Dust Networks 拓展工業(yè)無(wú)線(xiàn)以外的領(lǐng)域

在工業(yè)應用中，Dust Networks 取得了對于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò ) (WSN) 技術(shù)領(lǐng)域的主導地位。Dust Networks 宣布推出一個(gè)新的產(chǎn)品線(xiàn)，該產(chǎn)品線(xiàn)保留了該公司工業(yè)產(chǎn)品的主要特性，但同時(shí)面向商業(yè)和工業(yè)應用，以將其市場(chǎng)領(lǐng)導地位擴展到工業(yè)以外的領(lǐng)域。Dust Networks 現為凌力爾特公司的一個(gè)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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。ZigBee、IEC62591 (WirelessHART)、ISA100 和其他的傳感器網(wǎng)絡(luò )標準均采用了此項技術(shù)。“15.4”的初始版本是充當一個(gè)面向低功率、低數據速率傳感器 (其只需使用一個(gè)小電池即可運作) 的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。該觀(guān)點(diǎn)的另一個(gè)方面是：這些設備太無(wú)足輕重了，根本無(wú)力支持定義互聯(lián)網(wǎng)的 TCP/IP 協(xié)議。從那以后，最初觀(guān)點(diǎn)的這兩個(gè)方面都已經(jīng)發(fā)生了改變。如今，許多采用 15.4 的應用已可使用豐富的電力 (例如：智能計量)。此外，現在還可以直接在 15.4 網(wǎng)絡(luò )上運用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議族 (IPv6)。

然而在功率受限的應用中，電池壽命仍然是一個(gè)重大的問(wèn)題。為幫助應對該問(wèn)題，15.4 無(wú)線(xiàn)標準目前采用了一種被稱(chēng)為 TSMP (時(shí)間同步化網(wǎng)格協(xié)議) 的技術(shù)。通過(guò)使喚醒 / 睡眠周期同步 (這樣設備僅于存在主動(dòng)通信時(shí)才被“喚醒”和消耗電能)，TSMP 可節省設備所用電池的電能。

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

TSMP 是由 Dust Networks 在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò ) (WSN) 研究的早期開(kāi)發(fā)的，當時(shí)還沒(méi)有相關(guān)的標準。Dust Networks 在 2011 年 12 月被凌力爾特公司收購。Dust 的目標是創(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低的。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(gè)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)行補償。

Dust Networks 認為：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(gè)高度智能的網(wǎng)絡(luò )管理器。該公司的架構將有源網(wǎng)絡(luò )管理器的復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 )的主節點(diǎn)。網(wǎng)關(guān)包含一臺功能強大的計算機和一個(gè)硬連線(xiàn)電源，故能處理計算方面的“重任”，從而可簡(jiǎn)化傳感器節點(diǎn) (并降低其對功率的需求)。

Dust Networks 運用長(cháng)電池壽命與可靠傳遞的這種組合實(shí)現了其首批產(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)的標準。隨著(zhù)時(shí)間的推移，Dust 成為了工業(yè)領(lǐng)域的明顯贏(yíng)家，其保持了與主要 OEM 的供應商關(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 的認可。

最終，TSMP 技術(shù)成為了傳感器網(wǎng)絡(luò )標準的一部分。Dust 繼續提升其網(wǎng)絡(luò )管理能力，同時(shí)還為降低其產(chǎn)品的芯片級功耗積極地開(kāi)展工作。Dust 從未單純地將其自身視為一家軟件公司。Dust 一個(gè)隱含的與眾不同之處是這家公司擁有開(kāi)發(fā)和管理芯片級設計的能力。的確，該公司與無(wú)晶圓廠(chǎng)的半導體公司是最為相似的。正因為如此，Dust 通過(guò)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(cháng)了需要此類(lèi)產(chǎn)品之工業(yè)應用中的電池壽命，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)應用以外的領(lǐng)域

IPv6 與傳感器網(wǎng)絡(luò )的結合形成了開(kāi)發(fā)的轉折點(diǎn)，進(jìn)而開(kāi)辟了巨大的新可能性。傳感器網(wǎng)絡(luò )的運作之前一直被設想為無(wú)需 TCP/IP 協(xié)議族，這一點(diǎn)成為了一項重大的責任。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)已成熟和標準化。當 IPv6 技術(shù)可融入傳感器網(wǎng)絡(luò )時(shí) (該組合被稱(chēng)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(shí)刻將整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò )界送回到了發(fā)掘新應用的階段。

Dust Networks 立刻認識到了這一發(fā)展的重要性。在 2011 年，該公司的計劃中出現了第三代產(chǎn)品線(xiàn)，此產(chǎn)品線(xiàn)專(zhuān)為在利用 IP 之新能力的同時(shí)保持 Dust 老產(chǎn)品之優(yōu)勢而設計。Dust 將這個(gè)新的產(chǎn)品線(xiàn) (稱(chēng)為“SmartMesh IP”) 視作一個(gè)可把 Dust主導工業(yè)無(wú)線(xiàn)傳感器領(lǐng)域的完美優(yōu)勢擴展到商業(yè)市場(chǎng)的平臺。

Dust 在該新產(chǎn)品線(xiàn)中做出了重大的變革，同時(shí)著(zhù)意地保持了幾個(gè)方面。該產(chǎn)品線(xiàn)包括一款新的 Eterna 802.15.4e 片上系統產(chǎn)品。這里，最顯著(zhù)的差異是這款新產(chǎn)品使用了一個(gè)功能強大的低功率 ARM Cortex-M3 處理器。早期 Dust 產(chǎn)品的內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，甚至包括傳感器節點(diǎn)本身上的應用。一個(gè)很大的不同點(diǎn)是，盡管該產(chǎn)品是為任意類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )而設計的，但其支持的首個(gè)網(wǎng)絡(luò )堆棧卻是 6LowPAN，而不是工業(yè)協(xié)議。