Wi-SUN無線通信技術 — 大規(guī)模分散式物聯(lián)網應用首選

引言

在數字化浪潮的推動下，物聯(lián)網（IoT）正逐漸滲透到我們生活的方方面面。Wi-SUN技術以其卓越的性能和廣泛的應用前景，成為了大規(guī)模分散式物聯(lián)網應用的首選。本文將深入探討Wi-SUN技術的市場現狀、核心優(yōu)勢、實際應用中的案例以及信馳達在Wi-SUN技術的實施與推行。

Wi-SUN市場現狀

根據Business Research Insight和Market?Research?Future的市場研究報告，2022年全球Wi-SUN技術市場規(guī)模為3.1927億美金。預計2024年至2032年間，Wi-SUN 技術市場規(guī)模將達到145.68億美元，復合年增長率高達13.45%。這一增長不僅得益于全球對智能電表、傳感器和物聯(lián)網設備等互聯(lián)解決方案需求的增加，也與COVID-19大流行期間數字化轉型的加速密切相關。特別是在北美地區(qū)，Wi-SUN技術的普及程度尤為顯著。

圖1：Wi-SUN Technology Market Size, 2023-2032 (USD Billion)

來源: https://www.marketresearchfuture.com/reports/wi-sun-technology-market-8695

Wi-SUN概述

Wi-SUN是什么？

Wi-SUN，即Wireless Smart Ubiquitous Network，是一種基于IEEE 802.15.4標準的無線通信網絡。它提供高性能、低功耗、長距離、強抗干擾能力、高數據吞吐量和高安全性的無線通信解決方案，主要采用網狀網絡結構，通過主動隨機數跳頻技術和自組網技術，實現設備間的遠距離通信和高效數據傳輸，網絡還具有自我修復功能。

Wi-SUN: HAN vs. FAN

Wi-SUN的核心技術包括：家域網（Home Area Network, HAN）和區(qū)域網（Field Area Network, FAN）：

HAN: 家域網

HAN目前有幾種類型，包含Router B和增強型HAN（支持中繼功能）， Router B是指通過家庭智慧能源管理（Home Energy Management System, HEMS）控制器，實現智慧家電與智慧電表串聯(lián)，除了能實時監(jiān)控智慧家電用電量外，也可通過智慧電表互通到FAN的智能城市等應用，完善智能家庭環(huán)境的構建。

FAN: 區(qū)域網

Wi-SUN FAN（Wireless Utility Field Area Network）基于網狀網絡，網絡中的每個設備都可以與周圍的設備建立多個連接，可擴展至數千個節(jié)點，每個節(jié)點之間進行長距離跳轉，如果一個設備與另一個設備失去聯(lián)系，它可以簡單地以不同的方式發(fā)送數據，適用于智慧電網、智慧路燈等大型場域設施。Wi-SUN網絡拓撲圖如下：

圖2：Wi-SUN網絡拓撲結構由2個區(qū)域網組成

Wi-SUN有什么特點？

低延遲和高數據吞吐量：Wi-SUN技術通過其網狀結構設計，能夠提供低延遲的通信體驗，同時支持高數據吞吐量，滿足大規(guī)模物聯(lián)網的需求。

低功耗：Wi-SUN設備通常采用電池供電，有效降低能耗，延長設備壽命。

易于部署和擴展：由于Wi-SUN的網絡結構簡單，且支持自組網，因此非常適合大規(guī)模部署，且可以根據不斷更新的物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)進行靈活擴展。

高安全性：Wi-SUN提供多層安全機制，保護數據傳輸的安全性。

互操作性：Wi-SUN是基于IEEE 802.15.4標準的開放式標準協(xié)議，支持設備之間的數據互通，提高了網絡的整體效率和應用范圍。

成本效益：通過自組網與主動跳頻技術的融合，Wi-SUN可以降低總體建設成本與運營成本，尤其適用于需要廣泛覆蓋的物聯(lián)網應用場景。

廣域覆蓋：Wi-SUN使用Sub-1G頻段，擁有優(yōu)秀的穿墻能力，通信距離更遠，輕松達成廣域網絡覆蓋，成為連接城市建設、能源管理和智能家居等領域的理想選擇。

