MacBee技术能否解决制约智能硬件发展的连接痛点?

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MacBee技术能否解决制约智能硬件发展的连接痛点?

笔者一直喜欢用CHIP方法研究物联网以及研究物联网的发展趋势,C代表案例、H代表历史、I代表架构、而P代表痛点。CHIP方法实际上是一个整体,案例让研究更具体,架构方法让研究更全面,痛点是变化趋势的动力,历史经验可以对未来发展提供很好的借鉴。现在我们就用这个方法来分析智能硬件发展的痛点并找到其对策。

物联网发展的瓶颈在于连接

物联网从功能维度上可分为三层架构:感知、连接和智能,很好地阐述了物联网的功能架构,但从发展角度看,物联网发展的瓶颈却依次是连接、感知和智能。如图:

MacBee技术能否解决制约智能硬件发展的连接痛点?

从这张图可以看出,现在物联网发展的瓶颈还是在连接层。物联网的通讯协议还不完善:Wifi功耗高,连接数量大之后,网络不稳定;Zigbee本身协议标准也不完全统一;蓝牙技术落后,而早期很多手机不支持低功耗蓝牙;有线连接的成本高。对于智能硬件开发而言,无线通讯技术还存在以下痛点:

1、无线连接的稳定性不好;

2、无线连接的可靠性不强;

3、无线连接的响应速度不快。

智能硬件设备对大众用户的普及,也面临如下的痛点:

1、智能硬件产品配置复杂,使用门槛高。智能硬件产品首先要组网,组网之后每个产品需要连接配置,这些操作对于没有IT经验的人,基本上很难完成;

2、续航能力差,产品充电麻烦。大多数智能硬件产品续航能力差,一天一充已成常态。如果设备有电源,有线移动麻烦;没有电源的无线设备,设备充电也麻烦;

3、智能硬件产品功能实用性不强。早期的智能硬件功能开发是技术人员开发出来的,很多时候功能增加了操作麻烦,并不实用。

工业以太网能否真正解决连接问题?

物联网的真正发展,首先是要解决开发者和用户的痛点,而对于应用的商家,还要解决性价比问题、通讯标准统一的问题等等。在所有的难题中,解决技术的难题是最关键的,那如何解决智能硬件的稳定性、可靠性和响应速率的难题呢?

从技术发展的历史,我们可以找到一些历史经验。

比如工业领域的通讯协议,早期是使用总线实现工业通讯的,在以太网发展起来之后,工业通讯没有直接使用以太网,而是发展出了工业以太网。工业以太网相对于以太网解决了以下几个难题:

工业以太网的实时性、确定性和可靠性相对于以太网有了非常大的提升:

1、 如何提升实时性? 以太网的通讯需要通过检测是否有冲突,而冲突的检测是有时间成本的,当发生冲突时,需要重发数据,并且尝试多次重发数据。这种检测冲突的方法是付出了时间成本的。而工业以太网是不检测冲突的,通过向所有设备发送消息,而接受设备接收全部消息,提高通讯的实时性。

2、 如何提高确定性? 以太网在网络上存在冲突,而冲突发生时,就需要多次重发数据。所以在网络流量小的时候,网速很快,当网络容量接近饱和的时候,以太网的传输速率和确定性就大大降低。不确定性在于冲突发生时,可以多次重发,那么重发次数就是不确定性的根源。而工业以太网通过点对面发送消息,不检测冲突来提高通讯的确定性。

3、 如何提高可靠性? 通过增加网络精准受时,保证同步通讯,提高通讯可靠性。

工业以太网通过以上方法,提升了通讯的实时性、可靠性和确定性,使得工业以太网逐步在工业通讯领域开始普及,成为流行的工业通讯趋势。

而智能硬件的无线通讯协议,也面临着以太网相同的难题:需要提高实时性、可靠性和确定性。智能硬件的无线通讯难题是否可以借鉴工业以太网的经验来解决呢?

笔者最近发现有一家企业尝试通过类似工业以太网的方法,解决智能硬件无线通讯协议的问题。

深圳市银河风云网络系统股份有限公司,最近几年一直推广MacBee协议,我一直以为MacBee协议在仿Zigbee协议,而没有过多关注。而最近在与银河风云曾总的交流中,发现,银河风云推广的MacBee协议与Zigbee协议有很大的差异:

1、 MacBee协议,不检测冲突 ,实现点对多点的信息发送,而Zigbee协议是需要检测冲突的。

2、 MacBee协议在同一个区域 ,提供多个信道,提高容量,并提升通讯速率,实现提高实时性的目的。

3、 MacBee协议提供时间同步功能 ,在复杂程序控制的智能设备控制,通过时间与程序控制,来提升通讯的可靠性。

比较MacBee协议与 Zigbee(也包括WIFI)协议的差异,发现与工业以太网和以太网协议的差异有非常多的类似之处——工业以太网在三个领域的增强,提高了通讯的实时性、可靠性和确定性;MacBee协议使用了非常类似的改进,也相应地提升了无线通讯协议的实时性、可靠性和确定性。

MacBee技术能否在智能硬件领域占据一席之地?

当然随着物联网的发展,很多通讯协议的技术已经逐步完善,而物联网连接产品的特点不一样,对通讯协议的要求也会不同。

比如,长距离、低功耗、数据量少、实时性要求不高的NB-IoT、Lora对于一些长尾设备而言是最适合的。对于短距离、低功耗、数据量不大、实时性要求高的设备,或许MacBee会是一种选择。而对于灯具而言,就属于短距离、低功耗、数据量不大,实时性要求非常高的设备,MacBee通讯协议在这个领域做过尝试,取得了非常好的效果。

而未来其它的无线通讯协议,是否可以借鉴如工业以太网、MacBee协议的方法,来提升通讯的可靠性、实时性和确定性呢?

【作者:廊庭(北京)科技有限公司创始人许永硕】

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