深圳市艾森智能技術(shù)有限公司致力于低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新和行業(yè)應(yīng)用，推出了多個(gè)原創(chuàng)的聯(lián)網(wǎng)解決方案，如TDM over LoRaWAN，、LoRaLAN 和LoRa Mesh等，為工業(yè)應(yīng)用客戶創(chuàng)造價(jià)值的同時(shí)，也為行業(yè)所認(rèn)可。

目前，艾森積極探索LPWAN技術(shù)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，考慮工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)無(wú)線連接技術(shù)所要求的低功耗、低延（時(shí)間敏感）、抗干擾等網(wǎng)絡(luò)特性，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的多樣性（周期數(shù)據(jù)、事件驅(qū)動(dòng)和突發(fā)數(shù)據(jù)等）等數(shù)據(jù)特性，將低功耗物聯(lián)網(wǎng)芯片（主要基于802.15.4物理層技術(shù)）和艾森智能研發(fā)的高可靠低時(shí)延工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議AIS-Link無(wú)縫集成，為多樣性工業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和設(shè)備監(jiān)控提供了獨(dú)特的物聯(lián)連接解決方案，包括艾森即將推出AIS-Link over LoRa 的解決方案RT-LoRa，以及AIS-Link over OFDM的解決方案RT-OFDM等。

比較市場(chǎng)上幾大工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線連接標(biāo)準(zhǔn)如WirelessHART、ISA-100和 WIA-PA/FA，艾森智能AIS-Link可針對(duì)性地解決如下痛點(diǎn)：

無(wú)線干擾和多徑衰落

上述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)由于帶寬和時(shí)延考慮，均采用2.4G頻段，與WiFi、藍(lán)牙、Zigbee等其它無(wú)線技術(shù)存在嚴(yán)重的互干擾問題。無(wú)線通信固有的多徑傳播特性也是一種嚴(yán)重的自干擾。多徑衰落可利用TSCH技術(shù)規(guī)避。但是TSCH需要全網(wǎng)時(shí)隙同步，在多跳網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步代價(jià)較大，效果也不好，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)展。

AIS-Link優(yōu)先考慮SubG頻段和抗干擾能力強(qiáng)的無(wú)線物理層技術(shù)，窄帶如LoRa，寬帶如OFDMA。LoRa是最近幾年最炙手可熱的LPWA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具備良好的抗外部干擾能力，與AIS-Link跳頻技術(shù)結(jié)合，可以達(dá)到良好的抗多徑衰落效果。OFDM屬于一種更先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，抗多徑衰落表現(xiàn)優(yōu)異。AIS-Link支持最新的IEEE 802.15.4-2015 OFDM標(biāo)準(zhǔn)，基于這一標(biāo)準(zhǔn)，AIS-Link能實(shí)現(xiàn)更高的帶寬和更好的抗干擾能力。

信號(hào)覆蓋與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

典型地，2.4G頻段的網(wǎng)絡(luò)覆蓋一般為室外100~200米，室內(nèi)低于100米。因此，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展只能依靠級(jí)聯(lián)和MESH組網(wǎng)。多跳網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)越多時(shí)延越大，網(wǎng)絡(luò)越剛性，穩(wěn)定性也越差。如WirelessHART就是一個(gè)非常剛性的TSCH多跳網(wǎng)絡(luò)；WIA-PA采用星型+網(wǎng)狀雙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但是由于星型子網(wǎng)信號(hào)覆蓋區(qū)域小，簇首的數(shù)量較多，也陷入MESH組網(wǎng)的不利局面。WIA-PA雙拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)導(dǎo)致簇首實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，低功耗也無(wú)法保證。

AIS-Link優(yōu)先考慮星型組網(wǎng)，使用低功耗遠(yuǎn)距離無(wú)線技術(shù)，擴(kuò)大信號(hào)覆蓋范圍，基站單跳即可容納更多的終端節(jié)點(diǎn)接入。在網(wǎng)絡(luò)回傳限制的情況下，只需少量的中繼或基站互聯(lián)即解決信號(hào)補(bǔ)盲或網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展的問題。

多樣性數(shù)據(jù)傳輸需求

當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，除了多媒體寬帶傳輸需求外，更多的是中速率（低于400kpbs）或低速率（低于40kpbs）的傳輸帶寬需求。

數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄻有泽w現(xiàn)在：

數(shù)據(jù)的大小典型的采用振動(dòng)數(shù)據(jù)30KB左右，周期性采集數(shù)據(jù)250B左右，告警數(shù)據(jù)10B以下。

數(shù)據(jù)的類型數(shù)據(jù)按用途可分為指令數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。指令數(shù)據(jù)在節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)認(rèn)證、網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)控制等情況下使用，具有明顯的隨機(jī)性，數(shù)據(jù)量不大。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分為周期型和突發(fā)型（Burst）。周期型數(shù)據(jù)的采集頻次從小時(shí)到秒級(jí)不等，周期參數(shù)可根據(jù)需要在線調(diào)整。突發(fā)型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)可能因?yàn)楣?jié)點(diǎn)進(jìn)入異常狀態(tài)而觸發(fā)，也可能為平臺(tái)下發(fā)采集指令所觸發(fā)，因此需要網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)分配傳輸資源。數(shù)據(jù)量可以是幾個(gè)字節(jié)的告警數(shù)據(jù)，也可能是幾十KB的節(jié)點(diǎn)診斷數(shù)據(jù)。

