多協(xié)議無(wú)線連接與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)加速物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地

　　物聯(lián)網(wǎng)作為電子行業(yè)最強(qiáng)的風(fēng)向之一，已成不爭(zhēng)的事實(shí)。在各種研究機(jī)構(gòu)眼中，2020年物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)都將達(dá)到相當(dāng)?shù)牧考?jí)。SpeakerLabs預(yù)測(cè)到2020年，將有54億個(gè)B2B物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備投入使用;BusinessInsider預(yù)測(cè)到2021年，物聯(lián)網(wǎng)解決方案的總支出將達(dá)到6萬(wàn)億美元;IHS預(yù)計(jì)到2020年，互聯(lián)設(shè)備的數(shù)量將增長(zhǎng)到307億個(gè)……

　　此外，各種國(guó)內(nèi)外巨頭在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的投入上限不斷被刷新。保守估計(jì)，2018年物聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備數(shù)量至少能夠翻番，因此連接技術(shù)在推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的過(guò)程中再次凸顯其重要意義。

　　根據(jù)Gartner的最新數(shù)據(jù)，到2025年所有物聯(lián)網(wǎng)連接中的72%將使用BLE、WIFI和Zigbee等短距離傳輸技術(shù)，另外包含Sigfox、LoRa和NB-IoT等技術(shù)在內(nèi)的低功耗廣域覆蓋網(wǎng)絡(luò)，也將在2025年占據(jù)11%的物聯(lián)網(wǎng)連接。與此同時(shí)，無(wú)線連接技術(shù)的面臨著功耗、多協(xié)議、安全穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性等問(wèn)題也影響著物聯(lián)網(wǎng)落地進(jìn)程。

　　近日，SiliconLabs亞太區(qū)資深市場(chǎng)拓展經(jīng)理陳雄基先生在深圳接受記者采訪時(shí)也表示，2018年是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用落地至關(guān)重要的一年，公司通過(guò)可應(yīng)用于其SoC和模塊產(chǎn)品的多無(wú)線協(xié)議軟件和藍(lán)牙Mesh產(chǎn)品等無(wú)線連接技術(shù)創(chuàng)新，來(lái)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)整體布局及創(chuàng)新應(yīng)用支持策略。

　　SiliconLabs亞太區(qū)資深市場(chǎng)拓展經(jīng)理陳雄基先生

　　陳雄基一步分析到，SiliconLabs的WirelessGeckoSoC為IoT應(yīng)用提供了大量的連接選擇，包括能夠在2.4GHz和Sub-GHz頻率上運(yùn)行Thread、zigbee、BluetoothLowEnergy、BluetoothMesh和許多專有協(xié)議，所有這些功能都可以在同一個(gè)無(wú)線SoC器件上實(shí)現(xiàn)。這些SoC也支持多協(xié)議運(yùn)行，允許一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)于不同協(xié)議之間的動(dòng)態(tài)切換，從而給予應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員極大的自由度去設(shè)計(jì)具有良好互操作性和連接性的設(shè)備。

　　新的動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件可同時(shí)在單一SoC上運(yùn)行zigbee和低功耗藍(lán)牙，匯集了這兩種協(xié)議的關(guān)鍵應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。這種多協(xié)議解決方案可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用的高級(jí)功能，且不會(huì)帶來(lái)雙芯片架構(gòu)的額外復(fù)雜性和硬件成本，從而將無(wú)線子系統(tǒng)物料清單(BOM)成本和尺寸降低達(dá)40%。

　　動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件一個(gè)重要特征就是可實(shí)時(shí)切換操作系統(tǒng)(PTI)，該技術(shù)是早期SiliconLabs通過(guò)收購(gòu)Micrium公司獲取，PTI可對(duì)功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，支持Zigbee路由，藍(lán)牙連接和藍(lán)牙信標(biāo)，在單一無(wú)線電的Zigbee和藍(lán)牙通信上執(zhí)行時(shí)間分隔，提供可配置的連接間隔以符合應(yīng)用要求。

　　經(jīng)SiliconLabs調(diào)度的動(dòng)態(tài)多協(xié)議

　　“開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)這個(gè)應(yīng)用做更靈活的設(shè)計(jì)，也可以自己調(diào)節(jié)時(shí)間。我們也計(jì)劃把這個(gè)OS放到下一代的SDK里面。”陳雄基表示，開(kāi)發(fā)者購(gòu)買多節(jié)點(diǎn)入門工具包后，使用SimplicityStudio下載包含認(rèn)證堆棧和示例代碼的SDK，使用VisualEnergyProfiler優(yōu)化能耗，利用獲得專利的數(shù)據(jù)包跟蹤調(diào)試網(wǎng)絡(luò)性能，啟動(dòng)及運(yùn)行演示和移動(dòng)應(yīng)用程序。

