在工業(yè)應用中，Dust Networks 取得了對于無線傳感器網(wǎng)絡 (WSN) 技術(shù)領(lǐng)域的主導地位。Dust Networks 宣布推出一個新的產(chǎn)品線，該產(chǎn)品線保留了該公司工業(yè)產(chǎn)品的主要特性，但同時面向商業(yè)和工業(yè)應用，以將其市場領(lǐng)導地位擴展到工業(yè)以外的領(lǐng)域。Dust Networks 現(xiàn)為凌力爾特公司的一個產(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)絡技術(shù)是一種被命名為“IEEE 802.15.4”的低功率無線網(wǎng)絡。ZigBee、IEC62591 (WirelessHART)、ISA100 和其他的傳感器網(wǎng)絡標準均采用了此項技術(shù)。“15.4”的初始版本是充當一個面向低功率、低數(shù)據(jù)速率傳感器 (其只需使用一個小電池即可運作) 的無線網(wǎng)絡。該觀點的另一個方面是：這些設備太無足輕重了，根本無力支持定義互聯(lián)網(wǎng)的 TCP/IP 協(xié)議。從那以后，最初觀點的這兩個方面都已經(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(xiàn)在還可以直接在 15.4 網(wǎng)絡上運用互聯(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重大的問題。為幫助應對該問題，15.4 無線標準目前采用了一種被稱為 TSMP (時間同步化網(wǎng)格協(xié)議) 的技術(shù)。通過使喚醒 / 睡眠周期同步 (這樣設備僅于存在主動通信時才被“喚醒”和消耗電能)，TSMP 可節(jié)省設備所用電池的電能。

Dust Networks 在低功率工業(yè)網(wǎng)絡領(lǐng)域里的表現(xiàn)

TSMP 是由 Dust Networks 在無線傳感器網(wǎng)絡 (WSN) 研究的早期開發(fā)的，當時還沒有相關(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。與傳統(tǒng)的 IT 網(wǎng)絡不同，在傳感器網(wǎng)絡中，任何單一點對點連接的可靠性都是相當?shù)偷?。為了使傳感器信息的端到端傳遞高度可靠，傳感器網(wǎng)絡作為一個整體必須對點對點連通性不可避免的周期性喪失進行補償。

Dust Networks 認為：給作為整體的傳感器網(wǎng)絡增添智能的最佳方法是使用一個高度智能的網(wǎng)絡管理器。該公司的架構(gòu)將有源網(wǎng)絡管理器的復雜性集中在傳感器網(wǎng)絡的網(wǎng)關(guān)，即傳感器網(wǎng)絡的主節(jié)點。網(wǎng)關(guān)包含一臺功能強大的計算機和一個硬連線電源，故能處理計算方面的“重任”，從而可簡化傳感器節(jié)點 (并降低其對功率的需求)。

Dust Networks 運用長電池壽命與可靠傳遞的這種組合實現(xiàn)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)絡技術(shù)的標準。隨著時間的推移，Dust 成為了工業(yè)領(lǐng)域的明顯贏家，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)絡標準的一部分。Dust 繼續(xù)提升其網(wǎng)絡管理能力，同時還為降低其產(chǎn)品的芯片級功耗積極地開展工作。Dust 從未單純地將其自身視為一家軟件公司。Dust 一個隱含的與眾不同之處是這家公司擁有開發(fā)和管理芯片級設計的能力。的確，該公司與無晶圓廠的半導體公司是最為相似的。正因為如此，Dust 通過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，從而進一步延長了需要此類產(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)絡觸及到了工業(yè)應用以外的領(lǐng)域

IPv6 與傳感器網(wǎng)絡的結(jié)合形成了開發(fā)的轉(zhuǎn)折點，進而開辟了巨大的新可能性。傳感器網(wǎng)絡的運作之前一直被設想為無需 TCP/IP 協(xié)議族，這一點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)絡重新確立服務而告終，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)絡時 (該組合被稱為“6LowPAN”)，得到廣泛使用的 TCP/IP 協(xié)議族即成為傳感器網(wǎng)絡可用技術(shù)的一部分。這種“頓悟”時刻將整個傳感器網(wǎng)絡界送回到了發(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(xiàn)了第三代產(chǎn)品線，此產(chǎn)品線專為在利用 IP 之新能力的同時保持 Dust 老產(chǎn)品之優(yōu)勢而設計。Dust 將這個新的產(chǎn)品線 (稱為“SmartMesh IP”) 視作一個可把 Dust主導工業(yè)無線傳感器領(lǐng)域的完美優(yōu)勢擴展到商業(yè)市場的平臺。

Dust 在該新產(chǎn)品線中做出了重大的變革，同時著意地保持了幾個方面。該產(chǎn)品線包括一款新的 Eterna 802.15.4e 片上系統(tǒng)產(chǎn)品。這里，最顯著的差異是這款新產(chǎn)品使用了一個功能強大的低功率 ARM Cortex-M3 處理器。早期 Dust 產(chǎn)品的內(nèi)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)絡要求支持多種協(xié)議，甚至包括傳感器節(jié)點本身上的應用。一個很大的不同點是，盡管該產(chǎn)品是為任意類型的網(wǎng)絡而設計的，但其支持的首個網(wǎng)絡堆棧卻是 6LowPAN，而不是工業(yè)協(xié)議。[!--empirenews.page--]

那么保留了哪些特性呢? 其一就是保持了超低功耗。Dust 再度運用其內(nèi)部的設計專長開發(fā)了一款在功率用量指標方面可進一步超越商品化芯片組的產(chǎn)品。Dust 的“智能網(wǎng)絡管理”是與其早期成功有關(guān)的另一條共同主線。最后，這些新產(chǎn)品仍然使用了 TSMP 技術(shù)。不過，新的 TSMP 實施方案將遵循最新 IEEE 802 標準 (15.4e) 中的規(guī)定。

WSN 的未來前景

ARC Advisory Group (ARC) 相信，工業(yè)無線傳感市場將以中等大的兩位數(shù)速率快速成長。采用諸如 IEC62591 等國際標準并得到主要供應商支持的成熟產(chǎn)品將推動 WSN 在工業(yè)應用中的普及。ARC 認為，IEC62591 設備目前是該市場的主宰，而且 Dust 很可能仍然是這一領(lǐng)域中最佳技術(shù)的提供者。

在工業(yè)應用以外，在源于采納 TCP/IP 協(xié)議而產(chǎn)生巨大優(yōu)勢的驅(qū)動之下，WSN 市場將邁向 IP 或 6LowPAN。然而，在需要進行無人照管操作以支持總擁有成本 (TCO) 要求的長壽命和較高價值應用中，對于超低功率運作的需求仍將是一項重要的考慮。隨著其新型 SmartMesh IP 產(chǎn)品的加盟，Dust Networks 采取的基本策略是：服務于那些性能要求高于商品化 WSN 產(chǎn)品所能實現(xiàn)之水平的應用。ARC 預計商業(yè) OEM 將“獲得”這一價值主張，而所采用的方式與工業(yè) OEM 欣然接受 Dust 的早期技術(shù)是相同的。