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五大无线技术互融互通主流协议方向分析

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

近年来随着物联网,车联网,工业互联网,智能家居以及可穿戴设备的热炒,人们越发感觉的到无线连接技术的重要性。根据本身特性的不同,WiFi、蓝牙与ZigBee等多个无线技术在市场上找到了适合自己的应用领域,但是从消费者的角度来说,他们希望所有使用无线技术的设备都能够实现无缝连接,为自己的生活带来更多便利。这也促成了无线技术正向着相互融合的趋势不断发展,诸如蓝牙和WiFi,RFID与3G等技术的搭配,为各类终端设备的连接提供了丰富多样的解决方案。
  
  从各种联盟、科研机构到各大芯片厂商、设备厂商,都在努力推举出一款即有利于自身发展,又能更广泛被其他厂商所接受、支持的技术协议。无线技术融合应用,其标准协议势必也要实现统一融合。不久前蓝牙大会上宣布蓝牙4.2将兼容Wi-Fi,到之前高通宣布加入Thread联盟,引发AllSeen与Thread合作猜想,以及Wi-Fi联盟发布临近感知技术Wi-FiAware、Wi-FiDirect,和蓝牙Beacon技术的兴起,物联网连接技术正经历着从诸侯征战到一统天下中最激烈的时期。
  
  物联网涉及近距、远距,以及各种创新应用,对自组网、邻近感知、P2P传输、支持IPv6等方面提出需求,推动了无线技术的不断出新。新的无线技术也使物联网应用的形式更加多样化,从工业应用、智能家居,到支付、零售、社交、交通等等,几乎涵盖生产、生活的方方面面。
  
  下面我们将从应用和技术架构两个方面,比较AllJoyn和ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi、Thread几种主流协议的发展情况。
  
  Wi-Fi:向点对点直连和临近感知演进
  
  Wi-Fi是目前所有无线技术中具有最广泛应用基础的一支,传输距离长,传输速度高,但功耗大、组网差一直是其进入物联网的一道门坎。在芯片厂商推出低功耗Wi-Fi的同时,Wi-Fi联盟也先后推出了Wi-FiDirect和Wi-FiAware标准,提供一对一连接功能。
  
  Wi-FiDirect是Wi-Fi联盟2010年发布的一项标准,允许无线网络中的设备无需通过无线路由器即可相互连接,支持一对一直连,并支持所有Wi-Fi设备,从11a/b/g至11n。它与蓝牙技术点对点类似,但在传输速度与传输距离方面则效果更好,缺点是耗电量仍较蓝牙高。可以让两个兼容该标准的设备快速连接到一起,进行图片和视频的分享。
  
  而今年推出的Wi-FiAware技术,则更针对物联网应用。在不具备无线网路连接的环境之下,它可探索邻近位置的其他设备、应用程序或相关资讯,并拥有低耗能、永远在线、在地即时、多元应用等特性,类似蓝牙Beacon。
  
  ZigBee:向IPv6的IP组网和应用协议融合演进
  
  ZigBee具有低复杂度、自组网、高安全性、低功耗等特点,在智能家居领域一直备受青睐。今年其发布了ZigBee3.0,全面统整此前ZigBeePro应用规格,包含家庭自动化、建筑物自动化、LED照明、医疗看护、零售、智慧能源(600869,股吧)等各个方面。ZigBee联盟和另外一个重要的IoT技术联盟Thread Group也将就Thread网络上应用ZigBee应用层协议进行磋商。
  
  蓝牙:向提高速率和1对多传输演进
  
  蓝牙从1.0版本升级到最新的4.2版本,加强了物联网,特别是家居的应用特性,支持基于IPv6协议的低功耗无线个人局域网技术,低功耗下传输速率大幅提升,无需现有硬件进行更新,只需固件升级即可支持。另一方面蓝牙推出的SmartMesh技术实现了标准化的Mesh网络功能,完善了组网差的不足。
  
  蓝牙Beacon锁定室内近距离感知应用上,包括室内导航、移动支付、店内导购、人流分析等。通过低功耗蓝牙技术,Beacon基站创建一个信号区域,设备进入该区域时,相应的应用程序就会提示用户是否需要接入这个信号网络。Beacon基站内有加速度计、闪存、ARM架构处理器及蓝牙模块,其功耗极低,一颗巨口电池可为基站提供约2年左右续航时间。
  
  Thread:欲打通多个协议
  
  新兴的Thread联盟是由谷歌旗下NEST发起的一个物联网联盟,Thread标准是基于ZigBee基础组件改造的一种衍生协议,不久前也公布了1.0版,该联盟表示,Thread是网络层协议,与应用层无关,它是被设计为与不同的应用层协议一起工作或是提供支持。未来Thread或许与AllSeen联盟有合作机会。但Thread门槛较高,除ZigBee外,底层协议(802.15.4)与Wi-Fi(802.11b)和蓝牙(802.15.1)不同,需要设备更换芯片。
  
  AllJoyn:属于软件框架,在应用层实现互联互通
  
  AllSeen联盟是Linux基金会下的一个协作项目组织( 本站微信),旨在推动物联网应用与创新的跨行业联盟。AllJoyn是高通主导的一个开源项目,主要用于近距离无线传输,通过Wi-Fi或蓝牙技术,定位和点对点文件传输,2013年捐给AllSeen联盟。高通作为AllSeen联盟重要成员,在物联网上不断加紧布局。在前段时间举办的“智造万物物联未来”的创客研讨会上,高通联合AllSeen联盟主席薛国栋,先后介绍了高通最新智能连接解决方案——集成了AllJoyn软件框架的QCA401XWi-Fi片上系统,以及AllJoyn开放源架构。
  
  AllJoyn是一个独立于操作系统、开发语言、通信协议的开放源码的软件框架。它适用于Microsoft Windows、Linux、iOS和Android等所有HLOS高级操作系统,以及各种内存和处理能力极度受限的嵌入式RTOS操作系统,解决了异构分布式系统中的难题,被称作是“中性平台”。
  
  AllJoyn的特点在于其开源的灵活性,以及处于应用层,与传输层无关。AllJoyn框架运行在本地网络上,无需通过云对身边设备进行连接,保证应用程序和设备互相交谈时,直接、快速、高效、安全,即便没有互联网连接的情况下,设备之间也能互联互通;在远程需要与云连接时,通过AllJoyn网关代理连接到互联网,减少连接到互联网上的设备数量。AllJoyn物理层支持Wi-Fi、Thread、PLC、以太网、蓝牙,解决了Wi-Fi的自组网问题,后期可能还会扩展更多其他协议,是否真的能在应用层一统江山,让人拭目以待。物联网面临的问题:随着智能家电、智能硬件产品越来越多,设备间不能互相互联,将导致每个设备都要在手机上装一个APP,并对应一个设备云。这样科技不但没将生活简易化,反而增加了新的复杂性,且无法方便地建立丰富的场景。而跨品牌、种类、操作系统的设备无法互通也不能充分体现物联智能。
  
  定义用户体验的应用层、可交互操作的跨平台模块和定义设备间通用接口的服务框架层、为设备提供发现和连接能力的核心库层。
文章链接:中国安防展览网 http://www.afzhan.com/news/detail/42159.html

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