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近幾年隨著智能手機(jī)和智能硬件的快速發(fā)展，人們已經(jīng)意識(shí)到未來(lái)的設(shè)備除了電源之外，整個(gè)通訊和鏈接將會(huì)是無(wú)線化的，這些設(shè)備的形狀不一樣，功能不一樣，電源供電方式不一樣，接收或者控制的對(duì)象也不一樣，傳輸?shù)膬?nèi)容更是千差萬(wàn)別。
這些大量的設(shè)備肯定需要一個(gè)強(qiáng)有力的協(xié)議棧將他們有序的組織起來(lái)，讓數(shù)據(jù)已以最優(yōu)的路徑，最低的功耗，正確可靠地傳輸?shù)街付ǖ哪繕?biāo)接收節(jié)點(diǎn)上，而且彼此不會(huì)相互產(chǎn)生干擾。
目前該領(lǐng)域最有名的協(xié)議棧就是ZigBee技術(shù)，其最開(kāi)始的應(yīng)用場(chǎng)景就是定位于智能家居領(lǐng)域，該技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)了10多年了，從目前的發(fā)展水平來(lái)看，該技術(shù)無(wú)論是商業(yè)運(yùn)作上還是在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上是不太成功的，這種不成功是有深刻的技術(shù)因素的，具體體現(xiàn)在下面的幾個(gè)方面：
一、ZigBee通常的工作頻帶在2.4GHz，用在國(guó)外的木頭結(jié)構(gòu)的別墅中沒(méi)有問(wèn)題，但是在中國(guó)的鋼筋水泥建筑物環(huán)境中，通訊效果并不好，嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)。
二、ZigBee由一個(gè)委員會(huì)制定標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行推廣，這個(gè)委員會(huì)是由TI，NXP，F(xiàn)reescale，ATMEL, STMicro等公司背后做支持，這些公司的目標(biāo)是銷(xiāo)售芯片，他們確定了整個(gè)協(xié)議棧的大的框架，針對(duì)的目標(biāo)市場(chǎng)非常的寬泛但是并沒(méi)有精確到產(chǎn)品的層面，用戶使用的時(shí)候還是需要進(jìn)行一些深度的優(yōu)化的，這就要求對(duì)協(xié)議棧進(jìn)行優(yōu)化的人員需要比較深的了解協(xié)議棧的內(nèi)部運(yùn)作原理，甚至對(duì)于某些特性做出修改。
但是ZigBee委員會(huì)為了確保兼容性，不僅設(shè)立了一個(gè)兼容性認(rèn)證的機(jī)構(gòu)，而且通過(guò)TI等芯片廠商發(fā)布的ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)是以二進(jìn)制的lib文件提供的，不僅將協(xié)議棧限定在特定廠家的特定射頻芯片和特定處理器平臺(tái)上，也就是說(shuō)深入了解實(shí)現(xiàn)機(jī)制和二次改造的通道被堵死了。
三、ZigBee技術(shù)缺少在安裝，調(diào)試，擴(kuò)容，診斷，維護(hù)等方面的一些系統(tǒng)層面的特診，導(dǎo)致不好用，用戶也不敢大規(guī)模使用，該技術(shù)僅僅強(qiáng)調(diào)自愈，但是沒(méi)有告訴用戶那里運(yùn)行出了問(wèn)題，這樣就導(dǎo)致安裝期間和產(chǎn)品使用一段時(shí)間之后出現(xiàn)了問(wèn)題，都沒(méi)法辦法給使用者一個(gè)明確的指示，這就好像將一部蘋(píng)果手機(jī)iPhone的信號(hào)強(qiáng)度指示符拿掉了一樣，這樣用戶完全不知道現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)處于什么狀態(tài)。
四、ZigBee僅僅定義為傳感器網(wǎng)絡(luò)，所以沒(méi)有實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的傳輸層，ZigBee假定用戶傳輸?shù)亩际切⌒偷膱?bào)文。考慮到有線網(wǎng)絡(luò)的丟包率為10^-9次方至10^-12次方，而無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的丟包率在10^-3次方左右，所以在多跳的ZigBee網(wǎng)絡(luò)中丟包率上升很快。
事實(shí)上很多用戶都反映ZigBee網(wǎng)絡(luò)的多跳并不穩(wěn)定，使用起來(lái)體驗(yàn)并不好。
五、其他的問(wèn)題比如信道數(shù)量少，WiFi，藍(lán)牙，微波爐干擾等等其他問(wèn)題都嚴(yán)重制約了ZigBee技術(shù)的使用體驗(yàn)。
從十多年前ZigBee技術(shù)剛剛興起的時(shí)候來(lái)看，這個(gè)技術(shù)還算是比較超前了，但是隨著近些年來(lái)智能手機(jī)，WI-FI，藍(lán)牙等技術(shù)的飛速發(fā)展和帶動(dòng)效應(yīng)，ZigBee技術(shù)已經(jīng)顯得有些老套了，各行各業(yè)經(jīng)出現(xiàn)了很多競(jìng)爭(zhēng)性的組網(wǎng)技術(shù)。
人們對(duì)于短程無(wú)線通訊技術(shù)的預(yù)期已經(jīng)超出了簡(jiǎn)單的傳感網(wǎng)技術(shù)，具體體現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：
傳輸特性：傳輸型網(wǎng)絡(luò)和傳感型網(wǎng)絡(luò)
網(wǎng)絡(luò)供電：常電，半電池供電，全電池供電，電池供電 + WOR(電磁波喚醒)
網(wǎng)絡(luò)分布：靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，準(zhǔn)靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)，動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)
仔細(xì)分析不難發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)所需要的主要硬件平臺(tái)，比如低功耗處理器技術(shù)，射頻芯片技術(shù)，功放技術(shù)，低噪聲放大器技術(shù)，濾波器技術(shù)，射頻開(kāi)關(guān)技術(shù)等等都是現(xiàn)成的，而且充分競(jìng)爭(zhēng)，物美價(jià)廉，真正缺少的是一個(gè)強(qiáng)有力的協(xié)議棧技術(shù)，這個(gè)協(xié)議棧應(yīng)該可以運(yùn)行于各種形態(tài)的硬件平臺(tái)之上，從10幾塊錢(qián)的小模塊，幾十塊錢(qián)的一體機(jī)，幾百塊的通訊設(shè)備，到幾千甚至上萬(wàn)塊的特種電臺(tái)。
這些設(shè)備從外觀和長(zhǎng)相上看，基本上沒(méi)有什么相似之處，但是他們都有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是無(wú)線自組網(wǎng)通訊。
事實(shí)上比較理想的自組網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)還應(yīng)該具有下述特征：
獨(dú)立于任意的處理器，可以運(yùn)行于8051(8位)，ARM(32位)，MSP430(16位)等主流單片機(jī)平臺(tái)
獨(dú)立于任意的射頻芯片，可以運(yùn)行于TI，Silabs，NXP，F(xiàn)reescale，ATMEL，Nordic，AMICCOM，SEMTECH等主流的射頻芯片廠家。
免操作系統(tǒng)，將處理器的全部運(yùn)算能力釋放給SDK形式的用戶，無(wú)操作系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)
外設(shè)虛擬化，實(shí)現(xiàn)串口，USB等標(biāo)準(zhǔn)通訊外設(shè)的硬件獨(dú)立性。
綜上所述，開(kāi)發(fā)一款適合當(dāng)前產(chǎn)業(yè)環(huán)境的短程無(wú)線自組網(wǎng)協(xié)議棧是完全有必要的。
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