作為M2M的典型應(yīng)用，自動(dòng)抄表" title="自動(dòng)抄表">自動(dòng)抄表(水、電、氣等)系統(tǒng)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)盛行幾年了！這一概念進(jìn)入中國(guó)的時(shí)間也不短，但普及的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如預(yù)期，其根本原因就是中國(guó)的人力資源成本較低，而自動(dòng)抄表系統(tǒng)的相對(duì)成本還過(guò)高，這是中國(guó)的國(guó)情，也是與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用環(huán)境的最大差異。

    簡(jiǎn)要回顧一下近年來(lái)自動(dòng)抄表所用的技術(shù)：一種是利用網(wǎng)絡(luò)直接傳輸采集的數(shù)據(jù)。這種方法理論上簡(jiǎn)單可行，但所受的制約也是明顯的。一是中國(guó)的網(wǎng)絡(luò)地址缺口很大，二是需要重新布線。另一種常談及的方法是利用現(xiàn)有的蜂窩通信網(wǎng)。這種方法在城市里的覆蓋普及率很高，但是，受通信模塊和協(xié)議棧的影響，成本居高不下。后來(lái)人們又提出熱點(diǎn)和藍(lán)牙的概念，但這兩種方式的特點(diǎn)是高數(shù)據(jù)率，耗電量過(guò)大，并不適合于抄表應(yīng)用。近年來(lái)，隨著ZigBee技術(shù)的發(fā)展，人們似乎又將目光轉(zhuǎn)到了ZigBee上。無(wú)疑，該技術(shù)具有超低的功耗，但根據(jù)目前技術(shù)的進(jìn)展，配置網(wǎng)絡(luò)的成本似乎也不見(jiàn)得低，況且該技術(shù)所用的頻段為2.4GHz頻段，在許多樓宇中，建筑物的隔擋也是一個(gè)問(wèn)題。

    在這種背景下，Cyan科技" title="Cyan科技">Cyan科技為自動(dòng)抄表開(kāi)辟了一條新路，其剛出爐的新產(chǎn)品在深圳舉行的第十三屆國(guó)際集成電路研討會(huì)暨展覽會(huì)正式亮相。

    該技術(shù)的思路沿用的是蜂窩通信的變異，即采用蜂窩通信子網(wǎng)的概念。不像傳統(tǒng)的蜂窩通信解決方案，即一表一個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，而是將一個(gè)子網(wǎng)合成為一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”。該節(jié)點(diǎn)稱(chēng)作為主節(jié)點(diǎn)，可以采用傳統(tǒng)的方式與主站通信，而主節(jié)點(diǎn)下面是N個(gè)從節(jié)點(diǎn)，每個(gè)從節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)著一臺(tái)計(jì)量表。節(jié)點(diǎn)的配置是靈活的，即任何一個(gè)從節(jié)點(diǎn)可以被設(shè)置成主節(jié)點(diǎn)。主節(jié)點(diǎn)與管理中心的鏈路可以是USB，GSM/GPRS，CDMA，以及以太網(wǎng)等。

    這種思路，首先從網(wǎng)絡(luò)規(guī)模上，大大降低了傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的管理難度，形式上頗有點(diǎn)像電信的接入網(wǎng)。

    在子網(wǎng)內(nèi)部，采用自有的協(xié)議棧(MicrelNet)，所用的頻率也比較自由，可以利用兩個(gè)常用的ISM頻段。“特別是采用430MHz頻段時(shí)，建筑物的穿透能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)600米的覆蓋距離，因此比較適合復(fù)雜環(huán)境的樓宇抄表”，Cyan科技的應(yīng)用工程師賀力介紹說(shuō)。

    整個(gè)節(jié)點(diǎn)模塊采用一塊Cyan科技的低成本、低功耗微處理器，外加Micrel無(wú)線協(xié)議接口收發(fā)器，只需要非常有限的外圍元器件，即購(gòu)成了節(jié)點(diǎn)模塊的全部。這樣的配置方式?jīng)Q定了其最具競(jìng)爭(zhēng)性的特點(diǎn)，即低成本。“采用該技術(shù)的最大優(yōu)勢(shì)就是成本低。平均每個(gè)節(jié)點(diǎn)的成本可以降到5美元以下”，Cyan科技的顧問(wèn)工程師Tony Ward介紹道。不難想象，這也正是該技術(shù)比較適合中國(guó)國(guó)情的重要因素之一。

    為了解決ISM頻段的干擾問(wèn)題，Cyan采用了多點(diǎn)調(diào)頻的解決方案。調(diào)頻與否的依據(jù)是傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的完整性，通過(guò)CRC校驗(yàn)來(lái)判定。同時(shí)，也確保了數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。

    節(jié)點(diǎn)的功耗可以與ZigBee相媲美，睡眠模式下靜態(tài)電流只有幾個(gè)微安，按照通常的應(yīng)用模式，更換一次電池可以延續(xù)幾年的使用壽命。

    該方案中還有一個(gè)特點(diǎn)就是協(xié)議棧的配置靈活性。這樣，對(duì)于不同的應(yīng)用管理模式，比如，抄表周期的長(zhǎng)短等用戶的應(yīng)用特征等都可以靈活配置。

    從網(wǎng)絡(luò)的觀點(diǎn)出發(fā)，組網(wǎng)的方式比較靈活，支持樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)、星型網(wǎng)絡(luò)及ad-hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還具有較強(qiáng)的魯棒性。另外，網(wǎng)絡(luò)還具有自愈功能。

    根據(jù)公司的展示產(chǎn)品來(lái)看，該節(jié)點(diǎn)模塊已經(jīng)嵌入到國(guó)內(nèi)一些計(jì)量?jī)x表之內(nèi)。“通過(guò)這樣的嵌入，由于顯示、驅(qū)動(dòng)以及其他功能還可以分享微處理器的一些資源，相對(duì)成本可以降得更低”，Tony Ward介紹說(shuō)。另外，這種網(wǎng)絡(luò)還不僅僅只是適用于自動(dòng)抄表，還適合許多數(shù)據(jù)采集的地方，如倉(cāng)庫(kù)管理，超市應(yīng)用等。

圖：Cyan科技無(wú)線抄表網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成示意圖