總的來說，Wi-SUN技術因其獨特的網狀結構、低延遲和高數據吞吐量、低功耗、易于部署和擴展、高安全性、良好的互操作性以及遠距離傳輸等特性，在廣域大規(guī)模物聯(lián)網應用中如魚得水。

Wi-SUN技術應用案例

目前，Wi-SUN技術的應用案例遍布全球。

• 智慧城市：因其遠距離傳輸、易于擴展、雙向通信、低功耗等特性，Wi-SUN網絡已部署和應用于很多城市的智能電表及智慧路燈等應用場景中。此外，在印度海得拉巴，利用Wi-SUN技術打造了“智慧城市生活實驗室”，展示了如何利用物聯(lián)網技術有效管理城市資產。
• 智能路燈：Wi-SUN技術通過支持大規(guī)模的戶外物聯(lián)網網絡，包括先進的計量基礎設施和配電自動化等應用，為城市提供了智能路燈解決方案。例如，在英國倫敦金融城，Wi-SUN技術支持的智能路燈項目不僅提升了城市照明的智能化水平，還有效控制了能源使用和成本。
• 智能電表：在智能城市中，Wi-SUN技術使得智能電表能夠實時監(jiān)控和管理電力使用，優(yōu)化能源分配，降低能源消耗。
• 光伏發(fā)電廠：通過Wi-SUN技術，光伏發(fā)電廠能夠通過智能監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)測太陽能板的運行狀態(tài)，確保發(fā)電效率最大化，同時減少對環(huán)境的影響。
• 智慧低配電柜：在智慧電網中，Wi-SUN技術用于部署智慧低配電柜，動態(tài)調整供電功率，優(yōu)化電力分配，提高電網的可靠性和靈活性。
• 工業(yè)應用：Wi-SUN技術還被應用于工業(yè)和制造業(yè)，提供了非專有的解決方案，使部署更具擴展性、靈活性和安全性。

Wi-SUN技術在物聯(lián)網中的應用案例廣泛，涵蓋了智慧城市、智慧能源、工業(yè)應用等多個領域，展現了其在提升物聯(lián)網連接效率、降低成本和增強用戶體驗方面的巨大潛力。

信馳達在Wi-SUN技術的實施與推行

作為一家知名的無線通信模塊老牌廠商，信馳達針對當前熱門的Wi-SUN協(xié)議，基于TI CC1312系列和CC1352系列芯片推出了多款模塊。

RF-SM-1277B1是基于CC1312R芯片設計的低功耗Sub-1G無線模塊，支持779 MHz - 930 MHz多頻段多信道覆蓋。

RF-TI1352P2集成了功率放大器，在 Sub-1 GHz頻段中最大發(fā)射功率可達+20 dBm，具有更遠的傳輸距離和更強的穿透能力。如下圖，Wi-SUN模塊參數已列出：

圖3：信馳達Wi-SUN模塊參數表

這些無線模塊以其高性能、低功耗和易于集成的特點，為Wi-SUN技術在各種物聯(lián)網應用中的實施提供了堅實的基礎，非常適合于智能城市和工業(yè)物聯(lián)網等應用場景。

預計今年八月，信馳達（www.szrfstar.com）將上線一款基于TI CC1354P10芯片的Wi-SUN模塊，同時支持800 MHz - 928 MHz, 2.4 GHz雙頻段多協(xié)議，并且其存儲空間將升至1024 KB Flash、288 KB RAM，最大節(jié)點數也將增至300個。這將為大規(guī)模分散式物聯(lián)網復雜應用提供更強大的支持，盡情期待吧！