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WiFi攻入無線傳感器網(wǎng)絡(luò),ZigBee地位恐將不保?

WiFi在技術(shù)上已非常成熟,如果在功耗上取得突破,將有望進入目前由ZigBee主導的無線傳感網(wǎng)絡(luò)市場。

日前有報道稱,英特爾正在聯(lián)合初創(chuàng)公司Ozmo力推WiFi方案以期取代藍牙成為無線個人局域網(wǎng)(PAN)行業(yè)標準,而WiFi的目標還不僅在于藍牙,ZigBee在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)領(lǐng)域主流地位也面臨岌岌可危的局面,借助低功耗WiFi解決方案,初創(chuàng)公司GainSpan稱他們已經(jīng)擁有了在這場陣地戰(zhàn)中取得勝利的重量級武器,英特爾則再一次成為了幕后的推動者。 創(chuàng)新之路 “GainSpan為低功耗和低占空比的應用提供WiFi解決方案,我們針對WiFi無線傳感器網(wǎng)絡(luò)推出的產(chǎn)品GS1010能夠確保在一節(jié)AA電池供電下長達5~10年的使用時間(具體數(shù)字取決于不同應用中的采樣頻率)。”Gainspan公司總裁兼首席執(zhí)行官Vijay Parmar對《國際電子商情》表示。在2006年帶隊成立GainSpan之前,Parmar曾在英特爾公司工作四年。 GainSpan創(chuàng)新的種子來自于英特爾內(nèi)部孵化器“新業(yè)務(wù)規(guī)劃小組”的一個項目?!霸谟⑻貭柟ぷ鞯臅r候,我所在的開發(fā)團隊被分配進行WSN的市場研究,”Parmar介紹道?!爱敃r我們首先想到的便是聲稱能夠滿足超低功耗需求的ZigBee,不過最終卻把研究對象轉(zhuǎn)向了WiFi。對于WiFi來說,要滿足無WSN要求最關(guān)鍵的就是功耗問題,因為人們印象中這是一種相當耗電的無線技術(shù)。好在2005年末,在得到來自英特爾內(nèi)部的資金支持之前,我們就已經(jīng)完成了大約80%左右的工作。” 盡管新業(yè)務(wù)規(guī)劃小組旗下的許多項目最終都會并入到英特爾的主要產(chǎn)品線中去,但是由于與主營業(yè)務(wù)相關(guān)度不是很大,英特爾最終決定將Parmar所在的團隊從公司拆分出去。于是2006年9月,在英特爾創(chuàng)投和其他三個投資公司150萬美元啟動資金的支持下,以Parmar團隊人員為主的GainSpan在硅谷宣布成立。 何以WiFi? 促成Parmar和他的同事們將研究對象從ZigBee轉(zhuǎn)向WiFi的原因來自他們對WSN方案潛在客戶的一次調(diào)查?!罢{(diào)查結(jié)果顯示,客戶需要更成熟的技術(shù),需要基于IP以便能同企業(yè)網(wǎng)絡(luò)進行無縫連接的技術(shù)。此外他們還表示,優(yōu)秀的WSN方案還應具有足夠的安全性,并且最好能夠使用現(xiàn)有的系統(tǒng)。我們認為ZigBee還無法滿足這些要求,能夠做到的只有802.11,”他說道。 Parmar表示,支持這一結(jié)論的原因主要包括:首先,WiFi能夠采用WPA和WPA2的專業(yè)驗證能力來提高WSN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)安全性;其次,通過添加一種新的定位方法,可基于WiFi實現(xiàn)倉庫和醫(yī)院中貨品和人員的準確定位;第三,通過有效的激活/待命狀態(tài)轉(zhuǎn)換模式以及系統(tǒng)電源管理,能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗WiFi無線傳感器方案;第四,能夠采用SNMP協(xié)議來管理WSN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點;第五,IEEE已經(jīng)在802.11e中增加了包括數(shù)據(jù)優(yōu)先級、語音和視頻傳輸?shù)萉oS特性,這可以保證某些WSN應用中的服務(wù)質(zhì)量。 特別需要強調(diào)的還有WiFi在設(shè)備互操作上所具備的優(yōu)勢?!耙粋€可能出現(xiàn)在軍事領(lǐng)域中的應用也許能夠說明這一點,”Parmar舉例道,“在這些場合需要把運動傳感器安裝在無線攝像頭上,一旦監(jiān)測到運動,攝像頭會自動打開并開始向接收端發(fā)送圖像。