador, você poderá acessar a página de backend do gateway Wi‑Fi HaLow.

Recursos​

Suporte técnico e discussão sobre o produto​

Obrigado por escolher nossos produtos! Estamos aqui para fornecer diferentes tipos de suporte para garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atender a diferentes preferências e necessidades.

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