關于Wi-SUN初始部署以及隨后從Wi-SUNFAN(場域網絡)1.0遷移到 FAN 1.1的過程,行業開發人員開始聚焦并集成有限功能節點(LFN)/ 亦稱低功耗節點,而不是僅僅部署構成 Wi-SUN 網絡主干的基礎設施。通過這些LFN節點,我們得以探索環境傳感器、水表和其他電池供電設備如何利用該基礎設施來增強周圍環境中的智能水平。
電池供電的傳感器節點已戰略性地部署到整個園區。這些節點使用各種通信基礎設施,(包括 4G、LoRaWAN 和 Wi-Fi,它們遵循點對點網絡模式),將數據傳輸到oneM2M服務器。
Wi-SUN FAN 充當網狀網絡協議,讓其中的每個設備直接與其相鄰設備通信,通過節點之間的調頻支持長距離信息傳輸。即使在復雜的環境中,這種強大的方法也能確保可靠的連接。Wi-SUN FAN 的真正卓越之處在于其自建能力。添加新設備時,網絡可以動態調整并無縫集成設備。此外,網絡是自愈的,這意味著如果通信路徑遇到障礙或故障,系統會自動重新路由數據,以確保數據到達指定的網關或中央服務器。這種韌性可確保不間斷的數據流,并提高我們智能基礎設施的整體效率。
Wi-SUN FAN 1.1 推出了LFN設備,也稱為低能耗(LE)節點。這些 LFN 設計功耗更低,可有效支持電池供電設備。其電池壽命達到驚人的15 至20 年,是各種應用的理想選擇,包括燃氣和水計量、環境監測、交通傳感、停車管理和天氣傳感器。隨著 LFN 節點集成到 Wi-SUN 網狀網絡中,這些節點現已成為電池供電傳感器的無線接口。在Wi-SUN 網絡上的無縫通信可確保數據流向 oneM2M 服務器,從而提高園區智慧基礎設施的整體效率。
LFN體系結構
LFN提供PAN(個人局域網)發現/連接和 IPv6 數據包通信等基本功能。這些 LFN 具有與全功能節點 (FFN) 相同的通信協議棧,但限制了監聽間隔計劃,以優化功耗,并且沒有路由功能。但是,LFN 僅在根植于 FAN 1.1 邊界路由器的 PAN 內運行。它們充當 FAN 1.1路由器的子節點,而不是充當其他節點的父節點。
請參閱下圖,進一步了解詳情:
Wi-SUN 對智慧城市的影響
隨著城市發展成為更智能的生態系統,它們通過密切監測基礎設施和環境因素,以努力提高服務質量。水耗和燃氣消耗跟蹤、空氣質量監測等應用可向公眾提供實時信息。這些數據使人們能夠進行可持續的生活方式調整,并保護自己防范有害污染物。
例如印度政府已設定宏大目標,計劃到 2025 年用超過 2.5 億臺智能能源計量表來替換現有計量表。為實現這一目標,同時確保可靠性和安全性,必須采用可擴展的連接標準。Wi-SUN 憑借其基于互操作性標準的1 GHz 以下網狀網絡解決方案,在智能電網和智慧城市應用領域脫穎而出。
以下是 Wi-SUN 脫穎而出的原因:
可擴展性:Wi-SUN具有可擴展性,支持高效處理大量設備。全球部署了超過 9,500 萬臺支持Wi-SUN 功能的設備,即使在復雜的環境中,也證明了其獨特的可擴展性。
可靠性:Wi-SUN提供高水平的網絡可靠性。即使單個節點發生故障,其網狀拓撲結構也可確保網絡保持韌性。
成本效益:Wi-SUN的總擁有成本低,使其成為大規模部署的理想選擇。
安全:安全是 Wi-SUN FAN 的首要任務。其本地公鑰基礎架構(PKI) 集成為每個設備提供認證功能。這可以防止惡意重新編程并驗證傳入的固件更新,對長期部署至關重要。
IPv6 支持:Wi-SUN支持 IPv6,可實現強大的網絡安全功能,包括入侵檢測、流量整形、網絡分析和滲透測試。通過保持終端設備本身的網絡可見性,其性能超越競爭對手。
總而言之,對于塑造更智能的城市并確保可靠的連接性、安全性和效率,Wi-SUN FAN 發揮著關鍵作用。智慧城市可以利用先進計量基礎設施(AMI) 或街道照明網絡提供的現有無線通信基礎設施,為一系列相鄰應用提供支持。這些應用包括智能交通信號、公共交通標志、停車位、電動汽車 (EV) 充電站等。通過利用這種基礎設施,城市可以提高連接性、效率和可持續性,從而創造更智能的城市環境。
蜂窩通信權衡
其中一個權衡是,蜂窩系統必須定期升級,以適應運營商要求的更新,有時還需要適應要求更換底層硬件的協議廢止。大多數物聯網設備使用電池供電,因此電源效率至關重要。由于需要與遠距離的通信塔(有時長達半公里)通信,蜂窩通信對功率的要求相對較高。
地理覆蓋與設備密度
蜂窩網絡和 RF 網狀網絡之間的選擇取決于網絡要求。對于網絡設備稀疏的廣闊地理區域,蜂窩連接是理想選擇。它提供寬廣的覆蓋范圍,但功耗更大。RF Mesh 系統適用于密集型設備部署,并提供本地化覆蓋和更低的功耗。雖然更新的物聯網蜂窩協議減少了電流消耗和睡眠模式,但它們耗盡電池的速度仍然比 RF 通信模塊快得多。
增強園區連接性:LFN 部署
在 Wi-SUN 網狀網絡部署的第三階段,我們引入了由SiliconLabs(亦稱“芯科科技”) EFR32FG28 SoC 提供支持的 LFN。
EFR32FG28SoC是理想的雙波段1 GHz 以下+ 2.4 GHz 藍牙LE SoC。FG28是一款多內核解決方案,具有行業領先的安全性、低功耗和快速喚醒時間,并集成了功率放大器,以實現物聯網設備的更高級別安全連接。集成AI/ML硬件加速器可對低功耗終端節點實現更快、更低功耗的推理。
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原文標題:技術應用-部署Wi-SUN FAN的LFN節點提升智慧城市的效益
文章出處:【微信號:SiliconLabs,微信公眾號:Silicon Labs】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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