近日，深圳地鐵11號(hào)線出了一場(chǎng)嚴(yán)重的事故。某施工單位在進(jìn)行項(xiàng)目作業(yè)時(shí)打樁“越界”，造成地鐵接觸網(wǎng)設(shè)備受損,全線運(yùn)行受阻,大量乘客滯留,搶修了10余小時(shí)后才恢復(fù)通車(chē)。

　　國(guó)內(nèi)地鐵出現(xiàn)類(lèi)似的事故已不是第一次。有專業(yè)人士告訴記者，如果本次事故發(fā)生前在該區(qū)域部署了震動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可能就不會(huì)發(fā)生這樣的悲劇。

　　傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許多在空間上分布的自動(dòng)裝置組成的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這些裝置使用傳感器協(xié)作地監(jiān)控不同位置的物理或環(huán)境狀況(比如溫度、聲音、振動(dòng)、壓力、運(yùn)動(dòng)或污染物)。其中，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展最初起源于戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等軍事應(yīng)用，而現(xiàn)今無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用于很多民用領(lǐng)域，如環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測(cè)、健康監(jiān)護(hù)、家庭自動(dòng)化、以及交通控制等。

　　個(gè)域傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求多，但難度大

　　在各類(lèi)型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，前端數(shù)據(jù)采集和傳感設(shè)備是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。而傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)首要解決最核心的問(wèn)題——可靠的數(shù)據(jù)采集和即時(shí)的傳輸以及超微功耗技術(shù)。目前的系統(tǒng)方案中，數(shù)據(jù)采集一般通過(guò)RFID技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn);而數(shù)據(jù)傳輸則依賴于各種類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其中，新興的LPWAN(低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng))技術(shù)得到越來(lái)越多用戶的青睞。

　　在全球范圍內(nèi)，用戶對(duì)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的需求不斷增長(zhǎng)，對(duì)LPWAN的需求更呈現(xiàn)出立體式的增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2022年，全球LPWAN市場(chǎng)的價(jià)值將會(huì)超過(guò)460億美元。而LPWAN領(lǐng)域的兩大核心技術(shù)，一個(gè)是當(dāng)前由Semtech主導(dǎo)的LoRa技術(shù)，另一個(gè)就是NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))，都已在國(guó)內(nèi)得到了廣泛認(rèn)同。

　　這兩項(xiàng)技術(shù)將LPWAN劃分出了兩大陣營(yíng)：?jiǎn)螐牟捎玫念l率上分析，LoRa物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在非授權(quán)頻譜上工作，而NB-IoT則使用授權(quán)頻段，每MHz的成本大于500美元，電信運(yùn)營(yíng)商可以選擇在防護(hù)頻段、4G LTE頻譜、或者獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)中部署NB-IoT。

　　“如果要打造一套完備的城域傳感器網(wǎng)絡(luò)，采用LoRa技術(shù)要考慮廣域網(wǎng)絡(luò)的基站規(guī)模建設(shè)維護(hù)和同頻干擾兩大難題。”深圳市德興達(dá)科技有限公司技術(shù)總監(jiān)黃志勇先生在接受記者采訪時(shí)這樣說(shuō)到。其原因在于：首先，LoRa所屬工作頻段里的頻率資源非常有限，隨著實(shí)際應(yīng)用項(xiàng)目的增多遲早會(huì)出現(xiàn)“搶頻”現(xiàn)象;其次，LoRa網(wǎng)絡(luò)在工作時(shí)需要專用的網(wǎng)關(guān)支持，而NB-IoT不存在這樣的問(wèn)題，它的基礎(chǔ)設(shè)施是直接連接基站和傳感器設(shè)立，因此LoRa的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模如果沒(méi)有巨大的用戶節(jié)點(diǎn)支撐很難有如此體量的企業(yè)象運(yùn)營(yíng)商那樣能連續(xù)不計(jì)成本投入多年而不考慮盈利，同時(shí)沒(méi)有行政干預(yù)頻譜資源的管理，LoRa的頻譜資源也無(wú)法得到合理和充分利用。

