解決互聯(lián)家居中各種多標(biāo)準(zhǔn)無線通信設(shè)備面臨的挑戰(zhàn)

我們大多數(shù)人都很熟悉支持在家居中內(nèi)容共享和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的 Wi-Fi 標(biāo)準(zhǔn)。但除此之外，還存在許多物聯(lián)網(wǎng)(IoT) 技術(shù)，如 Bluetooth? Low Energy (LE)、Zigbee? 和 Thread?。這些低功耗、低數(shù)據(jù)速率的無線標(biāo)準(zhǔn)常用于門鎖、LED 照明和電器等物聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)產(chǎn)品。

這些不同的技術(shù)會構(gòu)成一定的挑戰(zhàn)，那就是供應(yīng)商必須提前決定為自己的設(shè)備選擇哪種技術(shù)。例如，選擇 Zigbee 或低功耗藍(lán)牙（或兩者都選擇）時(shí)，每種選擇都會對產(chǎn)品設(shè)計(jì)產(chǎn)生獨(dú)特的影響。

展望未來，將出現(xiàn)更多針對類似智能家居用例的技術(shù)，比如基于 IP 的互聯(lián)家居計(jì)劃，它將多種其他技術(shù)（802.15.4 和低功耗藍(lán)牙）組合成單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。這使得在技術(shù)和面向未來需求的解決方案之間作出選擇更具挑戰(zhàn)性。

雖然如今的通信設(shè)備一般都會采用某種形式的動態(tài)多協(xié)議(DMP) 支持技術(shù)，但使用這種方法需要進(jìn)行多方面權(quán)衡。單靠 DMP 不足以充分實(shí)現(xiàn)互聯(lián)家居的優(yōu)勢。若想實(shí)現(xiàn)真正的無縫連接，只能通過同時(shí)偵聽網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，而非只偵聽一部分設(shè)備。

如今，客戶不必再作出選擇或妥協(xié)。多協(xié)議支持功能將實(shí)現(xiàn)下一個(gè)重大飛躍（即 Qorvo 的 ConcurrentConnect^TM 技術(shù)），通過使用不同的協(xié)議（無論是 Zigbee + CHIP、Zigbee + 藍(lán)牙 LE 至智能手機(jī)、CHIP + 低功耗藍(lán)牙 Mesh， 還是其它多協(xié)議應(yīng)用場景），持續(xù)流暢地為兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。借助 ConcurrentConnect^TM 技術(shù)，經(jīng)由不同網(wǎng)絡(luò)連接的家居設(shè)備可以獲得獨(dú)特的無縫運(yùn)行體驗(yàn)，而不會出現(xiàn)性能損耗。

為了說明這一點(diǎn)，我們來看看使用標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)組合 ZigBee 或 Thread 和低功耗藍(lán)牙設(shè)備，但不支持 ConcurrentConnect^TM 的真實(shí)網(wǎng)絡(luò)情況。由于節(jié)點(diǎn)不具備并發(fā)連接/偵聽能力，它只能在這些標(biāo)準(zhǔn)之間來回切換，且每次只能使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通信。除了明顯的效率低下問題，該切換方式還會導(dǎo)致通信掉線和延遲，這是因?yàn)閮H允許一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信，而此時(shí)其他標(biāo)準(zhǔn)遭遇阻塞，直至介質(zhì)再次處于空閑狀態(tài)為止。因此，在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的通信量會遭遇瓶頸。

借助采用 ConcurrentConnect^TM 技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)并發(fā)偵聽，從而允許從低功耗藍(lán)牙至 ZigBee 或 Thread 的近瞬時(shí)切換，且?guī)缀醪粫霈F(xiàn)通信掉線的情況。因此，設(shè)備之間通信的速度更快、效率更高、擴(kuò)展性更強(qiáng)，并且能夠接收更多的數(shù)據(jù)包。這樣一來，就可以實(shí)現(xiàn)協(xié)議之間前所未有的單設(shè)備并發(fā)能力。

與功能強(qiáng)大的軟件開發(fā)套件結(jié)合使用時(shí)，Qorvo 獨(dú)特的單芯片、單射頻解決方案可以同時(shí)管理來自多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議的數(shù)據(jù)流量，而且未檢測到延遲。此外，設(shè)計(jì)師還可以精簡產(chǎn)品組件，實(shí)現(xiàn)更小巧、更美觀的外形尺寸，降低產(chǎn)品成本，使其更加便于支持。利用 ConcurrentConnect^TM 支持，客戶可以獲得近乎無限的開發(fā)創(chuàng)新用例選擇，而這些選擇在標(biāo)準(zhǔn)支持方面具有更大的靈活性。

當(dāng)單個(gè)無線電必須同時(shí)支持多個(gè)協(xié)議時(shí)，將面臨硬件和軟件層面的重大挑戰(zhàn)。這是因?yàn)槊總€(gè)協(xié)議都有自己的規(guī)范，規(guī)定設(shè)備應(yīng)如何及何時(shí)偵聽傳入數(shù)據(jù)包和發(fā)送傳出數(shù)據(jù)包。

