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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