ZigBee与EnOcean联盟组合实现超低功耗设备的能量收集.doc
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1、ZigBee与EnOcean联盟组合实现超低功耗设备的能量收集标准是物联网发展的基本要素,特别是对于工业设备。这在位于网络核心的无线连接及其与电池电源的使用中尤为明显。虽然2.4 GHz频段中存在一些全球标准,例如ZigBee和潜在的蓝牙,但这些仍然存在无线节点功耗方面的挑战,主要是因为所使用的协议更侧重于数据连接。虽然这些已经为具有有线功率的系统带来了吸引力,但是已经开始收集能量,特别是在工业应用中,并且这些协议可能过于耗电。在拥有数千或数十个的工业网络中数千个电池供电的无线节点,取代电池是一项主要的运营成本和网络运营的风险。必须安排电池更换,以确保节点不会发生故障,并且不会遗漏重要数据。由
2、于这些网络连接到互联网并且数据被馈送到云中进行分析和监控,因此这种可靠性更为重要。因此,EnOcean等组织开发了自己的无线协议,通常基于在小型电报数据上,使用微量的电力,可以从室内照明,热差异或设备本身的振动中清除。即使可用的能量不足以获得恒定功率,使用能量收集来为电池充电也可以将无线节点的电池寿命大大延长到多年,从而提高了对该技术的接受度并使得能够推出工业互联网。物联网(IIoT)。图1所示的EnOcean EDK350开发套件包括一个带有USB 300 USB网关的编程器/演示板,用于连接PC以控制TCM 320收发器模块和STM 300传感器模块。它还包括一个太阳能温度传感器,按钮发射
3、器,机械能发电机和发射器模块,以演示自供电网络的所有元素。图1:EDK350开发套件包含使用EnOcean的超低功耗协议构建自供电网络所需的所有元素。然而,ZigBee等全球标准与EnOcean的能源优化协议之间存在不匹配。虽然ZigBee拥有十多家芯片供应商,为系统设计人员提供无线节点和网关的选择,但EnOcean联盟仍然依赖于一家公司EnOcean作为底层收发器,即使协议是作为国际ISO/IEC 14543-的一部分开放的 - 3-1X标准。这限制了希望将能量收集用于工业无线网络的设计人员的选择。最新版本的ZigBee 3.0版现在旨在结合两种方法的优势,创建一个开放的全球规范,将能量收集
4、无线通信扩展到更广泛的自供电IoT传感器解决方案。图2:ZigBee 3.0旨在为可以使用能量收集的工业物联网奠定可互操作协议的基础。ZigBee 3.0的目标是提供简化的统一物联网标准通过不仅在应用程序和协议层提供规范,而且现在在物理层提供规范,减少行业碎片,特别是工业网络,从而减少产品开发(图2)。与EnOcean联盟达成的协议是沿着这条道路迈出的第一步,因为这两个团队将联合开发ZigBee 3.0生态系统规范,以实现可互操作的自供电物联网解决方案。这将实现第一个单一的统一,开放和完整的无线物联网产品开发解决方案,从物理层到应用网络层一直延伸,并包括认证和品牌推广,以提高不断增长的互操作性
5、zigBee 3.0定义的互操作性将允许来自不同供应商的自供电设备即插即用,大大增加了批量商机,从而降低了成本。底层组件,包括当前的ZigBee硅控制器和收发器(见图3和图4)。面临的挑战是在全球可用的未经许可的2.4 GHz频段中使用EnOcean电报方法,该频段已用于Wi-Fi等大容量消费类应用,允许无电池设备安全地连接网络各种能量收集应用。这两个小组将根据这一全球标准定义全球能量收集无线解决方案的技术规范,使EnOcean Alliance的1500名成员能够访问当前sub-GHz网络之外的应用家庭和商业楼宇自动化。来自ZigBee联盟和EnOcean联盟的技术任务组正在定义将标准化的E
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