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ZigBee 與 EnOcean 聯盟的結合如何推動 IIoT 的能量收集向前發展

1774288 2022-11-28 | pdf | 270.69KB | 次下載 | 免費

資料介紹

標準是物聯網發展的基本要素，尤其是對于工業設備而言。這在位于網絡核心的無線連接及其使用電池電源的情況下尤為明顯。雖然在 2.4 GHz 頻段有一些全球標準，例如 ZigBee 和潛在的藍牙，但這些在無線節點的功耗方面仍然存在挑戰，這主要是由于所使用的協議更側重于數據連接。雖然這些已經獲得了有線電源系統的吸引力，但已經開始轉向收集能量，特別是在工業應用中，而且這些協議可能太耗電了。標準是物聯網發展的基本要素，尤其是對于工業設備而言。這在位于網絡核心的無線連接及其使用電池電源的情況下尤為明顯。雖然在 2.4 GHz 頻段有一些全球標準，例如 ZigBee 和潛在的藍牙，但這些在無線節點的功耗方面仍然存在挑戰，這主要是由于所使用的協議更側重于數據連接。雖然這些已經獲得了有線電源系統的吸引力，但已經開始轉向收集能量，特別是在工業應用中，而且這些協議可能太耗電了。在具有數千或數萬個電池供電無線節點的工業網絡中，更換電池是網絡運行的主要運營成本和風險。必須安排電池更換，以確保節點不會出現故障并且不會丟失重要數據。由于這些網絡連接到互聯網，數據被送入云端進行分析和監控，這種可靠性就顯得尤為重要。在具有數千或數萬個電池供電無線節點的工業網絡中，更換電池是網絡運行的主要運營成本和風險。必須安排電池更換，以確保節點不會出現故障并且不會丟失重要數據。由于這些網絡連接到互聯網，數據被送入云端進行分析和監控，這種可靠性就顯得尤為重要。因此，像 EnOcean 這樣的組織開發了他們自己的無線協議，通常基于小的數據電報，這些協議使用可以從室內照明、熱差異或設備本身的振動中提取的微量能量。即使可用能量對于恒定功率而言不夠規律，使用能量收集為電池充電也可以將無線節點的電池壽命顯著延長至多年，從而提高該技術的接受度并推動工業互聯網的推出物聯網（工業物聯網）。因此，像 EnOcean 這樣的組織開發了他們自己的無線協議，通常基于小的數據電報，這些協議使用可以從室內照明、熱差異或設備本身的振動中提取的微量能量。即使可用能量對于恒定功率而言不夠規律，使用能量收集為電池充電也可以將無線節點的電池壽命顯著延長至多年，從而提高該技術的接受度并推動工業互聯網的推出物聯網（工業物聯網）。圖 1 所示的EnOcean 圖 1 所示的EnOcean EDK350 開發套件包括一個帶有 USB 300 USB 網關的編程器/演示板，用于連接到 PC 以控制 TCM 320 收發器模塊和 STM 300 傳感器模塊。EDK350 開發套件包括一個帶有 USB 300 USB 網關的編程器/演示板，用于連接到 PC 以控制 TCM 320 收發器模塊和 STM 300 傳感器模塊。它還包括太陽能供電溫度傳感器、按鈕發射器、機械能發生器和發射器模塊，以展示自供電網絡的所有元素。它還包括太陽能供電溫度傳感器、按鈕發射器、機械能發生器和發射器模塊，以展示自供電網絡的所有元素。圖 1：EDK350 開發套件包含使用 EnOcean 的超低功耗協議構建自供電網絡所需的所有元素。圖 1：EDK350 開發套件包含使用 EnOcean 的超低功耗協議構建自供電網絡所需的所有元素。然而，ZigBee 等全球標準與 EnOcean 的能源優化協議之間存在不匹配。雖然 ZigBee 有十多家芯片供應商為系統設計人員提供無線節點和網關的選擇，但 EnOcean 聯盟仍然依賴一家公司 EnOcean 來提供底層收發器，盡管該協議作為國際 ISO/IEC 14543 的一部分是開放的-3-1X標準。這限制了希望將能量收集用于工業無線網絡的設計人員的選擇。然而，ZigBee 等全球標準與 EnOcean 的能源優化協議之間存在不匹配。雖然 ZigBee 有十多家芯片供應商為系統設計人員提供無線節點和網關的選擇，但 EnOcean 聯盟仍然依賴一家公司 EnOcean 來提供底層收發器，盡管該協議作為國際 ISO/IEC 14543 的一部分是開放的-3-1X標準。這限制了希望將能量收集用于工業無線網絡的設計人員的選擇。ZigBee 的最新版本 3.0 現在旨在結合這兩種方法的優勢來創建一個開放的全球規范，將能量收集無線通信擴展到更廣泛的自供電物聯網傳感器解決方案。ZigBee 的最新版本 3.0 現在旨在結合這兩種方法的優勢來創建一個開放的全球規范，將能量收集無線通信擴展到更廣泛的自供電物聯網傳感器解決方案。圖 2：ZigBee 3.0 旨在為可使用能量收集的工業物聯網的互操作協議奠定基礎。圖 2：ZigBee 3.0 旨在為可使用能量收集的工業物聯網的互操作協議奠定基礎。