解決互聯(lián)家居中各種多標準無線通信設備面臨的挑戰(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)接入服務的 Wi-Fi 標準。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)速率的無線標準常用于門鎖、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)，那就是供應商必須提前決定為自己的設備選擇哪種技術(shù)。例如，選擇 Zigbee 或低功耗藍牙（或兩者都選擇）時，每種選擇都會對產(chǎn)品設計產(chǎn)生獨特的影響。

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)家居計劃，它將多種其他技術(shù)（802.15.4 和低功耗藍牙）組合成單個標準。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行多方面權(quán)衡。單靠 DMP 不足以充分實現(xiàn)互聯(lián)家居的優(yōu)勢。若想實現(xiàn)真正的無縫連接，只能通過同時偵聽網(wǎng)絡上的所有設備來實現(xiàn)，而非只偵聽一部分設備。

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

為了說明這一點，我們來看看使用標準節(jié)點組合 ZigBee 或 Thread 和低功耗藍牙設備，但不支持 ConcurrentConnect^TM 的真實網(wǎng)絡情況。由于節(jié)點不具備并發(fā)連接/偵聽能力，它只能在這些標準之間來回切換，且每次只能使用一個標準通信。除了明顯的效率低下問題，該切換方式還會導致通信掉線和延遲，這是因為僅允許一個標準進行通信，而此時其他標準遭遇阻塞，直至介質(zhì)再次處于空閑狀態(tài)為止。因此，在設定時間段內(nèi)的通信量會遭遇瓶頸。

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

與功能強大的軟件開發(fā)套件結(jié)合使用時，Qorvo 獨特的單芯片、單射頻解決方案可以同時管理來自多個標準或協(xié)議的數(shù)據(jù)流量，而且未檢測到延遲。此外，設計師還可以精簡產(chǎn)品組件，實現(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，而這些選擇在標準支持方面具有更大的靈活性。

當單個無線電必須同時支持多個協(xié)議時，將面臨硬件和軟件層面的重大挑戰(zhàn)。這是因為每個協(xié)議都有自己的規(guī)范，規(guī)定設備應如何及何時偵聽傳入數(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間間隔，在此期間無線電可預測何時應切換到正確的頻率（例如：低功耗藍牙“連接中”階段）。然而，大部分時間，尤其是在偵聽階段（即實際連接階段之前，檢測備選連接之時），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)包的具體時間。

此外，應用需具備簡單易用的界面，以實現(xiàn)多協(xié)議的無縫操作，這樣，應用開發(fā)人員就能突破協(xié)議依賴關(guān)系的壁壘，消除必要時切換到相應協(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)包進行異步交錯，使設備可以同時偵聽多個協(xié)議，且在偵聽期間不會出現(xiàn)盲點。

ConcurrentConnect^TM 技術(shù)在隨附軟件開發(fā)套件中進行了抽象化，它提供簡單易用的 API，便于應用開發(fā)人員在其應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)，因為 ConcurrentConnect^TM 技術(shù)在偵聽來自多個協(xié)議的異步事件時可保持同步連接。

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

ConcurrentConnect^TM 技術(shù)基于 Qorvo 平臺獨特的硬件功能，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)包就會在硬件層實時完成標識流程，然后將數(shù)據(jù)包發(fā)送至適當?shù)膮f(xié)議堆棧，無需在更高軟件層面附加非實時路由邏輯。

通過使應用“認為”擁有自己的無線電，隨附軟件開發(fā)套件在為應用整合首選協(xié)議方面又向前邁出一大步。這簡化了應用開發(fā)，使開發(fā)人員能夠?qū)Ｗ⒂谡嬲膽貌町悺?/span>

因此，它為家居網(wǎng)絡帶來了各種用例，包括網(wǎng)關(guān)、集線器和終端設備，這些用例都需要具備支持多個不同設備之間高頻率數(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)絡中的所有標準和協(xié)議之間無縫切換，使更多基于不同標準的終端設備得以連接和控制。此外，設計人員和設備所有者在擴大其家居連接時，不會受限于某種技術(shù)。

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

此外，終端設備本身支持額外的用例。例如：設備可以同時連接至低功耗藍牙 Mesh 和 ZigBee 或 Thread 網(wǎng)絡。又如：基于低功耗藍牙的智能手機在 ZigBee 或 Thread 網(wǎng)絡中運行的同時，可以直接連接至設備。

并發(fā)偵聽功能還為組合協(xié)議開辟了以前不可能實現(xiàn)的新用例，例如：基于 ZigBee 或 Thread 的設備可通過不斷掃描低功耗藍牙跟蹤器的低功耗藍牙信標實現(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)以及低功耗藍牙開關(guān)同時控制。運動傳感器、恒溫器以及其他智能家居傳感和控制設備也可以獲取類似的益處。

標準分布廣泛，而設備發(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)性提升到一個全新水平，支持設計師和消費者保留選擇多種協(xié)議和標準的權(quán)利。ConcurrentConnect^TM 技術(shù)可以實現(xiàn)幾乎所有用例，所以他們不再需要選擇或妥協(xié)。