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新一代 STM32Wx 无线 MCU:全频段覆盖 + 多协议兼容,赋能物联网全域连接

11/17 10:50
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STM32Wx 是意法半导体(ST)面向新一代物联网打造的无线 MCU 家族,覆盖 2.4GHz(BLE/Mesh)与 Sub-1GHz(LoRa/LPWAN)双频段,以高性能内核、极致低功耗、多协议兼容及车规级安全性为核心优势,适配智能家居、工业物联网、智能计量、资产跟踪等全场景,是物联网设备无线连接的优选解决方案。

资料获取:新一代 STM32Wx无线产品

1. 核心定位:物联网无线连接的 “全场景覆盖者”

  • 频段覆盖:2.4GHz(短距离高速连接)与 Sub-1GHz(长距离低功耗连接)双频段全覆盖,满足不同距离、速率需求。
  • 核心价值:整合 “MCU + 射频 + 协议栈” 一体化设计,简化硬件布局,降低 BOM 成本,同时兼顾低功耗与高可靠性。
  • 目标场景:智能家居(照明 / 安防)、工业物联网(传感器网关)、智能计量(水电燃气表)、资产跟踪、远程监控等物联网全域场景。

2. 两大核心频段产品系列:特性与优势拆解

2.1 2.4GHz 频段:短距离高速连接,聚焦低功耗与多协议

主打 BLE 5.4、Zigbee、Matter 等协议,适配近距离设备互联,核心子系列包括:

(1)STM32WBA 系列:高性能旗舰款

  • 核心配置:Arm Cortex-M33 内核(100MHz,带 FPU),Flash 最高 1MB、RAM 128KB。
  • 射频性能:+10dBm 输出功率,BLE 灵敏度 - 96dBm、802.15.4 灵敏度 - 97.5dBm,支持多协议并发(BLE+802.15.4)。
  • 核心优势:支持 BLE 5.4 音频(CIS/BIS)、TrustZone® 安全技术,目标 SESIP 3 级认证,抗 DPA 攻击。
  • 典型应用:智能家居音频(蓝牙耳机 / 扬声器)、工业传感器群、电容式触控设备。

(2)STM32WB 系列:主流均衡款

  • 核心配置:双核(Cortex-M4 64MHz + M0+ 32MHz),Flash 256KB~1MB。
  • 射频性能:+6dBm 输出功率,BLE 灵敏度 - 96dBm、802.15.4 灵敏度 - 100dBm。
  • 核心优势:成熟量产验证,支持 Mesh 网络,兼容 BLE 5.2~5.4,平衡性能与成本。
  • 典型应用:智能家居网关、工业数据采集节点、健康医疗设备。

(3)STM32WB0 系列:高性价比入门款

  • 核心配置:Cortex-M0+ 64MHz,Flash 192KB~512KB,集成巴伦和 HSE。
  • 射频性能:+8dBm 输出功率,BLE 5.4 灵敏度 - 97dBm(1Mbps)/-104dBm(125Kbps)。
  • 核心优势:单价低至 0.79 元(1 万件起订),支持双层 PCB,简化设计,深度睡眠电流 < 0.8μA。
  • 典型应用:消费电子、低成本传感器、资产标签。

2.2 Sub-1GHz 频段:长距离低功耗连接,聚焦 LPWAN 场景

主打 LoRa、Sigfox、M-Bus 等协议,适配远距离、低速率、低功耗需求,核心子系列包括:

(1)STM32WL5 系列:LoRa/LPWAN 旗舰款

  • 核心配置:双核(Cortex-M4 48MHz + M0+),Flash 最高 256KB、RAM 64KB。
  • 射频性能:输出功率最高 + 22dBm,LoRa 灵敏度 - 148dBm,链路预算 > 160dB。
  • 核心优势:支持 LoRaWAN、Sigfox、mioty 等多协议,工作温度达 105℃,唤醒时间仅 5μs。
  • 典型应用:智能电表 / 燃气表、智慧农业、城市物联网(路灯 / 安防)、远程监控。

(2)STM32WL3 系列:双射频低功耗款

  • 核心配置:Cortex-M0+ 64MHz,Flash 最高 256KB,集成双射频(主射频 + 唤醒射频)。
  • 射频性能:主射频支持 4-(G) FSK/OOK 等多种调制,唤醒射频功耗仅 4.2μA,灵敏度 - 132dBm(OOK)。
  • 核心优势:支持 IQ 接口自定义调制,集成 LCD 驱动器,适配计量与资产跟踪场景。
  • 典型应用:热量分配器、水表、资产跟踪器、报警系统

3. 共性核心优势:赋能物联网全域部署

3.1 多协议兼容,降低场景适配成本

  • 2.4GHz 系列:兼容 BLE 5.4、Zigbee、OpenThread、Matter 协议,支持多协议并发。
  • Sub-1GHz 系列:覆盖 LoRaWAN、Sigfox、M-Bus、mioty 等,支持全球多频段(150~960MHz)。

3.2 极致低功耗,延长电池寿命

  • 睡眠模式功耗:WB0 低至 0.8μA,WL5 停止模式(全 RAM)<1μA,WBA 待机电流 < 140nA。
  • 射频功耗:WBA 发射端电流 5.2mA,WL5 LoRa 接收电流 4.82mA,优化电池供电设备续航。

