Wi-SUN無(wú)線通信技術(shù) — 大規(guī)模分散式物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用首選

引言

在數(shù)字化浪潮的推動(dòng)下，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）正逐漸滲透到我們生活的方方面面。Wi-SUN技術(shù)以其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用前景，成為了大規(guī)模分散式物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的首選。本文將深入探討Wi-SUN技術(shù)的市場(chǎng)現(xiàn)狀、核心優(yōu)勢(shì)、實(shí)際應(yīng)用中的案例以及信馳達(dá)在Wi-SUN技術(shù)的實(shí)施與推行。

Wi-SUN市場(chǎng)現(xiàn)狀

根據(jù)Business Research Insight和Market Research Future的市場(chǎng)研究報(bào)告，2022年全球Wi-SUN技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模為3.1927億美金。預(yù)計(jì)2024年至2032年間，Wi-SUN 技術(shù)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到145.68億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率高達(dá)13.45%。這一增長(zhǎng)不僅得益于全球?qū)χ悄茈姳?、傳感器和物?lián)網(wǎng)設(shè)備等互聯(lián)解決方案需求的增加，也與COVID-19大流行期間數(shù)字化轉(zhuǎn)型的加速密切相關(guān)。特別是在北美地區(qū)，Wi-SUN技術(shù)的普及程度尤為顯著。

圖1：Wi-SUN Technology Market Size, 2023-2032 (USD Billion)

Wi-SUN概述

Wi-SUN是什么？

Wi-SUN，即Wireless Smart Ubiquitous Network，是一種基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。它提供高性能、低功耗、長(zhǎng)距離、強(qiáng)抗干擾能力、高數(shù)據(jù)吞吐量和高安全性的無(wú)線通信解決方案，主要采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過(guò)主動(dòng)隨機(jī)數(shù)跳頻技術(shù)和自組網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的遠(yuǎn)距離通信和高效數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)還具有自我修復(fù)功能。

Wi-SUN: HAN vs. FAN

Wi-SUN的核心技術(shù)包括：家域網(wǎng)（Home Area Network, HAN）和區(qū)域網(wǎng)（Field Area Network, FAN）：

HAN: 家域網(wǎng)

HAN目前有幾種類型，包含Router B和增強(qiáng)型HAN（支持中繼功能）， Router B是指通過(guò)家庭智慧能源管理（Home Energy Management System, HEMS）控制器，實(shí)現(xiàn)智慧家電與智慧電表串聯(lián)，除了能實(shí)時(shí)監(jiān)控智慧家電用電量外，也可通過(guò)智慧電表互通到FAN的智能城市等應(yīng)用，完善智能家庭環(huán)境的構(gòu)建。

FAN: 區(qū)域網(wǎng)

Wi-SUN FAN（Wireless Utility Field Area Network）基于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)設(shè)備都可以與周圍的設(shè)備建立多個(gè)連接，可擴(kuò)展至數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行長(zhǎng)距離跳轉(zhuǎn)，如果一個(gè)設(shè)備與另一個(gè)設(shè)備失去聯(lián)系，它可以簡(jiǎn)單地以不同的方式發(fā)送數(shù)據(jù)，適用于智慧電網(wǎng)、智慧路燈等大型場(chǎng)域設(shè)施。Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下：

圖2：Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)由2個(gè)區(qū)域網(wǎng)組成

Wi-SUN有什么特點(diǎn)？

低延遲和高數(shù)據(jù)吞吐量：Wi-SUN技術(shù)通過(guò)其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠提供低延遲的通信體驗(yàn)，同時(shí)支持高數(shù)據(jù)吞吐量，滿足大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)的需求。

低功耗：Wi-SUN設(shè)備通常采用電池供電，有效降低能耗，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。

易于部署和擴(kuò)展：由于Wi-SUN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且支持自組網(wǎng)，因此非常適合大規(guī)模部署，且可以根據(jù)不斷更新的物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行靈活擴(kuò)展。

高安全性：Wi-SUN提供多層安全機(jī)制，保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?