　　啟動(dòng)多協(xié)議ZigBee和藍(lán)牙開(kāi)發(fā)的SDK

　　動(dòng)態(tài)多協(xié)議軟件允許用戶使用智能手機(jī)APP通過(guò)藍(lán)牙直接對(duì)Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署、更新、控制和監(jiān)控。該軟件還可以通過(guò)藍(lán)牙信標(biāo)擴(kuò)展基于Zigbee的可連接照明和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，更輕松地部署可擴(kuò)展的室內(nèi)基于位置的服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。通過(guò)向Zigbee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)添加低功耗藍(lán)牙功能，開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建更易部署、使用和更新的下一代IOT應(yīng)用。

　　可以預(yù)見(jiàn)，物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)是對(duì)于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的需求會(huì)越來(lái)越多，隨著藍(lán)牙5標(biāo)準(zhǔn)的頒布，Bluetoothmesh也成為智能家居、照明、信標(biāo)和資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用的理想選擇。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使能源設(shè)備，例如可連接燈等，可以部署到距離集線器或網(wǎng)關(guān)更遠(yuǎn)的地方。隨著每個(gè)燈的不斷部署，通信范圍增加了，這允許單個(gè)網(wǎng)關(guān)覆蓋區(qū)域遠(yuǎn)大于僅由星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓采w的區(qū)域。在零售營(yíng)銷和資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用中，Bluetoothmesh技術(shù)簡(jiǎn)化了信標(biāo)的部署和管理。通過(guò)將低功耗藍(lán)牙與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，新功能和新價(jià)值被引入到諸如可連接燈等設(shè)備，也可以用作信標(biāo)或信標(biāo)掃描儀。

　　總的來(lái)看，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)是可利用路由的多跳(multi-hop)通信功能來(lái)擴(kuò)展網(wǎng)關(guān)或移動(dòng)設(shè)備的連接范圍，降低設(shè)備傳輸間距并獲得更好的功耗，以單一子網(wǎng)支持100多項(xiàng)設(shè)備來(lái)提高系統(tǒng)規(guī)模，以自愈網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)點(diǎn)故障,來(lái)提高系統(tǒng)可靠性，利用設(shè)備之間的通信提供最佳的響應(yīng)能力。

　　SiliconLabs近期也推出了藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)整體解決方案。與現(xiàn)有的無(wú)線開(kāi)發(fā)工具和技術(shù)相比，SiliconLabs專利的網(wǎng)絡(luò)分析工具和智能手機(jī)Bluetooth網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的組合，使得IoT開(kāi)發(fā)人員縮短產(chǎn)品上市時(shí)間長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月。

　　藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)整體解決方案

　　陳雄基具體介紹說(shuō)，這個(gè)方案可以從各種SiliconLabs認(rèn)證的無(wú)線模塊和SoC中選擇合適型號(hào)，包括世界上最小的Bluetooth系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)模塊(BGM11S)和最新的EFR32BG13BlueGeckoSoC解決方案。內(nèi)部集成天線的模塊提供了一種快速、經(jīng)濟(jì)的方法去設(shè)計(jì)Bluetooth網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。而B(niǎo)lueGeckoSoC提供了大量的內(nèi)存選項(xiàng)來(lái)支持空中(OTA)更新以及高級(jí)功能，例如硬件安全加速、電容感應(yīng)、低功耗傳感器接口和增強(qiáng)的RF性能。

　　SiliconLabs為智能手機(jī)提供的移動(dòng)應(yīng)用程序允許設(shè)計(jì)人員使用商業(yè)支持的Bluetooth網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)庫(kù)和源代碼來(lái)驗(yàn)證基于Bluetooth網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的操作，可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。

　　利用SiliconLabs的SimplicityStudio軟件工具優(yōu)化網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計(jì)，這包括專利技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)分析和數(shù)據(jù)包跟蹤技術(shù)、能耗分析和可視化應(yīng)用配置。SiliconLabs無(wú)線SoC和模塊產(chǎn)品系列的軟件兼容性實(shí)現(xiàn)廣泛的軟件重用、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間并降低成本。

　　陳雄基也為記者展示了一個(gè)利用多協(xié)議設(shè)備改善家庭自動(dòng)化的案例，例如通過(guò)智能手機(jī)，用戶可以利用藍(lán)牙連接發(fā)送信息直接打開(kāi)門鎖，門鎖利用Zigbee解鎖并發(fā)送信息打開(kāi)客廳燈并調(diào)節(jié)燈光，同時(shí)臥室燈也可以發(fā)送信息到電話并利用藍(lán)牙信號(hào)開(kāi)燈。

　　利用多協(xié)議設(shè)備改善家庭自動(dòng)化體驗(yàn)