Dust Networks 拓展工業(yè)無線以外的領(lǐng)域

在工業(yè)應(yīng)用中，Dust Networks 取得了對于無線傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN) 技術(shù)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。Dust Networks 宣布推出一個新的產(chǎn)品線，該產(chǎn)品線保留了該公司工業(yè)產(chǎn)品的主要特性，但同時面向商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用，以將其市場領(lǐng)導(dǎo)地位擴(kuò)展到工業(yè)以外的領(lǐng)域。Dust Networks 現(xiàn)為凌力爾特公司的一個產(chǎn)品組，其于 2011 年被后者收購。

概要

處在“物聯(lián)網(wǎng) (Internet of Things)”核心的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種被命名為“IEEE 802.15.4”的低功率無線網(wǎng)絡(luò)。ZigBee、IEC62591 (WirelessHART)、ISA100 和其他的傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)均采用了此項技術(shù)。“15.4”的初始版本是充當(dāng)一個面向低功率、低數(shù)據(jù)速率傳感器 (其只需使用一個小電池即可運(yùn)作) 的無線網(wǎng)絡(luò)。該觀點(diǎn)的另一個方面是：這些設(shè)備太無足輕重了，根本無力支持定義互聯(lián)網(wǎng)的 TCP/IP 協(xié)議。從那以后，最初觀點(diǎn)的這兩個方面都已經(jīng)發(fā)生了改變。如今，許多采用 15.4 的應(yīng)用已可使用豐富的電力 (例如：智能計量)。此外，現(xiàn)在還可以直接在 15.4 網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族 (IPv6)。

然而在功率受限的應(yīng)用中，電池壽命仍然是一個重大的問題。為幫助應(yīng)對該問題，15.4 無線標(biāo)準(zhǔn)目前采用了一種被稱為 TSMP (時間同步化網(wǎng)格協(xié)議) 的技術(shù)。通過使喚醒 / 睡眠周期同步 (這樣設(shè)備僅于存在主動通信時才被“喚醒”和消耗電能)，TSMP 可節(jié)省設(shè)備所用電池的電能。

Dust Networks 在低功率工業(yè)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域里的表現(xiàn)

TSMP 是由 Dust Networks 在無線傳感器網(wǎng)絡(luò) (WSN) 研究的早期開發(fā)的，當(dāng)時還沒有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。Dust Networks 在 2011 年 12 月被凌力爾特公司收購。Dust 的目標(biāo)是創(chuàng)建一種兼具低功耗和“可靠傳遞”特性的傳感器網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的 IT 網(wǎng)絡(luò)不同，在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，任何單一點(diǎn)對點(diǎn)連接的可靠性都是相當(dāng)?shù)偷?。為了使傳感器信息的端到端傳遞高度可靠，傳感器網(wǎng)絡(luò)作為一個整體必須對點(diǎn)對點(diǎn)連通性不可避免的周期性喪失進(jìn)行補(bǔ)償。

Dust Networks 認(rèn)為：給作為整體的傳感器網(wǎng)絡(luò)增添智能的最佳方法是使用一個高度智能的網(wǎng)絡(luò)管理器。該公司的架構(gòu)將有源網(wǎng)絡(luò)管理器的復(fù)雜性集中在傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)，即傳感器網(wǎng)絡(luò)的主節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)包含一臺功能強(qiáng)大的計算機(jī)和一個硬連線電源，故能處理計算方面的“重任”，從而可簡化傳感器節(jié)點(diǎn) (并降低其對功率的需求)。

Dust Networks 運(yùn)用長電池壽命與可靠傳遞的這種組合實現(xiàn)了其首批產(chǎn)品的差異化。這些特性源于 TSMP 和上佳的網(wǎng)絡(luò)管理。主要的工業(yè) OEM 將 Dust 產(chǎn)品作為評判其他傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。隨著時間的推移，Dust 成為了工業(yè)領(lǐng)域的明顯贏家，其保持了與主要 OEM 的供應(yīng)商關(guān)系，這包括 Emerson 和 GE。與其在傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的很多競爭對手不同，Dust 的產(chǎn)品獲得了工業(yè) OEM 的認(rèn)可。

最終，TSMP 技術(shù)成為了傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的一部分。Dust 繼續(xù)提升其網(wǎng)絡(luò)管理能力，同時還為降低其產(chǎn)品的芯片級功耗積極地開展工作。Dust 從未單純地將其自身視為一家軟件公司。Dust 一個隱含的與眾不同之處是這家公司擁有開發(fā)和管理芯片級設(shè)計的能力。的確，該公司與無晶圓廠的半導(dǎo)體公司是最為相似的。正因為如此，Dust 通過努力推出在芯片級上引入了功率優(yōu)化的第二代產(chǎn)品。發(fā)表于 2007 年的這第二代產(chǎn)品其功率級相比于其所替代的產(chǎn)品低了 50% 左右，從而進(jìn)一步延長了需要此類產(chǎn)品之工業(yè)應(yīng)用中的電池壽命，并鞏固了 Dust 在工業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