互操作性：Wi-SUN是基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，支持設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互通，提高了網(wǎng)絡(luò)的整體效率和應(yīng)用范圍。

成本效益：通過(guò)自組網(wǎng)與主動(dòng)跳頻技術(shù)的融合，Wi-SUN可以降低總體建設(shè)成本與運(yùn)營(yíng)成本，尤其適用于需要廣泛覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。

廣域覆蓋：Wi-SUN使用Sub-1G頻段，擁有優(yōu)秀的穿墻能力，通信距離更遠(yuǎn)，輕松達(dá)成廣域網(wǎng)絡(luò)覆蓋，成為連接城市建設(shè)、能源管理和智能家居等領(lǐng)域的理想選擇。

總的來(lái)說(shuō)，Wi-SUN技術(shù)因其獨(dú)特的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、低延遲和高數(shù)據(jù)吞吐量、低功耗、易于部署和擴(kuò)展、高安全性、良好的互操作性以及遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍匦?，在廣域大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中如魚(yú)得水。

Wi-SUN技術(shù)應(yīng)用案例

目前，Wi-SUN技術(shù)的應(yīng)用案例遍布全球。

智慧城市：因其遠(yuǎn)距離傳輸、易于擴(kuò)展、雙向通信、低功耗等特性，Wi-SUN網(wǎng)絡(luò)已部署和應(yīng)用于很多城市的智能電表及智慧路燈等應(yīng)用場(chǎng)景中。此外，在印度海得拉巴，利用Wi-SUN技術(shù)打造了“智慧城市生活實(shí)驗(yàn)室”，展示了如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有效管理城市資產(chǎn)。

智能路燈：Wi-SUN技術(shù)通過(guò)支持大規(guī)模的戶外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，包括先進(jìn)的計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施和配電自動(dòng)化等應(yīng)用，為城市提供了智能路燈解決方案。例如，在英國(guó)倫敦金融城，Wi-SUN技術(shù)支持的智能路燈項(xiàng)目不僅提升了城市照明的智能化水平，還有效控制了能源使用和成本。

智能電表：在智能城市中，Wi-SUN技術(shù)使得智能電表能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控和管理電力使用，優(yōu)化能源分配，降低能源消耗。

光伏發(fā)電廠：通過(guò)Wi-SUN技術(shù)，光伏發(fā)電廠能夠通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)太陽(yáng)能板的運(yùn)行狀態(tài)，確保發(fā)電效率最大化，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響。

智慧低配電柜：在智慧電網(wǎng)中，Wi-SUN技術(shù)用于部署智慧低配電柜，動(dòng)態(tài)調(diào)整供電功率，優(yōu)化電力分配，提高電網(wǎng)的可靠性和靈活性。

工業(yè)應(yīng)用：Wi-SUN技術(shù)還被應(yīng)用于工業(yè)和制造業(yè)，提供了非專有的解決方案，使部署更具擴(kuò)展性、靈活性和安全性。

Wi-SUN技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用案例廣泛，涵蓋了智慧城市、智慧能源、工業(yè)應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域，展現(xiàn)了其在提升物聯(lián)網(wǎng)連接效率、降低成本和增強(qiáng)用戶體驗(yàn)方面的巨大潛力。

信馳達(dá)在Wi-SUN技術(shù)的實(shí)施與推行

作為一家知名的無(wú)線通信模塊老牌廠商，信馳達(dá)針對(duì)當(dāng)前熱門(mén)的Wi-SUN協(xié)議，基于TI CC1312系列和CC1352系列芯片推出了多款模塊。

RF-SM-1277B1是基于CC1312R芯片設(shè)計(jì)的低功耗Sub-1G無(wú)線模塊，支持779 MHz - 930 MHz多頻段多信道覆蓋。

RF-TI1352P2集成了功率放大器，在 Sub-1 GHz頻段中最大發(fā)射功率可達(dá)+20 dBm，具有更遠(yuǎn)的傳輸距離和更強(qiáng)的穿透能力。如下圖，Wi-SUN模塊參數(shù)已列出：

圖3：信馳達(dá)Wi-SUN模塊參數(shù)表

這些無(wú)線模塊以其高性能、低功耗和易于集成的特點(diǎn)，為Wi-SUN技術(shù)在各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的實(shí)施提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，非常適合于智能城市和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用場(chǎng)景。

預(yù)計(jì)今年八月，信馳達(dá)將上線一款基于TI CC1354P10芯片的Wi-SUN模塊，同時(shí)支持800 MHz - 928 MHz, 2.4 GHz雙頻段多協(xié)議，并且其存儲(chǔ)空間將升至1024 KB Flash、288 KB RAM，最大節(jié)點(diǎn)數(shù)也將增至300個(gè)。這將為大規(guī)模分散式物聯(lián)網(wǎng)復(fù)雜應(yīng)用提供更強(qiáng)大的支持，盡情期待吧！