3.3 车规级安全性,保障数据可信

  • 硬件安全:支持 TrustZone®、AES/PKA 加密、TRNG 真随机数生成,抵御 DPA 攻击。
  • 认证合规:WBA 目标通过 SESIP 3 级认证,WL 系列支持安全 OTA 升级,符合欧盟 RED 指令。

3.4 成熟生态,加速产品落地

  • 开发工具:兼容 STM32CubeIDE、CubeMX,提供射频参考设计与 IPD 芯片
  • 协议栈支持:免费提供 BLE/Mesh、LoRaWAN 协议栈源代码,支持安全固件升级(SBSFU)。
  • 长期供货:10 年长期供货承诺,保障工业与物联网产品全生命周期需求。

4. STM32Wx 系列核心参数 - 应用场景选型对照表

下表基于 STM32 无线 MCU 系列文档,系统梳理 2.4GHz、Sub-1GHz 及 60GHz 三大频段下 6 个子系列的核心配置、射频性能、功耗及适配场景,关键参数均来自文档原文,助力快速匹配项目需求与产品型号。

频段 产品子系列 核心配置 射频关键参数 功耗表现 典型应用场景
2.4GHz STM32WBA Arm Cortex-M33@100MHz(带 FPU)
Flash:512KB~1MB
RAM:128KB
协议:BLE 5.4、Zigbee、OpenThread、Matter
输出功率:+10dBm
灵敏度:BLE-96dBm、802.15.4-97.5dBm
支持多协议并发
待机电流 < 140nA
射频发射电流:5.2mA
智能家居音频(耳机 / 音箱)、工业传感器群、电容触控设备
STM32WB 双核(Cortex-M4@64MHz + M0+@32MHz)
Flash:256KB~1MB
RAM:64KB
协议:BLE 5.2~5.4、Mesh、802.15.4
输出功率:+6dBm
灵敏度:BLE-96dBm、802.15.4-100dBm
停止模式电流 < 1μA
射频接收电流:3.6mA
智能家居网关、工业数据采集节点、健康医疗设备
STM32WB0 Cortex-M0+@64MHz
Flash:192KB~512KB
集成巴伦 + HSE
协议:BLE 5.4
输出功率:+8dBm
灵敏度:-97dBm(1Mbps)/-104dBm(125Kbps)
深度睡眠 < 0.8μA
发射峰值电流:4.9mA

消费电子、低成本传感器、资产标签、智能玩具
Sub-1GHz STM32WL5 双核(Cortex-M4@48MHz + M0+)
Flash:64KB~256KB
RAM:32KB~64KB
协议:LoRaWAN、Sigfox、mioty、M-Bus
输出功率:+15dBm/+22dBm
灵敏度:LoRa-148dBm
链路预算 > 160dB
停止模式(全 RAM)<1μA
LoRa 接收电流:4.82mA

智能电表 / 燃气表、智慧农业、城市物联网(路灯 / 安防)
STM32WL3 Cortex-M0+@64MHz
Flash:128KB~256KB
双射频(主射频 + 唤醒射频)
协议:4-(G) FSK、OOK、ASK、M-Bus
输出功率:+14dBm/+20dBm
唤醒射频功耗:4.2μA、灵敏度 - 132dBm(OOK)
停止模式:960nA
主射频接收电流:5.6mA

热量分配器、水表、资产跟踪器、报警系统
60GHz ST60 点对点射频收发器
支持 SLVS/eUSB2 接口
速率:最高 6.25Gbps(ST60A2)、480Mbps(ST60A3)
传输距离:≤10cm
集成天线
低功耗(行业最优功耗 / 比特比) 板间非接触连接、360° 旋转摄像头、无线 USB2.0 设备

关键选型说明

  1. 频段匹配

    • 短距离(≤100m)、高速率(需音频 / 数据交互):优先 2.4GHz 系列(WBA/WB/WB0);
    • 长距离(≥1km)、低速率(低频次数据上报):优先 Sub-1GHz 系列(WL5/WL3);
    • 超短距离(≤10cm)、超高速率(视频 / 高速数据):选择 60GHz ST60。
  2. 成本与性能平衡

    • 低成本入门:STM32WB0(单价 0.79 元起)、STM32WL3(集成 LCD 驱动器);
    • 中高端性能:STM32WB(成熟量产)、STM32WL5(LoRa 旗舰);
    • 高端旗舰:STM32WBA(M33 内核 + SESIP 3 级安全)。
  3. 特殊需求适配
  • 安全要求高(金融 / 医疗):选 WBA(TrustZone®)、WL5(ECC/PKA 加密);
  • 低功耗长续航:WB0(0.8μA 睡眠)、WL3(4.2μA 唤醒射频);
  • 工业 / 计量场景:WL5/WL3(工作温度 - 40~105℃,10 年供货)。

STM32Wx 无线 MCU 家族以 “全频段覆盖、多协议兼容、低功耗、高安全” 为核心竞争力,通过 2.4GHz 与 Sub-1GHz 系列的差异化布局,覆盖从近距离智能家居到远距离 LPWAN 的全域物联网场景。其一体化设计与成熟生态大幅降低开发门槛,助力开发者快速实现产品落地。

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