協(xié)議中的某些階段可能有固定的時(shí)間間隔，在此期間無線電可預(yù)測何時(shí)應(yīng)切換到正確的頻率（例如：低功耗藍(lán)牙“連接中”階段）。然而，大部分時(shí)間，尤其是在偵聽階段（即實(shí)際連接階段之前，檢測備選連接之時(shí)），無線電需要以異步方式持續(xù)檢測傳入數(shù)據(jù)包，無法事先知道需要無線電打開其接收窗口以接收數(shù)據(jù)包的具體時(shí)間。

此外，應(yīng)用需具備簡單易用的界面，以實(shí)現(xiàn)多協(xié)議的無縫操作，這樣，應(yīng)用開發(fā)人員就能突破協(xié)議依賴關(guān)系的壁壘，消除必要時(shí)切換到相應(yīng)協(xié)議的壓力。

從這方面講，采用 Qorvo 并發(fā)偵聽技術(shù)可以改變當(dāng)前的模式。在硬件層面上，它支持對來自不同協(xié)議的數(shù)據(jù)包進(jìn)行異步交錯(cuò)，使設(shè)備可以同時(shí)偵聽多個(gè)協(xié)議，且在偵聽期間不會出現(xiàn)盲點(diǎn)。

ConcurrentConnect^TM 技術(shù)在隨附軟件開發(fā)套件中進(jìn)行了抽象化，它提供簡單易用的 API，便于應(yīng)用開發(fā)人員在其應(yīng)用中無縫地利用該功能。

這種方式可最大限度地利用介質(zhì)，因?yàn)?ConcurrentConnect^TM 技術(shù)在偵聽來自多個(gè)協(xié)議的異步事件時(shí)可保持同步連接。

而 DMP 與之的主要區(qū)別在于可預(yù)測性和不可預(yù)測性。DMP 支持基于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)包的可預(yù)測性；例如：它必須知道何時(shí)切換到低功耗藍(lán)牙，何時(shí)返回到 Zigbee 或 Thread。ConcurrentConnect^TM 技術(shù)則支持不可預(yù)測性，適用于同步和異步操作。

ConcurrentConnect^TM 技術(shù)基于 Qorvo 平臺獨(dú)特的硬件功能，即以最有效的方式檢測和識別數(shù)據(jù)包。只要被檢測到，數(shù)據(jù)包就會在硬件層實(shí)時(shí)完成標(biāo)識流程，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)送至適當(dāng)?shù)膮f(xié)議堆棧，無需在更高軟件層面附加非實(shí)時(shí)路由邏輯。

通過使應(yīng)用“認(rèn)為”擁有自己的無線電，隨附軟件開發(fā)套件在為應(yīng)用整合首選協(xié)議方面又向前邁出一大步。這簡化了應(yīng)用開發(fā)，使開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂谡嬲膽?yīng)用差異。

因此，它為家居網(wǎng)絡(luò)帶來了各種用例，包括網(wǎng)關(guān)、集線器和終端設(shè)備，這些用例都需要具備支持多個(gè)不同設(shè)備之間高頻率數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。利?ConcurrentConnect^TM 技術(shù)，網(wǎng)關(guān)可以在家居網(wǎng)絡(luò)中的所有標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議之間無縫切換，使更多基于不同標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備得以連接和控制。此外，設(shè)計(jì)人員和設(shè)備所有者在擴(kuò)大其家居連接時(shí)，不會受限于某種技術(shù)。

ConcurrentConnect^TM 技術(shù)支持的網(wǎng)關(guān)能夠同時(shí)了解多種協(xié)議，并允許混合使用各種終端設(shè)備，因此，有望出現(xiàn)新的物聯(lián)網(wǎng)用例。

此外，終端設(shè)備本身支持額外的用例。例如：設(shè)備可以同時(shí)連接至低功耗藍(lán)牙 Mesh 和 ZigBee 或 Thread 網(wǎng)絡(luò)。又如：基于低功耗藍(lán)牙的智能手機(jī)在 ZigBee 或 Thread 網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的同時(shí)，可以直接連接至設(shè)備。

并發(fā)偵聽功能還為組合協(xié)議開辟了以前不可能實(shí)現(xiàn)的新用例，例如：基于 ZigBee 或 Thread 的設(shè)備可通過不斷掃描低功耗藍(lán)牙跟蹤器的低功耗藍(lán)牙信標(biāo)實(shí)現(xiàn)定位。

在智能家居市場，互聯(lián)照明就是受益于 ConcurrentConnect^TM 技術(shù)的重要應(yīng)用之一。燈泡首次可以由基于 ZigBee 或 Thread 的開關(guān)以及低功耗藍(lán)牙開關(guān)同時(shí)控制。運(yùn)動傳感器、恒溫器以及其他智能家居傳感和控制設(shè)備也可以獲取類似的益處。

標(biāo)準(zhǔn)分布廣泛，而設(shè)備發(fā)展迅速。Qorvo 已獲專利的 ConcurrentConnect^TM 技術(shù)是我們朝著動態(tài)多協(xié)議支持邁出的重要的下一步。它提高了物聯(lián)網(wǎng)市場的效率，將并發(fā)性提升到一個(gè)全新水平，支持設(shè)計(jì)師和消費(fèi)者保留選擇多種協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)利。ConcurrentConnect^TM 技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)幾乎所有用例，所以他們不再需要選擇或妥協(xié)。