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例如,基于Silicon Labs EM35x Ember ZigBee SoC和EmberZNet PRO协议栈的无线传感器网络,可提供自配置和自修复的网状网络连通性,能够扩展连接单一网络中的数百或数千节点。“ZigBee认证产品”的快速开发得益于Ember AppBuilder,其隐藏协议栈细节,聚焦ZAP(ZigBee Application Profiles)实现的开发工具。通过图形化界面,开发人员能够快速选择应用所需的属性,然后由AppBuilder自动生成所需代码。
为发挥ZigBee网络灵活性的最大优势,需要高效的调试工具。网状网络的复杂性使传统网络分析工具(例如Packet sniffer)使用起来更加困难。事实上,由于包可能穿越多跳到达目的地,许多中间传输超出分析仪的应用范围。对于这个问题,目前唯一的解决方案是采用Silicon Labs桌面网络分析仪(Desktop Network Analyzer),此款分析工具功能强大,能够在图形化界面内展示网络中每个包收发的全貌,并且内置协议分析和可视化跟踪引擎,开发人员可以协调网络通信和装置的任务。
在某些情况下,网状网络并不是合适的选择,因为节点密度太低,因此无法提供有效的故障转移支持。例如,公路或铁路网络拓扑结构需要沿着狭长路径宽间距部署节点。同样,校园的外部设施对于采用网状网络来说过于稀疏。在这些环境中,星型拓扑结构结合可跨越更远距离,因而更可靠,更合适。
Sub-GHz:长距离和低功耗通信的理想选择
无线传播与频率成反比,在低功耗、长距离通信或穿墙能力上,sub-GHz射频更有优势。对于许多应用,433MHz成为2.4GHz的全球替代品(但日本不允许其用于无线应用)。基于868MHz和915MHz的设计可用于美国和欧洲市场。有许多可用的无需授权或需要授权的频段,对于系统集成商来说,既可选择在某些特定区域进行性能优化,或者配合公共事业公司在广阔区域设计系统。在这种多样化中,与2.4GHz频段相比,sub-GHz频段频谱干扰更少。干扰较少的频段能提高网络的整体性能,减少传输中的重传次数。
第三方和基于标准的网络协议栈可用于sub-GHz射频,但许多厂商仍选择专用解决方案来针对其特定需求。许多无线协议面临着一个问题,接口要不断激活 “监听”网络中通信。数据发射比数据接收消耗更多的能量,但是发射是短暂的,并且有长时间间隔,因此长期平均能耗通常更低。在许多无线协议中,接收器不知道消息何时到来。因此不得不保持监听以便不丢失任何数据,因此即使没有消息,接收器也不能完全关闭能耗。这种情形将限制节点的电池自主权,需要对电池定期更换或充电。
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