五大無線技術互融互通主流協議方向分析

http://www.epikco.com 2016年01月11日        

近年來隨著物聯網,車聯網,工業互聯網,智能家居以及可穿戴設備的熱炒,人們越發感覺的到無線連接技術的重要性。根據本身特性的不同,WiFi、藍牙與ZigBee等多個無線技術在市場上找到了適合自己的應用領域,但是從消費者的角度來說,他們希望所有使用無線技術的設備都能夠實現無縫連接,爲自己的生活帶來更多便利。這也促成了無線技術正向著相互融合的趨勢不斷發展,諸如藍牙和WiFi,RFID與3G等技術的搭配,爲各類終端設備的連接提供了豐富多樣的解決方案。
  
  從各種聯盟、科研機構到各大芯片廠商、設備廠商,都在努力推舉出一款即有利于自身發展,又能更廣泛被其他廠商所接受、支持的技術協議。無線技術融合應用,其標准協議勢必也要實現統一融合。不久前藍牙大會上宣布藍牙4.2將兼容Wi-Fi,到之前高通宣布加入Thread聯盟,引發AllSeen與Thread合作猜想,以及Wi-Fi聯盟發布臨近感知技術Wi-FiAware、Wi-FiDirect,和藍牙Beacon技術的興起,物聯網連接技術正經曆著從諸侯征戰到一統天下中最激烈的時期。
  
  物聯網涉及近距、遠距,以及各種創新應用,對自組網、鄰近感知、P2P傳輸、支持IPv6等方面提出需求,推動了無線技術的不斷出新。新的無線技術也使物聯網應用的形式更加多樣化,從工業應用、智能家居,到支付、零售、社交、交通等等,幾乎涵蓋生産、生活的方方面面。
  
  下面我們將從應用和技術架構兩個方面,比較AllJoyn和ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi、Thread幾種主流協議的發展情況。
  
  Wi-Fi:向點對點直連和臨近感知演進
  
  Wi-Fi是目前所有無線技術中具有最廣泛應用基礎的一支,傳輸距離長,傳輸速度高,但功耗大、組網差一直是其進入物聯網的一道門坎。在芯片廠商推出低功耗Wi-Fi的同時,Wi-Fi聯盟也先後推出了Wi-FiDirect和Wi-FiAware標准,提供一對一連接功能。
  
  Wi-FiDirect是Wi-Fi聯盟2010年發布的一項標准,允許無線網絡中的設備無需通過無線路由器即可相互連接,支持一對一直連,並支持所有Wi-Fi設備,從11a/b/g至11n。它與藍牙技術點對點類似,但在傳輸速度與傳輸距離方面則效果更好,缺點是耗電量仍較藍牙高。可以讓兩個兼容該標准的設備快速連接到一起,進行圖片和視頻的分享。
  
  而今年推出的Wi-FiAware技術,則更針對物聯網應用。在不具備無線網路連接的環境之下,它可探索鄰近位置的其他設備、應用程序或相關資訊,並擁有低耗能、永遠在線、在地即時、多元應用等特性,類似藍牙Beacon。
  
  ZigBee:向IPv6的IP組網和應用協議融合演進
  
  ZigBee具有低複雜度、自組網、高安全性、低功耗等特點,在智能家居領域一直備受青睐。今年其發布了ZigBee3.0,全面統整此前ZigBeePro應用規格,包含家庭自動化、建築物自動化、LED照明、醫療看護、零售、智慧能源(600869,股吧)等各個方面。ZigBee聯盟和另外一個重要的IoT技術聯盟Thread Group也將就Thread網絡上應用ZigBee應用層協議進行磋商。
  
  藍牙:向提高速率和1對多傳輸演進
  
  藍牙從1.0版本升級到最新的4.2版本,加強了物聯網,特別是家居的應用特性,支持基于IPv6協議的低功耗無線個人局域網技術,低功耗下傳輸速率大幅提升,無需現有硬件進行更新,只需固件升級即可支持。另一方面藍牙推出的SmartMesh技術實現了標准化的Mesh網絡功能,完善了組網差的不足。
  
  藍牙Beacon鎖定室內近距離感知應用上,包括室內導航、移動支付、店內導購、人流分析等。通過低功耗藍牙技術,Beacon基站創建一個信號區域,設備進入該區域時,相應的應用程序就會提示用戶是否需要接入這個信號網絡。Beacon基站內有加速度計、閃存、ARM架構處理器及藍牙模塊,其功耗極低,一顆巨口電池可爲基站提供約2年左右續航時間。
  
  Thread:欲打通多個協議
  
  新興的Thread聯盟是由谷歌旗下NEST發起的一個物聯網聯盟,Thread標准是基于ZigBee基礎組件改造的一種衍生協議,不久前也公布了1.0版,該聯盟表示,Thread是網絡層協議,與應用層無關,它是被設計爲與不同的應用層協議一起工作或是提供支持。未來Thread或許與AllSeen聯盟有合作機會。但Thread門檻較高,除ZigBee外,底層協議(802.15.4)與Wi-Fi(802.11b)和藍牙(802.15.1)不同,需要設備更換芯片。
  
  AllJoyn:屬于軟件框架,在應用層實現互聯互通
  
  AllSeen聯盟是Linux基金會下的一個協作項目組織( 本站微信),旨在推動物聯網應用與創新的跨行業聯盟。AllJoyn是高通主導的一個開源項目,主要用于近距離無線傳輸,通過Wi-Fi或藍牙技術,定位和點對點文件傳輸,2013年捐給AllSeen聯盟。高通作爲AllSeen聯盟重要成員,在物聯網上不斷加緊布局。在前段時間舉辦的“智造萬物物聯未來”的創客研討會上,高通聯合AllSeen聯盟主席薛國棟,先後介紹了高通最新智能連接解決方案——集成了AllJoyn軟件框架的QCA401XWi-Fi片上系統,以及AllJoyn開放源架構。
  
  AllJoyn是一個獨立于操作系統、開發語言、通信協議的開放源碼的軟件框架。它適用于Microsoft Windows、Linux、iOS和Android等所有HLOS高級操作系統,以及各種內存和處理能力極度受限的嵌入式RTOS操作系統,解決了異構分布式系統中的難題,被稱作是“中性平台”。
  
  AllJoyn的特點在于其開源的靈活性,以及處于應用層,與傳輸層無關。AllJoyn框架運行在本地網絡上,無需通過雲對身邊設備進行連接,保證應用程序和設備互相交談時,直接、快速、高效、安全,即便沒有互聯網連接的情況下,設備之間也能互聯互通;在遠程需要與雲連接時,通過AllJoyn網關代理連接到互聯網,減少連接到互聯網上的設備數量。AllJoyn物理層支持Wi-Fi、Thread、PLC、以太網、藍牙,解決了Wi-Fi的自組網問題,後期可能還會擴展更多其他協議,是否真的能在應用層一統江山,讓人拭目以待。物聯網面臨的問題:隨著智能家電、智能硬件産品越來越多,設備間不能互相互聯,將導致每個設備都要在手機上裝一個APP,並對應一個設備雲。這樣科技不但沒將生活簡易化,反而增加了新的複雜性,且無法方便地建立豐富的場景。而跨品牌、種類、操作系統的設備無法互通也不能充分體現物聯智能。
  
  定義用戶體驗的應用層、可交互操作的跨平台模塊和定義設備間通用接口的服務框架層、爲設備提供發現和連接能力的核心庫層。
文章鏈接:中國安防展覽網 http://www.afzhan.com/news/detail/42159.html

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