在過去 10 年或更長時間里，電力公司一直在推動升級到智能電網，這為消費者提供了更多獲取信息的途徑，并為電力公司提供了管理電力需求的機會。這一推動促成了 ZigBee 智能能源開放標準的發展，并在北美的大多數智能電表中采用了 ZigBee 無線通信。智能能源標準已迅速發展，以允許智能電表或網關與家庭內的設備之間進行安全、穩健和可靠的通信。然而，設備和電器制造商有責任使他們的產品適應標準，并確保他們能夠與 ZigBee 網絡上的其他設備有效地互操作。

　　盡管對其產品的功能至關重要，但集成一個通用的開放標準可以說是設備或電器制造商開發工作中增值最少的組件，但它消耗的資源和時間卻不成比例。不幸的是，那些可能擅長創造電器和設備的人通常缺乏無線和嵌入式技術方面的類似專業知識。具體來說，他們需要非常熟悉的智能能源標準，以便構建和支持強大且可互操作的解決方案。此外，隨著智能能源的發展，供應商將不得不重新使用這些資源以符合標準的新迭代。

　　MMB Research 使這些公司能夠跨越這一困難階段，通過基于 RapidSE 平臺構建的一系列智能能源產品和服務，以具有成本效益、及時、可靠和良好支持的方式將其產品帶入智能能源市場。

　　RapidSE 嵌入式軟件

　　RapidSE 嵌入式軟件平臺是 MMB 所有產品和服務的核心。它采用安裝在 ZigBee 無線電芯片上的固件包的形式；在其當前和最常見的化身中，Ember EM357 芯片。

　　RapidSE 是一個全面實施的 ZigBee 智能能源應用程序，支持智能能源 1.1 規范中規定的所有功能。RapidSE 完全自動化智能能源規范規定的所有復雜功能和邏輯，將這些功能抽象為一組包含 RapidSE 串行協議的簡單命令，OEM 客戶設備中的處理器可以通過這些命令進行接口。

　　自動化和抽象應用層是智能能源實施中的一種新方法，但 RapidSE 的獨特性不僅僅是重新定位智能能源智能。構建能夠在現實世界中可靠運行的智能能源應用程序不僅僅是實現規范的問題。該規范僅定義了信息模型——而不是實際實現應用程序以管理該信息的最佳（或任何）方法。在 RapidSE 中，我們以高效、穩健和容錯的方式實施了 Smart Energy——這是基于我們豐富的專業知識和經驗的成就。

　　RapidSE 適合

　　的位置 下圖說明了 RapidSE 適合所有 ZigBee 硬件和軟件層并在其之間進行交互的位置。

　　應用層 | RapidSE

　　應用層位于網絡堆棧之上，并提供堆棧和設備邏輯之間的接口。該層的位置取決于所使用的技術平臺和開發者實現它的方法；應用層可以存在于主機設備的處理器上，與更簡單的 ZigBee 無線電芯片交互，也可以存在于更高級的無線電芯片上，例如我們 RapidSE ZigBee 模塊中使用的 Ember EM357。

　　智能能源配置文件所需的所有邏輯和功能都在此應用層內實現。該層是 MMB Research 獨有的，極大地簡化了 OEM 的 ZigBee 集成工作。

　　RapidSE 串行協議

　　MMB 產品專有的 RapidSE 串行協議是 OEM 設備的處理器（或在某些情況下，虛擬主機軟件模塊）與 RapidSE 軟件接口的方式。它類似于 API。

　　一個例子可以幫助說明這種簡化。考慮一個使用 RapidSE 的智能能源設備，例如恒溫器，它想要加入用戶的智能能源網絡。用戶通過按下設備上的按鈕啟動了加入過程。OEM設備

　　向嵌入式 RapidSE 模塊發出帶有一些參數的“加入網絡”RapidSE 命令。

　　RapidSE 應用程序 ：

　　掃描網絡的所有通道（除非指定了特定通道）。

　　篩選每個返回的信標以驗證它是具有有效堆棧配置文件的合規網絡。

　　嘗試加入找到的網絡。

　　如果網絡拒絕它，則繼續嘗試加入在初始搜索期間找到的任何其他有效網絡。

　　加入后，發現加入設備（通常是網絡協調器）上的所有端點和集群（服務）。

　　驗證所述設備至少支持強制的最小集群集。

　　啟動 CBKE（基于證書的密鑰建立，應用 ECC）。

　　搜索網絡上的其他服務器集群（在多 ESI 網絡的情況下）。

　　使用找到的任何服務器集群和主機指定它想要支持的服務進行注冊。

　　調用各種“獲取”查詢命令（即獲取預定價格、獲取最后消息等）以確保設備具有來自網絡上所有各種來源的最新智能能源信息。

　　處理對這些命令的任何響應，在將它們中繼到主機之前驗證它們的業務邏輯和安全性。

　　向主機報告成功加入。

　　OEM 設備現已加入 。

　　從這個示例中可以清楚地看出，RapidSE 應用程序通過根據 ZigBee 智能能源配置文件自動執行一系列必須發生的事件，從而大大減少了主機所需的輸入量，從而消除了很大一部分開發負擔。除了使用 RapidSE 串行協議帶來的廣泛簡化之外，RapidSE 應用程序還讓人相信該解決方案將能夠與來自眾多供應商的 Smart Energy 設備進行互操作。在上述許多步驟中，對 ZigBee 標準的不同解釋可能會帶來互操作性挑戰。在 MMB，我們已經在測試實驗室、公用事業試點和現場學到了這些經驗，