柔性的動(dòng)態(tài)資源調(diào)度緊急數(shù)據(jù)在傳輸資源沖突時(shí)將獲得高優(yōu)先級(jí)的調(diào)度。高可靠性數(shù)據(jù)需要在重傳次數(shù)，重傳算法和信道的選擇上優(yōu)先考慮。低時(shí)延數(shù)據(jù)在實(shí)時(shí)性上有剛性的調(diào)度需求。這些多樣性數(shù)據(jù)傳輸需求，上述的三大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議多偏重于解決某一些場(chǎng)景，沒有做到全場(chǎng)景的完美適配。AIS-Link創(chuàng)新使用雙通道或多通道方案，其中一個(gè)或多個(gè)通道為競(jìng)爭(zhēng)性信道，采用Slotted CSMA/CA技術(shù)，滿足指令數(shù)據(jù)和突發(fā)型小數(shù)據(jù)的傳輸需求，另一個(gè)或幾個(gè)通道為非競(jìng)爭(zhēng)性信道，采用TSCH+Beacon Enabled技術(shù)，滿足周期型和突發(fā)型大數(shù)據(jù)的傳輸需求。在TSCH技術(shù)中，AIS-Link也獨(dú)創(chuàng)性地提出了Multi-Slots的信道概念。一個(gè)信道可以映射到單時(shí)隙，也可以映射到一個(gè)時(shí)隙組，靈活地滿足不同數(shù)據(jù)包大小的集中傳輸需求。

信號(hào)覆蓋與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

全場(chǎng)景地支持多樣性數(shù)據(jù)傳輸，就需要網(wǎng)絡(luò)調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的柔性資源分配。由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間地對(duì)等性和多跳特征，MESH網(wǎng)絡(luò)的資源調(diào)度非常復(fù)雜?？傮w上，MESH存在集中式調(diào)度和分布式調(diào)度，不同的調(diào)度策略各有其局限性，難以兼顧一致性，易用性，以及拓?fù)淇焖偈諗磕芰Α?/p>

AIS-Link基于星型組網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)集中式網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度。AIS-Link基站實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)的資源調(diào)度。每Beacon周期開始時(shí)，基站完成該周期所有TSCH時(shí)隙的分配。TSCH時(shí)隙分為上行靜態(tài)、下行靜態(tài)、上行動(dòng)態(tài)、下行動(dòng)態(tài)、上行緊急等多種類型。AIS-Link尤其適合對(duì)數(shù)據(jù)接入延遲有實(shí)時(shí)性要求的工業(yè)場(chǎng)景。

靜態(tài)時(shí)隙根據(jù)周期性業(yè)務(wù)需求被預(yù)分配。

動(dòng)態(tài)時(shí)隙則按需實(shí)時(shí)分配，動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配典型場(chǎng)景：突發(fā)型大數(shù)據(jù)，需要使用非競(jìng)爭(zhēng)型信道傳輸。比如，節(jié)點(diǎn)診斷數(shù)據(jù)、功圖數(shù)據(jù)等上行數(shù)據(jù)，或者在線升級(jí)包等下行數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)需要分片重組和集中式傳輸，并保證傳輸無(wú)沖突。休眠節(jié)點(diǎn)的下行數(shù)據(jù)。基站緩存休眠節(jié)點(diǎn)的下行數(shù)據(jù)直到該節(jié)點(diǎn)醒來?；臼褂迷摴?jié)點(diǎn)的上行數(shù)據(jù)的應(yīng)答指示動(dòng)態(tài)分配下行數(shù)據(jù)的時(shí)隙。

節(jié)點(diǎn)如果需要上傳緊急數(shù)據(jù)，可通過上行緊急時(shí)隙通道無(wú)沖突上傳。

如上所述，我們認(rèn)為AIS-Link協(xié)議具備獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，和LoRa、OFDM等無(wú)線技術(shù)結(jié)合，可以獲得工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)全場(chǎng)景解決方案能力。部署方案根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，可以按兩層或三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)部署。

兩層網(wǎng)絡(luò)包括基站和節(jié)點(diǎn)，其中網(wǎng)絡(luò)管理軟件內(nèi)嵌于基站，可部署如下：

三層網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)管理軟件（NS），基站和節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)管理軟件對(duì)基站和節(jié)點(diǎn)資源統(tǒng)一認(rèn)證和管理?？刹捎萌缦虏渴穑?/p>

艾森智能提供基于AIS-Link工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議具有足夠的靈活性，其實(shí)現(xiàn)（RT-LoRa和RT-OFDM）包括系列模組、網(wǎng)關(guān)、芯片和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，通過和基于邊緣計(jì)算平臺(tái)或云端部署的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)senzFlow.io集成，可方便實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、智慧油氣田和智能工廠等工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的接入?yún)f(xié)議，為上層應(yīng)用，如Cloud SCADA等，提供強(qiáng)大的服務(wù)。

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