傳感器網(wǎng)絡(luò)觸及到了工業(yè)應(yīng)用以外的領(lǐng)域

IPv6 與傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合形成了開發(fā)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)而開辟了巨大的新可能性。傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作之前一直被設(shè)想為無需 TCP/IP 協(xié)議族，這一點(diǎn)成為了一項重大的責(zé)任。例如，在 ZigBee 初始計劃中消耗的許多資源均以為 15.4 網(wǎng)絡(luò)重新確立服務(wù)而告終，而同等的東西在 TCP/IP 領(lǐng)域中則是業(yè)已成熟和標(biāo)準(zhǔn)化。當(dāng) IPv6 技術(shù)可融入傳感器網(wǎng)絡(luò)時 (該組合被稱為“6LowPAN”)，得到廣泛使用的 TCP/IP 協(xié)議族即成為傳感器網(wǎng)絡(luò)可用技術(shù)的一部分。這種“頓悟”時刻將整個傳感器網(wǎng)絡(luò)界送回到了發(fā)掘新應(yīng)用的階段。

Dust Networks 立刻認(rèn)識到了這一發(fā)展的重要性。在 2011 年，該公司的計劃中出現(xiàn)了第三代產(chǎn)品線，此產(chǎn)品線專為在利用 IP 之新能力的同時保持 Dust 老產(chǎn)品之優(yōu)勢而設(shè)計。Dust 將這個新的產(chǎn)品線 (稱為“SmartMesh IP”) 視作一個可把 Dust主導(dǎo)工業(yè)無線傳感器領(lǐng)域的完美優(yōu)勢擴(kuò)展到商業(yè)市場的平臺。

Dust 在該新產(chǎn)品線中做出了重大的變革，同時著意地保持了幾個方面。該產(chǎn)品線包括一款新的 Eterna 802.15.4e 片上系統(tǒng)產(chǎn)品。這里，最顯著的差異是這款新產(chǎn)品使用了一個功能強(qiáng)大的低功率 ARM Cortex-M3 處理器。早期 Dust 產(chǎn)品的內(nèi)置處理能力要低得多，適用于其有限的功能范圍。與此相反，基于 IP 的傳感器網(wǎng)絡(luò)要求支持多種協(xié)議，甚至包括傳感器節(jié)點(diǎn)本身上的應(yīng)用。一個很大的不同點(diǎn)是，盡管該產(chǎn)品是為任意類型的網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的，但其支持的首個網(wǎng)絡(luò)堆棧卻是 6LowPAN，而不是工業(yè)協(xié)議。[!--empirenews.page--]

那么保留了哪些特性呢? 其一就是保持了超低功耗。Dust 再度運(yùn)用其內(nèi)部的設(shè)計專長開發(fā)了一款在功率用量指標(biāo)方面可進(jìn)一步超越商品化芯片組的產(chǎn)品。Dust 的“智能網(wǎng)絡(luò)管理”是與其早期成功有關(guān)的另一條共同主線。最后，這些新產(chǎn)品仍然使用了 TSMP 技術(shù)。不過，新的 TSMP 實施方案將遵循最新 IEEE 802 標(biāo)準(zhǔn) (15.4e) 中的規(guī)定。

WSN 的未來前景

ARC Advisory Group (ARC) 相信，工業(yè)無線傳感市場將以中等大的兩位數(shù)速率快速成長。采用諸如 IEC62591 等國際標(biāo)準(zhǔn)并得到主要供應(yīng)商支持的成熟產(chǎn)品將推動 WSN 在工業(yè)應(yīng)用中的普及。ARC 認(rèn)為，IEC62591 設(shè)備目前是該市場的主宰，而且 Dust 很可能仍然是這一領(lǐng)域中最佳技術(shù)的提供者。

在工業(yè)應(yīng)用以外，在源于采納 TCP/IP 協(xié)議而產(chǎn)生巨大優(yōu)勢的驅(qū)動之下，WSN 市場將邁向 IP 或 6LowPAN。然而，在需要進(jìn)行無人照管操作以支持總擁有成本 (TCO) 要求的長壽命和較高價值應(yīng)用中，對于超低功率運(yùn)作的需求仍將是一項重要的考慮。隨著其新型 SmartMesh IP 產(chǎn)品的加盟，Dust Networks 采取的基本策略是：服務(wù)于那些性能要求高于商品化 WSN 產(chǎn)品所能實現(xiàn)之水平的應(yīng)用。ARC 預(yù)計商業(yè) OEM 將“獲得”這一價值主張，而所采用的方式與工業(yè) OEM 欣然接受 Dust 的早期技術(shù)是相同的。