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Wi-Fi HaLow USB 适配器参考设计

发布时间:2026/9/1 11:30:44 访问次数:43

wi‑fi halow 即 ieee 802.11ah,sub‑1 ghz 免许可频段,主打远距离、低功耗、原生 ip 物联网;morse micro 在 2026‑08 发布两套官方 usb‑dongle 参考设计,基于第二代 mm8108 soc,把 halow 通过 usb2.0 高速口接入 pc、工业主机、路由器、嵌入式 linux 设备,快速给现有设备增加 802.11ah 能力。

两套参考设计:

1. mm8108‑rd09:主机驱动模式,需要操作系统安装对应驱动;支持 sta/ap 双模式;

2. mm8108‑rd17:免驱动 cdc‑ncm/rndis 虚拟网卡,即插即用,主机识别为标准 usb 以太网设备。

mm8108 soc 核心规格(参考设计核心芯片)

• 标准:ieee 802.11ah wi‑fi halow;频段 850‑950 mhz 全球 sub‑1ghz 免许可频段morse micr...

• 信道带宽:1 / 2 / 4 / 8 mhz;256‑qam;phy 最高43.3 mbps@8mhz

• 发射功率:片上集成 pa,最大26 dbm(400 mw),pa 效率 35%morse micr...

• 安全:硬件 aes ?铀伲?pa3‑sae、pmf、owe;sha‑256/384/512 硬件哈希

• 接口:usb2.0 high‑speed;spi;gpio;支持 dpp 设备配网按键输入

• 工作模式:sta 站点、ap 接入点;支持 mesh 组网;开阔地通信距?肟纱?1 km 级别

硬件架构(usb‑dongle 参考设计框图)



usb‑a/type‑c 5v输入 → ldo电源域 → mm8108‑soc

                                    ↳ rf匹配网络 → sma天线座(外接sub‑1ghz天线)

                                    ↳ led状态指示灯、dpp配网按键

                                    ↳ usb2.0‑hs phy与主机通信

硬件关键模块

1. mm8108‑soc:完整 phy/mac,内置射频收发机、功率放大器、硬件加密引擎;参考设计也可以直接使用预集成模块 mm8108‑mf15457,减少射频调试工作量morse micr...。

2. 电源子系统:usb 5v 输入,ldo 生成内核、射频模拟电源;最大整机电流约 500 ma,满足 usb2.0 供电规范github。

3. rf 射频部分:50Ω 阻抗匹配网络,sma 外置天线接口;sub‑1 ghz 射频走线对 pcb 布局??蟾撸?必??严格控制阻抗、减少过孔;不建议做板载内置天线,量产优先 sma 外接天线。

4. 外设:电源 / 链路状态 led;dpp/wi‑fi easy‑connect 配对按键;

5. 主机接口:usb2.0 high‑speed(480 mbps),usb2.0 足够覆盖 halow 最高 43.3 mbps phy 速率。

rd09 与 rd17 两套参考设计对比

表格


项目

mm8108‑rd09

mm8108‑rd17

主机接口模式

专用 halow 网卡驱动

cdc‑ncm 虚拟以太网,免驱动

操作系统支持

windows、linux、macos(需安装驱动);openwrt 路由器可用

linux、android、工业主机;不需要安装专用驱动,识别为标准网口

工作模式

sta / ap 均可;适合路由器扩展 halow ap

主要面向 sta 客户端;支持 dpp 一键配网按键

典型用途

把现有路由器扩展为 wi‑fi halow 接入点;pc 测试 halow 网络

工业设备、机器人、pos,即插即用增加 halow 联网

固件

完整 mac/phy 固件;openwrt 驱动包提供

内部封装 tcp/ip 封装,对外呈现标准以太网帧

评估套件型号:mm8108‑ekh19,硬件就是 rd09 参考设计 dongle + sma 天线,用于原型验证。

软件与数据流

rd09(驱动模式)

usb 主机 ↔ usb2.0 ↔ mm8108;主机侧驱动处理 802.11 mac 帧;soc 只完成 phy 层收发;linux/openwrt 可以直接加载驱动,把普通路由器扩展为 wi‑fi halow ap,组建 sub‑1 ghz 物联网局域网。

rd17(免驱动 cdc‑ncm)

dongle 内部完成 802.11 mac 处理;usb 输出标准以太网数据包;主机把 dongle 当成普通 usb 网卡,不需要安装无线网卡驱动;可通过 web‑ui 网页配置 halow 参数,支持 dpp 按键配网,适合无驱动权限的封闭工业主机。