　　RapidSE 咨詢服務

　　虛擬主機是 RapidSE 獨有的可選層，也是我們平臺的關鍵優勢。通常，開發人員會對他們的設備進行編程，以通過我們的 RapidSE 串行協議與我們的軟件進行交互。對于開發新產品或為從未具有通信或控制功能的產品添加連接的客戶而言，通常會出現這種情況。

　　在我們的虛擬主機層中，我們創建了使 RapidSE 適應綁定到舊系統的客戶使用的預先存在的串行協議的能力。如果客戶的協議具有與 Smart Energy 中存在的功能或命令相當相似的功能或命令，我們就可以創建與現有功能的邏輯映射。這允許開發人員集成 RapidSE 和 ZigBee Smart Energy，而無需對其硬件/軟件進行任何修改，從而避免伴隨的政治或官僚障礙。

　　為了利用這一優勢，客戶與我們簽訂了非重復性工程 （NRE） 合同，以編寫與其協議兼容的虛擬主機層。

　　適應設備邏輯

　　設備邏輯是指 OEM 設備本身的智能和邏輯。這是唯一仍由 OEM 負責的部分；這是正確的，因為它是定義其特定設備獨特行為的唯一部分。例如，RapidSE 可能會報告要求減少 25% 的負載，但只有 OEM 可以決定這對他們的設備意味著什么。不同設備邏輯的一些示例包括：

　　池泵 - 減少水流量

　　空調 - 調整溫度設定點

　　能量顯示 - 指示已收到事件

　　綜合能源管理系統 - 協調各種設備以實現負載減少。

　　每個供應商都必須決定他們的設備如何與智能能源信息交互。事實上，這就是供應商的競爭優勢所在。通常，此邏輯駐留在設備的處理器本身上。

　　是否總是需要定制？

　　我們已經討論了虛擬主機、增值功能的合同工程以及其他定制。然而，我們也傾向于使用交鑰匙和現成的術語來指代 RapidSE，這可能會造成一些混淆或導致人們相信 RapidSE 必須針對個別 OEM、產品或應用程序進行定制。

　　澄清一下，RapidSE 的工作方式與開箱即用的描述一樣，是一種無需定制的全自動智能能源解決方案。然而，它也是一個可以適應客戶需求的靈活平臺。當今市場上獨特應用程序的數量需要靈活性。借助 RapidSE，增值功能可以建立在我們平臺已經執行的大量工作之上。此外，我們以多種方式適應了這種靈活性。虛擬主機使我們能夠適應客戶現有的產品；自定義集群允許我們代表客戶開發自定義增值功能，以定制我們的軟件；RapidSE 內置的自定義消息傳遞功能允許客戶通過 RapidSE 傳遞他們自己的有效負載，如果他們希望將該功能添加到他們的設備。

　　定制示例

　　例如，一家自動化窗簾控制制造商與我們簽訂了合同，以開發一個完全定制的組件（包含我們的模塊），該組件將使用他們預先存在的專有協議進行通信。除了節省時間之外，我們對 ZigBee 網絡和 HAN 設備的了解使我們能夠為這些項目（及其產品）開發實用且強大的測試和認證標準。但是，我們的服務不僅限于資源重新分配和測試。

　　RapidSE 使我們的客戶能夠跨越實現基線 ZigBee 連接所需的廣泛活動，并利用我們的專業知識更直接地追求先進的增值開發。我們已經開發了一系列特定于制造商的增值功能并將其集成到他們基于 RapidSE 的應用程序中。

　　我們的合同服務使我們能夠與客戶互動，否則他們在整合我們的平臺時會面臨技術或政治障礙。有時，客戶已經擁有我們可以努力適應的通信模塊的專有或傳統硬件配置。例如，負載控制器供應商已經設計了他們的產品以適應競爭硬件模塊。我們能夠快速構建“子板”，使我們的模塊適應他們的插座——這是我們為各種供應商多次從事的任務。

　　結論

　　智能能源市場正在迅速發展。公用事業和電器供應商發現自己在其核心專業知識之外的領域開發產品，所有這些都是為了讓消費者能夠訪問他們需要的信息和控制程度。鑒于以穩健可靠的解決方案快速進入市場的重要性，MMB 的 RapidSE 產品系列必不可少。RapidSE 通過將 ZigBee Smart Energy 的復雜功能和邏輯抽象到易于掌握的 RapidSE 串行協議中，顯著減輕了開發負擔，同時最大限度地提高了靈活性和與幕后不斷發展的解決方案的互操作性。