一起探索Wi-SUN无线传输技术的适用场景吧!

电水气热表计行业关注物联网技术应用的想必对nb-iot和lora并不陌生,两种物联网技术优缺点,适用领域和对应的应用场景分析也了解了不少。相信我们可以达成这个共识“没有最好的技术,只有最合适的技术!”。这也是这个分享的主题,今天介绍的主角是广域大规模物联网成员之wi-sun,一起探索wi-sun无线传输技术的适用场景吧!
首先,一个简单的“自我介绍” wi-sun(wireless smart ubiquitous network)技术基于ieee 802.15.4g、ieee 802和ietf ipv6标准的开放规范。wi-sun fan是一种网状网络协议,具有自组网功能和自我修复(self-healing)功能,网络中的每个设备都可以与相邻设备通信,讯息可以在网络中的每个节点之间进行非常长距离的跳转。
wi-sun传输技术的特性在于具备远程传输、安全性、可扩展性高、可互通、容易布建、mesh网状网络,加上耗电量低的特性(wi-sun模块的电池寿命有机会可以使用十年之久),被广泛应用在智能电表及家庭智能能源管理(hems)控制器等通讯装置,亦有利于打造广域大规模物联网。
wi-sun联盟成立于2012年,目前已有包括cisco思科、arm、ti德州仪器 、itron(全球最大自动读表厂商),以及濎通芯等全球250多家会员,共同推出了150多种wi-sun认证产品。目前wi-sun联盟会员们在全球已部署超过9500万个支持wi-sun的设备。因为能使智慧电表、智慧路灯等设备连接到一个公共网络上的特点,在公用事业和智能城市建设中被广泛应用。wi-sun联盟的使命是利用开放式全球标准ieee 802.15.4g,通过测试和认证计划提供强大的产品连接性,发展wi-sun生态系统,实现智能城市和智慧公用通信网路的互操作性。
图1 wi-sun是一种802.15.4g网状网络协议
联盟认证计划助推互联互通 wi-sun技术具备以下三大特性:互操作性(interoperability)、广泛性与可扩展性(ubiquitous & scalable)、安全性,这也是wi-sun联盟一直致力在做的。
从联盟成立之初,就一直致力于广域大规模物联网的自组网、自修复与互联互通,推动「智能公用事业网络(smart utility network)」逐渐走向「智能泛在网络(smart ubiquitous network)」。在2018年10月,wi-sun联盟更是推出户外局域网络(fan)互操作性认证计划,由独立第三方测试实验室的严格测试,验证企业产品设备是否符合ieee 802.15.4g并可以与其他供货商的设备进行交互操作。而通过认证的设备可用于国内外所有部署了wi-sun网络的智能城市、智能(智慧)公用事业和其他物联网项目。
另外基于ip的设备身份验证与加密通信技术保证网络的安全性。而数以千万计可靠连接的端点证明基于wi-sun的物联网mesh网络能够实现许多物联网客户需求的广泛性和可扩展性。
图2 wi-sun fan认证产品的互操作性
表1 wi-sun技术介绍&与lorawan、nb-iot技术比较表
家庭、户外--两大应用领域
wi-sun技术分别应用在两个领域:家庭局域网络(home area network, han)和户外局域网络(field area network, fan):
家庭局域网络
当智能电表应用wi-sun通讯技术,消费者可透过家庭智能能源管理(home energy management system, hems)控制器搭配专属app查看家中产品用电信息及电费预算设定;另一方面,对于电力公司则可以精准分析用电量并主动优化能源管控,二者皆达到节能效果。智慧城市可以利用先进的计量基础设施(ami)或街道照明网络提供的现有无线通信基础设施,以实现其他应用,如智能交通信号、公共交通标志、智能停车场、电动汽车充电站等。
户外局域网络
fan的应用主要面向于大型场域中的设施,如智慧电网、智慧路灯等,让公共设施联机到相同场域网络并实现互操作性。
图3 wi-sun技术两大领域:家庭局域网络和户外局域网络
应用案例介绍 因应电力自由化趋势,日本于2013年采纳wi-sun标准的ieee 802.15.4g为b route(智能电表与家庭能源管理系统(hems)之界接路径)无线通信技术标准。
wi-sun通讯协议在日本政府的推广之下,逐渐导入至智能电表应用之中,近期更将应用拓展至智能家庭领域之中。由于该联机技术传输距离远、省电等特性,有望在智慧家庭领域大显身手。
随着wi-sun技术在日本区域市场的渗透率逐渐提升,该模块单价竞争力也将逐渐提升,有望在2022年前与蓝牙、wi-fi抗衡,成为重要的通用通讯协议。
濎通芯携wi-sun亮相! 濎通芯研发团队经过多年的研发积累与迭代,完全掌握wi-sun技术特点,提供高性能、低功耗的无线收发器及mcu,产品具有最佳灵敏度、选择性、相邻通道抑制,抗阻断,符合802.15.4g标准,且产品已通过wi-sun联盟认证和fan认证。
濎通芯的wi-sun产品线vc7300系列主要技术可长距离传输,同时具备严密的信息安全防护机制,讯息绝不外泄。此外,vc7300系列消耗功率低,睡眠模式下功率消耗小于 2.5ua,并入在物联网设计中,电池寿命可长达 10 年。并能与其他wi-sun fan认证设备实现连接和交互操作,应用领域包括计量表、路灯、智能城市、公用事业和物联网网络中的传感器等。
濎通芯在海兴杭州办公区域部署1000个wi-sun节点的网状网络,并成功展示了非常短的组网时间、自适应能力、稳健的数据收集和可靠的远程韧体升级,协助客户以wi-sun通信方案来开发智慧电网与物联网相关产品。

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