典型应用场景

1. 工业自动化:分布式 io、传感器节点远距离 ip 联网;替代部分 rs485,长距离原生 ip,无需网关协议转换。

2. 智慧农业、环境监测、表计采集:大范围传感器网络,一公里级通信,不需要部署蜂窝。

3. 机器人、边缘设备快速扩展远距离无线接口;pc 端 halow 网络测试调试工具。

4. 传统路由器 / 网关,通过 usb 外挂 dongle 扩展 wi‑fi halow 接入点,不用重新设计硬件。

✅参考设计优势

1. usb 即插扩展:存量设备不用改主板硬件,增加 sub‑1ghz 远距??wi‑fi。

2. rd17 免驱动 cdc‑ncm,适配封闭工业 os,无内核模块开发工作量。

3. 完整 wi‑fi 联盟 halow 认证路径;硬件 wpa3 安全硬件加速,适合长生命周期工业设备。

4. 原生 ip,和以太网应用层完全兼容,不用像 lora 那样网关做协议转换。

⚠️工程难点与限制

1. sub‑1 ghz 射频调试:850‑950 mhz ?ǔそ铣ぃ?cb 匹配、天线选型直接决定通信距离;板载天线性能差,量产建议 sma 外接天线。

2. usb 供电约束:最大功耗接近 500 ma,主机 usb 口必须满足电流输出能力;低功耗 usb2.0 口会出现降功率、断连。

3. rd17 免驱动版本不适合做 ap 接入点,主要面向 sta 客户端;做 ap 优先 rd09 方案。

4. 带宽上限 43.3 mbps,halow 定位物联网传感数据,不适合高清视频等高流量业务。

5. 各国 sub‑1 ghz 频段法规不一样,量产必须做射频合规认证(fcc、ce 等)。

同类方案对比

表格


方案

实现方式

特点

morse rd09/rd17(mm8108)

单 soc 完整 802.11ah,usb 直出

性能最高,26dbm 发射,最高 43.3mbps,官方参考设计

newracom nrc7292 方案

外置主控 + nrc7292 射频芯片

速率较低,最高 6mbps,生态成熟度弱于 mm8108

第三方 usb‑dongle(如 halow‑um)

mt7628 主控 + mm6108 射频

运行 openwrt,ap 能力强,体积更大,成本更高

注:仅供学习参考


wi‑fi halow 即 ieee 802.11ah,sub‑1 ghz 免许可频段,主打远距离、低功耗、原生 ip 物联网;morse micro 在 2026‑08 发布两套官方 usb‑dongle 参考设计,基于第二代 mm8108 soc,把 halow 通过 usb2.0 高速口接入 pc、工业主机、路由器、嵌入式 linux 设备,快速给现有设备增加 802.11ah 能力。

两套参考设计:

1. mm8108‑rd09:主机驱动模式,需要操作系统安装对应驱动;支持 sta/ap 双模式;

2. mm8108‑rd17:免驱动 cdc‑ncm/rndis 虚拟网卡,即插即用,主机识别为标准 usb 以太网设备。

mm8108 soc 核心规格(参考设计核心芯片)

• 标准:ieee 802.11ah wi‑fi halow;频段 850‑950 mhz 全球 sub‑1ghz 免许可频段morse micr...

• 信道带宽:1 / 2 / 4 / 8 mhz;256‑qam;phy 最高43.3 mbps@8mhz

• 发射功率:片上集成 pa,最大26 dbm(400 mw),pa 效率 35%morse micr...

• 安全:硬件 aes ?铀伲?pa3‑sae、pmf、owe;sha‑256/384/512 硬件哈希

• 接口:usb2.0 high‑speed;spi;gpio;支持 dpp 设备配网按键输入

• 工作模式:sta 站点、ap 接入点;支持 mesh 组网;开阔地通信距?肟纱?1 km 级别

硬件架构(usb‑dongle 参考设计框图)



usb‑a/type‑c 5v输入 → ldo电源域 → mm8108‑soc

                                    ↳ rf匹配网络 → sma天线座(外接sub‑1ghz天线)

                                    ↳ led状态指示灯、dpp配网按键

                                    ↳ usb2.0‑hs phy与主机通信

硬件关键模块

1. mm8108‑soc:完整 phy/mac,内置射频收发机、功率放大器、硬件加密引擎;参考设计也可以直接使用预集成模块 mm8108‑mf15457,减少射频调试工作量morse micr...。