深圳市德興達(dá)科技有限公司技術(shù)總監(jiān) 黃志勇先生

　　然而，無(wú)論是采用哪種LPWAN技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的碎片化，以及前端應(yīng)用場(chǎng)景和環(huán)境的復(fù)雜性，都讓系統(tǒng)集成商或項(xiàng)目公司經(jīng)常為物聯(lián)網(wǎng)前端硬件開(kāi)發(fā)和算法頭痛不已。

　　“在傳統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上，系統(tǒng)集成商的做法往往要先規(guī)劃項(xiàng)目需求，再通過(guò)軟件的架構(gòu)去尋找相應(yīng)的硬件，并通過(guò)各種途徑來(lái)搜索傳感器、DTU、電源、通信設(shè)備等硬件供應(yīng)商，進(jìn)行測(cè)試組裝。整個(gè)過(guò)程很復(fù)雜、很棘手。”黃總告訴記者，“用戶一直希望能將這一切進(jìn)行整體打包，實(shí)現(xiàn)一站式的解決方案。”

　　物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)用戶，尤其是多數(shù)的系統(tǒng)集成商，一直希望有一整套自成系統(tǒng)的、能自組互聯(lián)的、長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠運(yùn)行且超微功耗的硬件傳感和通訊設(shè)備，并且這樣的完整硬件系統(tǒng)解決方案和系統(tǒng)軟件之間的耦合是簡(jiǎn)單而快速的，甚至不再需要開(kāi)發(fā)中間件或其他算法級(jí)別的軟件。

　　DePlus自組網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)系統(tǒng)級(jí)的超微功耗

　　日前，德興達(dá)站在用戶的角度思考后，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)多樣化的應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)發(fā)了一整套具體的DePlus系列RFID產(chǎn)品，協(xié)議含前端傳感RFID和前端硬件無(wú)線聯(lián)網(wǎng)和算法，協(xié)議傳輸給上層的是具體的采集結(jié)果而不是一堆的數(shù)據(jù)等待分析和判斷,并將技術(shù)應(yīng)用定位于區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，例如地下工作井、地下通道管廊、大型或超大型社區(qū)、商業(yè)中心、廠區(qū)等。

　　黃總指出：“使用DePlus協(xié)議RFID，系統(tǒng)集成商可以從DEPLUS網(wǎng)關(guān)直接獲得物聯(lián)感知結(jié)果，不再需要在系統(tǒng)軟件內(nèi)再開(kāi)發(fā)具體的和硬件相關(guān)的算法，大大減輕了集成商的開(kāi)發(fā)工作量，極大提高的項(xiàng)目速度和系統(tǒng)的可靠性。”

　　德興達(dá)推出的DePlus協(xié)議RFID的技術(shù)特點(diǎn)在于：

　　采用1/10000超低占空比雙向快速通信方式工作方式，又具有身份識(shí)別功能和傳感器數(shù)據(jù)采集控制功能的新一代有源RFID識(shí)別技術(shù);

　　協(xié)議中包含了完整的網(wǎng)絡(luò)層MESH連接協(xié)議，在一個(gè)固定區(qū)域內(nèi)部署的路由之間是網(wǎng)狀互聯(lián)關(guān)系，可杜絕數(shù)據(jù)丟包問(wèn)題;

　　通過(guò)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步以及時(shí)鐘糾錯(cuò)和逼近算法，最大限度的利用了空中信道，大大減少節(jié)點(diǎn)之間的通訊沖撞概率，從而支持更多的終端數(shù)目，降低了網(wǎng)絡(luò)的硬件成本;

　　引入了廣域網(wǎng)網(wǎng)橋和路由的概念，每個(gè)微網(wǎng)可以通過(guò)它連接到網(wǎng)關(guān)，并采用了擴(kuò)頻通訊技術(shù)，接收靈敏度可達(dá)-130dbm;

　　獨(dú)創(chuàng)智能路由休眠技術(shù)，通過(guò)嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步機(jī)制，大大縮短了路由啟動(dòng)時(shí)間，并通過(guò)獨(dú)特的信道分配和管理技術(shù)使得網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)減少80%;

