像送快递一样传输无线数据

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像送快递一样传输无线数据 [复制链接]

作为物联网主要接入方式，无线连接越来越普及，但与有线连接相比，无线接入方案在安全、实时、可靠与功耗等方面均面临更严峻的考验。

工业应用对于可靠性与实时性的要求更高，所以一些无线技术并不适用于工业领域。以连接可靠性为例，99%的可靠性，在一年就会造成3.65天的计划外停机时间。凌力尔特（Linear Technology）Dust Networks产品部产品市场经理 Ross Yu表示，半天的通信中断足以激怒工业用户，如果一年内出现两次半天通信中断，即便工程师在现场解决了问题，也极有可能丢掉该用户。

除了可靠性，网络规模（可接入最大节点数）、实时性、低功耗以及易用性对于工业应用都非常重要。凌力尔特的SmartMesh无线传感网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）技术，针对工业物联网应用做了很多优化，通过集中管理及限时切跳（Time Slotted Channel Hopping，简称TSCH） 功能，SmartMesh实现了多点路由，从而保证通信的可靠性与实时性。

多点路由

也称多路径（Path Diversity）

“作为智能无线网络产品，SmartMesh IP主要针对传感器采集等数据量不大的工业应用。SmartMesh有一个重要的概念是时间同步，”凌力尔特高级应用工程师宁强告诉与非网记者，SmartMesh网络架构采用集中式管理，每组网络中的管理者（Manager）对于该网络内的每一个节点定期对时。管理者对每一个节点的访问处理时间都是确定长度（每一个节点获得的访问处理时间即称为时间片），“每一个时间片里，一个节点到管理者或者另一个节点之间的通信过程采用什么样的频率，分配多少时间，都是由管理者来决定的，有了这样集中式的管理，当一个节点与管理者之间的通信被干扰或遇到故障时，就可以通过跳频的方式，或者经由另外一条管理者指定的路径，将数据传输回来。”

宁强表示，SmartMesh的每一个节点都可以作为路由，但无论是下行（由管理者传至节点）还是上行（由节点传至管理者），数据通道路径及其特性都由管理者事先确定，而非由节点来选择。集中管理的好处之一就是时延是确定的，宁强说：“评估下来，SmartMesh的传输延迟为秒级。”

与消费类应用不同，在开放与安全之间，工业应用更倾向与选择安全，SmartMesh方案也是如此。凌力尔特的SmartMesh方案并不单纯提供芯片，而是一整套完整的封闭方案，所有与SmartMesh网络相关的软件都由凌力尔特提供。

“SmartMesh开放给用户的只有UART口（串口）及ADC，除此之外就没有其他资源可供用户配置了。用户只能通过UART把要传送的数据发过来，SmartMesh系统自己打包，自己发送，自己去找路径。”宁强打了个比喻，“SmartMesh就类似于快递公司，把东西交给快递公司以后，用户就不用操心后续如何操作，在限定时间内，快递公司一定将货物运到目的地。”

SmartMesh网络支持的最大节点数超过万个（宁强表示，单个管理者最大支持100个节点，超过100个节点要采用层级接入的方法拓展）；产品连接可靠性超过99.999%，换算过来就是一年工作时间只有不到10分钟的意外停机；而且针对工业应用环境恶劣的特点，SmartMesh非常努力地优化了功耗。Dust Networks产品部总裁Joy Weiss在几年前接受媒体采访时就表示，在设计之初，SmartMesh网络技术就重点考虑了无插座（只有电池供电）应用场景，电池供电可以支撑系统运行十年以上的时间。

据凌力尔特的数据，全球超过120多个国家部署了6万例以上的SmartMesh无线网络，所以SmartMesh这个“快递公司”，已经得到了越来越多工业用户的青睐。