Thread:实现超大型可扩展IoT网络的黑魔法

by Administrator Siliconlabs ‎10-24-2016 03:49 AM - edited ‎10-24-2016 03:51 AM

Thread是针对低功耗、高安全、灵活且可扩展的物联网(IoT)网络所提出的新一代网状网络标准,他就像一个强大的RF及无线协议“黑魔法”,可以轻松组成具有上百个节点的IoT网络,这在以往被视为一项极艰钜的任务,而现在通过Thread优异的特性,相关技术挑战将逐一迎刃而解。现在就请让我们一同深入探讨最新的Thread无线标准,如何为IoT世界带来颠覆性的设计冲击。

 

你可以想象,我们可以远程启动我们的车,在世界的任何地方控制家里的空调系统,甚至建立一个包含数百个智能设备的系统来自动化我们的生活。作为消费者,不管正在发生的科学的复杂性,我们要求简单,可靠性和性能,不希望其同时也从细节中删除。

 

这就是芯科科技(Silicon Labs)的“探索物联网可能性”计画的宗旨──提供最好的,在复杂环境下持续运作的硬件和软件。同时,利用开发工具,让工程师快速搭建他们的IoT产品。相关SiliconLabs物联网解决方案及参考设计信息,请访问:http://cn.silabs.com/solutions/iot.html

 

当搭建有着超过100个节点的IoT系统或网络时,这一任务变得加倍的难。想象一下,在拉斯维加斯市区一家酒店里的,有着80,000个连接设备的系统,有数以百万计的蜂窝和Wi-Fi数据包在无序的流动。这仅仅是一个例子,但是SiliconLabs解决方案可以帮助客户解决这些问题。

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这些情形下的诀窍在于稳健的延展性。例如在一个有着超过100个连接设备的系统中,我们通常谈到使用网状网络技术(例如ZigBee和Thread)。网状网络的拓扑结构有许多优势,但是最主要的优势是连接设备可以作为一个可延展的系统,灵活的彼此之间进行通信,而不是通过受限制的,点对点的星形结构。

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上图分别为点对点,星形和网状网络结构

 

网状网络的稳健性和延展性

虽然“稳健性”和“延展性”这两个流行词在工业界和网状网络领域被用的越来越多。但是请注意并不是所有的网状网络在一开始被搭建的时候就是一样的。我们已经开始展示这种不同。在我们的波士顿办公室,在一个35x 60米的空间中,挤满了超过100个能被探测到的Wi-Fi网络,SiliconLabs网络软件和硬件都在经历严格的测试。就在最近,SkipAshton,SiliconLabs软件部门副总裁和Thread联盟的活跃会员,带领一支团队测试并最终证实了SiliconLabs Thread技术的稳健性。

 

使用我们独有的专利网络技术Packet Trace,Skip和他的团队安装了一个拥有超过200个设备的真实世界中的Thread网络,能够检测每个无线模块的网络流量(在设备内部)。相比之下,大多大多数网络工具通过捕捉空间中传输的数据来探测流量,因此缺乏用于调试的真正数据完整性。实际网络节点建置环境如下图所示:

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Thread网络参考设计亮点

您可以在Silicon Labs官方网站获得完整的App Note ,但是简而言之,测试包括在47,101,137和217设备的不同大小的网络上收集有关多播延迟和可靠性的数据。甚至在大的,有着217个设备的网络上,多播性能也十分出众,其延迟小于满足人交流需求的200毫秒。事实上,测试中平均延迟仅为34毫秒,而人眼可检测到的延迟为166毫秒!

 

产生如此高质量的结果很不容易,也不常见。底线是交付具有需要经过时间考验的知识和大量的开发工作的,可靠的延展性的无线硬件和软件解决方案。比起仅仅靠你解决问题,利用SiliconLabs的知识和解决方案更加容易。

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有关Thread网络可扩展性应用文档的全文,以及关于Silicon Labs的无线网状网络解决方案技术信息,欢迎点击下方链接进行阅读:

 

Thread Scalability AppNote:http://www.silabs.com/Support%20Documents/TechnicalDocs/AN1031-Thread-Network-Scalability.pdf

 

Silicon Labs’ ZigBeePro (mesh) Stack:http://www.silabs.com/products/wireless/mesh-networking/zigbee/pages/emberznet-pro-zigbee-protocol-s...