　　協(xié)議中的傳感器接口類(lèi)型全面，包括IIC/SPI/RS232/485/AI/DI/AD等大部分傳感器器件的接口標(biāo)準(zhǔn)，靈活的接口設(shè)計(jì)加上完善的電源控制機(jī)制，使得集成了傳感器之后RFID的電能損耗依然控制在極小范圍。

　　據(jù)黃總介紹，德興達(dá)已將DePlus RFID技術(shù)產(chǎn)品化，推出了自組網(wǎng)溫濕度傳感RFID標(biāo)簽、自組網(wǎng)位移/振動(dòng)傳感RFID標(biāo)簽、自組網(wǎng)煙霧傳感RFID標(biāo)簽等近20種傳感標(biāo)簽產(chǎn)品、以及自組網(wǎng)通訊路由、擴(kuò)頻路由、網(wǎng)橋、自組網(wǎng)有線網(wǎng)關(guān)、無(wú)線擴(kuò)頻網(wǎng)關(guān)等基礎(chǔ)通訊產(chǎn)品等總計(jì)30多款專業(yè)產(chǎn)品。

　　“DePlus RFID的應(yīng)用市場(chǎng)非常豐富，我們已經(jīng)在電力行業(yè)中的地下通道管線、智能工井、智能物業(yè)等領(lǐng)域有了成功案例。”黃總這樣說(shuō)到。

　　與形成LPWAN互補(bǔ)，錯(cuò)位共存

　　眾所周知，LPWAN專為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它能滿足越來(lái)越多遠(yuǎn)距離物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接需求。但是，用戶在實(shí)際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)NB-IoT是通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的“罷工”實(shí)現(xiàn)的低功耗，雖然它的PSM(Power Saving Mode)模式和eDRX(Extended Discontinuous Reception)模式能讓終端耗電量大大降低，卻以放棄數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性為代價(jià)。對(duì)于有遠(yuǎn)程不定期監(jiān)控(如地下管線、智能工井、智能物業(yè)等)需求且實(shí)時(shí)性要求很高的場(chǎng)景不適合。

　　黃總舉例，對(duì)電力行業(yè)的地下通道管線這種特別的個(gè)域傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)講，要面臨很多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。首先，主流的LPWAN技術(shù)基本無(wú)法覆蓋，即使可以做到但成本較高;其次，解決超微功耗問(wèn)題的之前還需要為標(biāo)簽解決供電問(wèn)題。在城市地下管廊應(yīng)用中，德興達(dá)率先推出了完全基于電池供電的信號(hào)覆蓋小基站產(chǎn)品和解決方案，在國(guó)內(nèi)尚屬首創(chuàng)。而基于DEPLUS協(xié)議的智能物業(yè)無(wú)線監(jiān)測(cè)和人員定位系統(tǒng)的硬件解決方案也已經(jīng)在深圳萬(wàn)科龍崗某超大型社區(qū)布網(wǎng)測(cè)試成功，再次證明德興達(dá)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的實(shí)用性和先進(jìn)性。

　　“我們的定位很清晰，要把DePlus作為主流LPWAN技術(shù)的補(bǔ)充，進(jìn)行互補(bǔ)和錯(cuò)位應(yīng)用，讓物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)末梢分布得更廣泛，也更細(xì)致。”黃總對(duì)記者表示，“2016年以來(lái)，德興達(dá)開(kāi)始服務(wù)于國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、中國(guó)電信、萬(wàn)科、航天科技集團(tuán)等一大批優(yōu)質(zhì)客戶。”

　　記者了解到，德興達(dá)已經(jīng)開(kāi)始構(gòu)建起自己的RFID硬件生態(tài)圈，目前我們的產(chǎn)品包括了標(biāo)簽、PDA、傳感器、網(wǎng)關(guān)、能源采集硬件和節(jié)能硬件以及各種應(yīng)用解決方案。接下來(lái)，除了鞏固DePlus自組網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，德興達(dá)還將與電信運(yùn)營(yíng)商合作，在DePlus核心協(xié)議的基礎(chǔ)上推出自主獨(dú)特的NB-IoT解決方案，讓我們拭目以待!