2. 电源子系统:usb 5v 输入,ldo 生成内核、射频模拟电源;最大整机电流约 500 ma,满足 usb2.0 供电规范github。

3. rf 射频部分:50Ω 阻抗匹配网络,sma 外置天线接口;sub‑1 ghz 射频走线对 pcb 布局??蟾撸?必??严格控制阻抗、减少过孔;不建议做板载内置天线,量产优先 sma 外接天线。

4. 外设:电源 / 链路状态 led;dpp/wi‑fi easy‑connect 配对按键;

5. 主机接口:usb2.0 high‑speed(480 mbps),usb2.0 足够覆盖 halow 最高 43.3 mbps phy 速率。

rd09 与 rd17 两套参考设计对比

表格


项目

mm8108‑rd09

mm8108‑rd17

主机接口模式

专用 halow 网卡驱动

cdc‑ncm 虚拟以太网,免驱动

操作系统支持

windows、linux、macos(需安装驱动);openwrt 路由器可用

linux、android、工业主机;不需要安装专用驱动,识别为标准网口

工作模式

sta / ap 均可;适合路由器扩展 halow ap

主要面向 sta 客户端;支持 dpp 一键配网按键

典型用途

把现有路由器扩展为 wi‑fi halow 接入点;pc 测试 halow 网络

工业设备、机器人、pos,即插即用增加 halow 联网

固件

完整 mac/phy 固件;openwrt 驱动包提供

内部封装 tcp/ip 封装,对外呈现标准以太网帧

评估套件型号:mm8108‑ekh19,硬件就是 rd09 参考设计 dongle + sma 天线,用于原型验证。

软件与数据流

rd09(驱动模式)

usb 主机 ↔ usb2.0 ↔ mm8108;主机侧驱动处理 802.11 mac 帧;soc 只完成 phy 层收发;linux/openwrt 可以直接加载驱动,把普通路由器扩展为 wi‑fi halow ap,组建 sub‑1 ghz 物联网局域网。

rd17(免驱动 cdc‑ncm)

dongle 内部完成 802.11 mac 处理;usb 输出标准以太网数据包;主机把 dongle 当成普通 usb 网卡,不需要安装无线网卡驱动;可通过 web‑ui 网页配置 halow 参数,支持 dpp 按键配网,适合无驱动权限的封闭工业主机。

典型应用场景

1. 工业自动化:分布式 io、传感器节点远距离 ip 联网;替代部分 rs485,长距离原生 ip,无需网关协议转换。

2. 智慧农业、环境监测、表计采集:大范围传感器网络,一公里级通信,不需要部署蜂窝。

3. 机器人、边缘设备快速扩展远距离无线接口;pc 端 halow 网络测试调试工具。

4. 传统路由器 / 网关,通过 usb 外挂 dongle 扩展 wi‑fi halow 接入点,不用重新设计硬件。

✅参考设计优势

1. usb 即插扩展:存量设备不用改主板硬件,增加 sub‑1ghz 远距??wi‑fi。

2. rd17 免驱动 cdc‑ncm,适配封闭工业 os,无内核模块开发工作量。

3. 完整 wi‑fi 联盟 halow 认证路径;硬件 wpa3 安全硬件加速,适合长生命周期工业设备。

4. 原生 ip,和以太网应用层完全兼容,不用像 lora 那样网关做协议转换。

⚠️工程难点与限制

1. sub‑1 ghz 射频调试:850‑950 mhz ?ǔそ铣ぃ?cb 匹配、天线选型直接决定通信距离;板载天线性能差,量产建议 sma 外接天线。

2. usb 供电约束:最大功耗接近 500 ma,主机 usb 口必须满足电流输出能力;低功耗 usb2.0 口会出现降功率、断连。

3. rd17 免驱动版本不适合做 ap 接入点,主要面向 sta 客户端;做 ap 优先 rd09 方案。

4. 带宽上限 43.3 mbps,halow 定位物联网传感数据,不适合高清视频等高流量业务。

5. 各国 sub‑1 ghz 频段法规不一样,量产必须做射频合规认证(fcc、ce 等)。

同类方案对比

表格


方案

实现方式

特点

morse rd09/rd17(mm8108)

单 soc 完整 802.11ah,usb 直出

性能最高,26dbm 发射,最高 43.3mbps,官方参考设计

newracom nrc7292 方案

外置主控 + nrc7292 射频芯片

速率较低,最高 6mbps,生态成熟度弱于 mm8108

第三方 usb‑dongle(如 halow‑um)

mt7628 主控 + mm6108 射频

运行 openwrt,ap 能力强,体积更大,成本更高

注:仅供学习参考


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