《電子技術(shù)應(yīng)用》
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預(yù)測分析:如何理解嵌入式無線技術(shù)未來?

2008-02-26
作者:摘自IT專家網(wǎng)
??? ZigBEE ANT、Z-Wave、INSTEON、Wavenis和WirelessHART共同分享了無線嵌入式控制" title="嵌入式控制">嵌入式控制市場,但是他們之間并沒有真正的贏家。本文試圖從各個角度來闡釋這種現(xiàn)象背后的種種原因。?
  ZigBee規(guī)范在剛剛過去的2007年12月推出了第三版本。自從2004年以來,ZigBee在經(jīng)歷了漫長的過程之后,變得更加成熟、定義更加規(guī)范,也更有針對性。具有里程碑意義的第三版本不但為我們反映了ZigBee標(biāo)準(zhǔn)目前的情況,同時也反映了整個無線嵌入式" title="無線嵌入式">無線嵌入式控制(WiEC)技術(shù)的進(jìn)展情況。?
  在過去的幾年中,無線嵌入式控制(WiEC)技術(shù)的推動者們已經(jīng)無數(shù)次的向設(shè)計(jì)工程師們描述了其美好愿景,但是有一個問題,我們?nèi)匀徊坏貌粏枺何覀冋娴睦斫馇度胧綗o線技術(shù)嗎??
  首先,應(yīng)該給出無線嵌入式控制(WiEC)技術(shù)的合理定義。在收發(fā)器" title="收發(fā)器">收發(fā)器層,無線嵌入式控制技術(shù)" title="控制技術(shù)">控制技術(shù)通常指的范圍在是10米到50米之間的低功率" title="低功率">低功率無線電波,數(shù)據(jù)速率在4Mbps以下,運(yùn)行在任何工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM)頻段。?
  無線嵌入式控制(WiEC)技術(shù)利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來控制無線節(jié)點(diǎn)之間的通信。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常有兩臺機(jī)器之間(M2M)進(jìn)行通信的簡單的點(diǎn)對點(diǎn)拓?fù)?,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)的星型拓?fù)?,以及mesh拓?fù)洹T谒羞@些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,節(jié)點(diǎn)之間都可以進(jìn)行通信。?
  任何沉浸在嵌入式技術(shù)多年的設(shè)計(jì)工程師都會對無線嵌入式控制技術(shù)的推動者們所描述的美好愿景歷歷在目。?
  這些愿景會不斷發(fā)生變化,但是,無一例外的,推動者們都使用了以下一些關(guān)鍵詞來對無線嵌入式控制技術(shù)進(jìn)行描述:低功率、低成本、高可靠性、高安全性、易于設(shè)計(jì)和易于使用。?
  伴隨著技術(shù)上的美好愿景隨之而來的是對投資回報(bào)率的大膽展望-生產(chǎn)商在短短數(shù)年內(nèi)就可以賣掉上億件產(chǎn)品,消費(fèi)者逐漸意識到無線嵌入式控制技術(shù)所帶來的效率的提高和成本的降低,整個世界被被這些小型低功率收發(fā)器所覆蓋,它們將所有東西都連接在了一起。?
炒作背后的真相?
  然而,不幸的是,在炒作多年之后,仍然沒有一種單一的無線技術(shù)能夠同時滿足上述那些美好的愿景。在實(shí)際的工程中,我們看到的往往是折衷方案。?
  怎么可能會有一種技術(shù)能夠適合同時控制家里的電燈和控制工廠的安全閥呢?而一些無線嵌入式控制技術(shù)的推動者們的確向我們描述過這種美好的愿景。?
  然而,在幻燈片陳述完這些美好的愿景之后開始的實(shí)際硬件操作時,卻出現(xiàn)了許多意想不到的情況?;蛟S是推動者們夸大其詞了,或許是芯片和協(xié)議棧廠商太遜色了?;蛟S,工程師們根本就不應(yīng)該相信一種技術(shù)就可以解決所有問題這種鬼話。?
  有幾個原因可以解釋為什么這些愿景會失敗(盡管有一些確實(shí)實(shí)現(xiàn)了)。首先就是,有一些指定的性能目標(biāo)從根本上就與其它一些相對立,這為工程上帶來了不可逾越的挑戰(zhàn)。比如,低成本與高可靠性。?
  在工程上實(shí)現(xiàn)低成本需要一整套方法來減少花費(fèi)。首先,必須減小硅片的大小,這就需要在收發(fā)器架構(gòu)(比如開環(huán)與閉環(huán)調(diào)制,后者能提供更高的可靠性,但是需要極大的增加尺寸的大小)上進(jìn)行折衷。?
  接下來,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的大小需要裁減,以最小化運(yùn)行RF收發(fā)器的處理器所需的代碼空間的數(shù)量。而減小網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧就意味著一些智能化功能(如完整的點(diǎn)到點(diǎn)路由和網(wǎng)絡(luò)自愈合能力)將不復(fù)存在。需要這些功能嗎?那你必須在硅片上花費(fèi)更大的代價(jià)。
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