傳感器可以采用ZigBee,但由于帶寬和數(shù)據(jù)傳輸率的原因,人們必須使用WiFi攝像頭才能勝任這一工作,然而要確保兩種協(xié)議的良好操作并不是那么簡單的事情,但如果采用WiFi傳感器,事情就變得非常容易了?!? 最大化投資回報率 然而,WiFi在WSN領(lǐng)域的優(yōu)勢還不僅限于此。Parmar指出,這種技術(shù)還可以帶來成本上的諸多好處,支持這一觀點的便是無所不在的WiFi網(wǎng)絡(luò)。 確實如此,WiFi無線網(wǎng)絡(luò)正日益廣泛應用于酒店、家庭、寫字樓、醫(yī)院以及各種商業(yè)設(shè)施。來自IDC的數(shù)字顯示,2006年有超過一半的美國公司建立了WiFi網(wǎng)絡(luò),而ABI Research更預計到2010年有超過4成的美國家庭也將會安裝WiFi網(wǎng)絡(luò)。在中國,北京、上海都提出了無線城市的計劃,此外WiFi手機市場也在如火如荼發(fā)展當中?!霸跓o線網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展中,802.11標準已經(jīng)快速成為了發(fā)展的主流方向。”Parmar說道。 他認為運用現(xiàn)有WiFi網(wǎng)絡(luò)資源來部署和實施WSN將能夠節(jié)約大量的硬件成本。此外,無需考慮與ZigBee設(shè)備的互操作性,有助于項目實施者縮短開發(fā)周期。再加上業(yè)界已經(jīng)在WiFi上積累了豐富的網(wǎng)絡(luò)知識,這些都可以應用到WSN中來。而除了已經(jīng)提及的WiFi攝像頭和運動傳感器之外,市場上不斷涌現(xiàn)的各種其他WiFi設(shè)備也增加了采用這種技術(shù)的易用性。當然,成熟的WiFi還具有既有架構(gòu)支持與快速安裝的優(yōu)點?!翱傊?,將WiFi用于傳感器網(wǎng)絡(luò)將有助于投資回報(ROI)和總擁有成本(TCO)上利益最大化。”Parmar表示。 完整方案 除GS1010外,GainSpan目前還同時向客戶提供軟件開發(fā)包和一款名為GainSpan Management System(GMS)的智能網(wǎng)絡(luò)/客戶端管理軟件。借助802.11i、AES編碼、EAP-FAST的有力保障,這款基于IEEE 802.11b/g、采用ARM7內(nèi)核的SoC提供了企業(yè)級的安全性和可靠性,而RSSI(相對信號強度指示器)和TDOA(到達時間差)算法則為精確的定位功能打下了基礎(chǔ)。 值得一提的是GainSpan提供的GMS控制系統(tǒng)。實時的界面幫助系統(tǒng)控制和采用單跳網(wǎng)絡(luò)管理節(jié)點可最大化增加客戶端設(shè)備電池的續(xù)航時間。而支持SNMP、UDP等標準的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議則使得WiFi WSN能與工業(yè)控制、樓宇自動化、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等已有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼容。該軟件還可有效地配置、控制、監(jiān)控傳感器節(jié)點,實現(xiàn)智能集中控制和管理,并支持固件升級。此外,智能化數(shù)據(jù)處理能力還可集中管理、預處理和歸納傳感器收集到的數(shù)據(jù)。 為了進一步加快客戶研發(fā)進度,GainSpan還向客戶提供了一套簡單緊湊的參考設(shè)計用于評估、測試以及驗證,其提供的開發(fā)平臺還能夠支持溫度、濕度、光敏、壓力、加速度等各種傳感器,并預留了客戶自選的傳感器接口和調(diào)試以及程序燒錄接口。 從2007年第二季度開始,GainSpan開始向全球客戶提供樣片。10月份,該公司正式對外發(fā)布了這款采用臺積電0.18微米CMOS工藝的WiFi WSN方案芯片,并于一個月后成功融得了Opus Capital和首輪四家風投公司共同追加的2000萬美元的第二輪投資,用于進行GS1010的量產(chǎn)。 “已有數(shù)十位客戶正在使用我們的芯片開發(fā)產(chǎn)品?!盤armar透露道,“Aginova和RF Digital已經(jīng)在今年五月推出了采用我們芯片的產(chǎn)品?!盙ainSpan的目標是今年實現(xiàn)400~1,500萬片的出貨量,并在明年增長到2,000萬片。
責編:Quentin
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