多协议无线连接与网状网络加速物联网应用落地

多协议无线连接与网状网络加速物联网应用落地

物联网作为电子行业最强的风向之一，已成不争的事实。在各种研究机构眼中，2020年物联网市场都将达到相当的量级。Speaker Labs预测到2020年，将有54亿个B2B物联网设备投入使用;Business Insider预测到2021年，物联网解决方案的总支出将达到6万亿美元;IHS预计到2020年，互联设备的数量将增长到307亿个……

此外，各种国内外巨头在物联网相关领域的投入上限不断被刷新。保守估计，2018年物联网连接的设备数量至少能够翻番，因此连接技术在推动物联网应用的过程中再次凸显其重要意义。

根据Gartner的最新数据，到2025年所有物联网连接中的72%将使用BLE 、WIFI和Zigbee等短距离传输技术，另外包含Sigfox、LoRa和NB-IoT等技术在内的低功耗广域覆盖网络，也将在2025年占据11%的物联网连接。与此同时，无线连接技术的面临着功耗、多协议、安全稳定性和可扩展性等问题也影响着物联网落地进程。

近日，Silicon Labs亚太区区域营销资深经理在深圳接受记者采访时也表示，2018年是物联网应用落地至关重要的一年，公司通过可应用于其SoC和模块产品的多无线协议软件和蓝牙Mesh产品等无线连接技术创新，来实现物联网技术整体布局及创新应用支持策略。

Silicon Labs亚太区区域营销资深经理

陈雄基一步分析到，Silicon Labs的WirelessGecko SoC为IoT应用提供了大量的连接选择，包括能够在2.4GHz和Sub-GHz频率上运行Thread、zigbee、BluetoothLow Energy、Bluetooth Mesh和许多专有协议，所有这些功能都可以在同一个无线SoC器件上实现。这些SoC也支持多协议运行，允许一台联网设备在运行时于不同协议之间的动态切换，从而给予应用开发人员极大的自由度去设计具有良好互操作性和连接性的设备。

新的动态多协议软件可同时在单一SoC上运行zigbee和低功耗蓝牙，汇集了这两种协议的关键应用优势。这种多协议解决方案可实现物联网（IoT）应用的高级功能，且不会带来双芯片架构的额外复杂性和硬件成本，从而将无线子系统物料清单（BOM）成本和尺寸降低达40%。

动态多协议软件一个重要特征就是可实时切换操作系统（PTI），该技术是早期Silicon Labs通过收购Micrium公司获取，PTI可对功能节点进行实时跟踪，支持Zigbee路由，蓝牙连接和蓝牙信标，在单一无线电的Zigbee和蓝牙通信上执行时间分隔，提供可配置的连接间隔以符合应用要求。

经Silicon Labs调度的动态多协议

 “开发者可以通过这个应用做更灵活的设计，也可以自己调节时间。我们也计划把这个OS放到下一代的SDK里面。” 陈雄基表示，开发者购买多节点入门工具包后，使用Simplicity Studio下载包含认证堆栈和示例代码的SDK，使用Visual Energy Profiler优化能耗，利用获得专利的数据包跟踪调试网络性能，启动及运行演示和移动应用程序。

启动多协议ZigBee和蓝牙开发的SDK

动态多协议软件允许用户使用智能手机APP通过蓝牙直接对Zigbee网状网络进行部署、更新、控制和监控。该软件还可以通过蓝牙信标扩展基于Zigbee的可连接照明和楼宇自动化系统，更轻松地部署可扩展的室内基于位置的服务基础设施。通过向Zigbee网状网络添加低功耗蓝牙功能，开发人员可以创建更易部署、使用和更新的下一代IOT应用。

可以预见，物联网的市场发展趋势是对于网状网络的需求会越来越多，随着蓝牙5标准的颁布，Bluetooth  mesh也成为智能家居、照明、信标和资产跟踪应用的理想选择。网状网络使能源设备，例如可连接灯等，可以部署到距离集线器或网关更远的地方。随着每个灯的不断部署，通信范围增加了，这允许单个网关覆盖区域远大于仅由星形网络拓扑覆盖的区域。在零售营销和资产跟踪应用中，Bluetooth mesh技术简化了信标的部署和管理。通过将低功耗蓝牙与网状网络相结合，新功能和新价值被引入到诸如可连接灯等设备，也可以用作信标或信标扫描仪。

总的来看，网状网络的优势是可利用路由的多跳(multi-hop)通信功能来扩展网关或移动设备的连接范围，降低设备传输间距并获得更好的功耗，以单一子网支持100多项设备来提高系统规模，以自愈网络解决节点故障,来提高系统可靠性，利用设备之间的通信提供最佳的响应能力。

Silicon Labs近期也推出了蓝牙网状网络整体解决方案。与现有的无线开发工具和技术相比，SiliconLabs专利的网络分析工具和智能手机Bluetooth网状网络协议栈的组合，使得IoT开发人员缩短产品上市时间长达六个月。

蓝牙网状网络整体解决方案

陈雄基具体介绍说，这个方案可以从各种SiliconLabs认证的无线模块和SoC中选择合适型号，包括世界上最小的Bluetooth系统级封装（SiP）模块（BGM11S）和最新的EFR32BG13 Blue Gecko SoC解决方案。内部集成天线的模块提供了一种快速、经济的方法去设计Bluetooth网状网络产品。而Blue Gecko SoC提供了大量的内存选项来支持空中（OTA）更新以及高级功能，例如硬件安全加速、电容感应、低功耗传感器接口和增强的RF性能。

SiliconLabs为智能手机提供的移动应用程序允许设计人员使用商业支持的Bluetooth网状网络库和源代码来验证基于Bluetooth网状网络实现的操作，可简化设计。

利用Silicon Labs的Simplicity Studio软件工具优化网状网络设备设计，这包括专利技术的网络分析和数据包跟踪技术、能耗分析和可视化应用配置。Silicon Labs无线SoC和模块产品系列的软件兼容性实现广泛的软件重用、减少开发时间并降低成本。

陈雄基也为记者展示了一个利用多协议设备改善家庭自动化的案例，例如通过智能手机，用户可以利用蓝牙连接发送信息直接打开门锁，门锁利用Zigbee解锁并发送信息打开客厅灯并调节灯光，同时卧室灯也可以发送信息到电话并利用蓝牙信号开灯。

利用多协议设备改善家庭自动化体验