發布日期：2022-05-18 點擊率：73
一直喜歡用CHIP方法研究物聯網以及研究物聯網的發展趨勢，C代表案例、H代表歷史、I代表架構、而P代表痛點。CHIP方法實際上是一個整體，案例讓研究更具體，架構方法讓研究更全面，痛點是變化趨勢的動力，歷史經驗可以對未來發展提供很好的借鑒。現在我們就用這個方法來分析智能硬件發展的痛點并找到其對策。
物聯網從功能維度上可分為三層架構：感知、連接和智能，很好的闡述了物聯網的功能架構，但從發展角度看，物聯網發展的瓶頸卻依次是連接、感知和智能。如圖：
從這張圖可以看出，現在物聯網發展的瓶頸還是在連接層。物聯網的通訊協議還不完善：Wifi功耗高，連接數量大之后，網絡不穩定；Zigbee本身協議標準也不完全統一；藍牙技術落后，而早期很多手機不支持低功耗藍牙；有線連接的成本高。對于智能硬件開發而言，無線通訊技術還存在以下痛點：
1、無線連接的穩定性不好。
2、無線連接的可靠性不強。
3、無線連接的響應速度不快。
而智能硬件設備對大眾用戶的普及，也面臨如下的痛點：
1、智能硬件產品配置復雜，使用門檻高。智能硬件產品首先要組網，組網之后每個產品需要連接配置。這些操作對于沒有IT經驗的人，基本上很難完成。
2、續航能力差，產品充電麻煩。大多數智能硬件產品續航能力差，一天一充已成常態。如果設備有電源，有線移動麻煩；沒有電源的無線設備，設備充電也麻煩。
3、智能硬件產品功能實用性不強。早期的智能硬件功能開發是技術人員開發出來的，很多時候功能增加了操作麻煩，并不實用。
物聯網的真正發展，首先是要解決開發者和用戶的痛點，而對于應用的商家，還要解決性價比問題、通訊標準統一的問題等等。在所有的難題中，解決技術的難題是最關鍵的，那如何解決智能硬件的穩定性、可靠性和響應速率的難題呢？
從技術發展的歷史，我們可以找到一些歷史經驗。
比如工業領域的通訊協議，早期是使用總線實現工業通訊的，在以太網發展起來之后，工業通訊沒有直接使用以太網，而是發展出了工業以太網。工業以太網相對于以太網解決了以下幾個難題：
工業以太網的實時性、確定性和可靠性相對于以太網有了非常大的提升：
1、如何提升實時性？以太網的通訊需要通過檢測是否有沖突，而沖突的檢測是有時間成本的，當發生沖突時，需要重發數據，并且嘗試多次重發數據。這種檢測沖突的方法是付出了時間成本的。而工業以太網是不檢測沖突的，通過向所有設備發送消息，而接受設備接收全部消息，提高通訊的實時性。
2、如何提高確定性？以太網在網絡上存在沖突，而沖突發生時，就需要多次重發數據。所以在網絡流量小的時候，網速很快，當網絡容量接近飽和的時候，以太網的傳輸速率和確定性就大大降低。不確定性在于沖突發生時，可以多次重發，那么重發次數就是不確定性的根源。而工業以太網通過點對面發送消息，不檢測沖突來提高通訊的確定性。
3、如何提高可靠性？通過增加網絡精準受時，保證同步通訊，提高通訊可靠性。
工業以太網通過以上方法，提升了通訊的實時性、可靠性和確定性，使得工業以太網逐步在工業通訊領域開始普及，成為流行的工業通訊趨勢。
而智能硬件的無線通訊協議，也面臨著以太網相同的難題：需要提高實時性、可靠性和確定性。智能硬件的無線通訊難題是否可以借鑒工業以太網的經驗來解決呢？
筆者最近發現有一家企業嘗試通過類似工業以太網的方法，解決智能硬件無線通訊協議的問題。
深圳銀河風云公司，最近幾年一直推廣MacBee協議，我一直以為MacBee協議在仿Zigbee協議，而沒有過多關注。而最近在與銀河風云曾總的交流中，發現，銀河風云推廣的MacBee協議與Zigbee協議有很大的差異：
1、MacBee協議，不檢測沖突，實現點對多點的信息發送，而Zigbee協議是需要檢測沖突的。
2、MacBee協議在同一個區域，提供多個信道，提高容量，并提升通訊速率，實現提高實時性的目的。
3、MacBee協議提供時間同步功能，在復雜程序控制的智能設備控制，通過時間與程序控制，來提升通訊的可靠性。
比較MacBee協議與 Zigbee（也包括WIFI）協議的差異，發現與工業以太網和以太網協議的差異有非常多的類似之處。工業以太網在三個領域的增強，提高了通訊的實時性、可靠性和確定性；那么MacBee協議使用了非常類似的改進，必然也會提升無線通訊協議的實時性、可靠性和確定性。
MacBee通訊會不會在未來智能硬件的無線通訊方式中占據一席之地？
當然隨著物聯網的發展，很多通訊協議的技術已經逐步完善，而物聯網連接產品的特點不一樣，對通訊協議的要求也會不同。比如長距離、低功耗、數據量少、實時性要求不高的NB－IOT、Lora對于一些長尾設備而言是最適合的。而對于短距離、低功耗、數據量不大、實時性要求高的設備，或許MacBee會是一種選擇。而對于燈具而言，就屬于短距離、低功耗、數據量不大，實時性要求非常高的設備，MacBee通訊協議在這個領域做過嘗試，取得了非常好的效果。
而未來其它的無線通訊協議，是否可以借鑒如工業以太網、MacBee協議的方法，來提升通訊的可靠性、實時性和確定性呢？MacBee的發展值得關注。
本文摘自：物聯網
文章來源： ofweek工控網
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