看今年慕尼黑电子展中充满“无线”激情的一场IoT演讲

2017年慕尼黑上海电子展（electronica China）于上周完美收官。本次展会共有来自28 个国家...



2017年慕尼黑上海电子展（electronica China）于上周完美收官。本次展会共有来自28 个国家的1,230 家展商前来参展，并吸引了68,215专业观众到场，红火的场面堪称历届之最。随着未来科技的广泛普及，本届展会众多大咖云集，集中展示电子领域最前沿技术，从无人驾驶到可穿戴设备等众多与物联网（IoT）应用相关的解决方案，无疑再一次吸引全亚洲的瞩目！

做为物联网市场领先的半导体软硬件解决方案供应商，芯科科技（Silicon Labs）也在展会同期举办的国际嵌入式系统创新论坛中，带来一场精采绝伦的IoT专题演讲：“Wi-Fi、ZigBee和Thread无线在2.4 GHz频带上共存的推动”，点出今年物联网行业增长趋势和主要驱动力，同时针对IoT应用的骨干――多协议无线技术的设计、互通和共存进行了详细的说明，帮助行业人士掌握物联网应用起飞的关键爆发点。请点击“阅读原文”欢看完整的文章，一同来感受这场充满“无线”激情的演说。

图说：Silicon Labs参加国际嵌入式系统创新论坛，吸引满座的听众并热烈互动。

物联网市场的增长

根据ABI Research对2020年物联⺴产业的预测报告指出，2020年智能家居设备销售量将达到3亿套、智能家居控制器销售量可望达3,000万套，而每个控制器可操控设备的平均数量也将逐渐增加。智能家居控制器包括：智能家居⾃动化、控制⾯板、⺴关和桥接器（Bridges）。面对未来的成长，无线技术将成为重要的观察指标。

Wi-Fi成为物联⺴的起动机

• 将Wi-Fi⽆线电添加到智能家居⾃动化控制器中可使连接家庭获得巨⼤增⻓
• 随着连接家庭的增⻓，更多主流Wi-Fi⺴关将增加物联⺴⽆线电的⽀持
• 这两种现象相互促成物联⺴的增⻓

Wi-Fi/ zigbee共存策略

对于智能家居的发展而言，另一个至关重要的技术是与Wi-Fi同样基于2.4GHz频段的zigbee和Thread网状网络技术，担当起低功耗、高稳定性且支持大量节点互联的骨干网络。随著智能家庭充斥了五花八门的无线协议，这些技术标准的共存策略有其必要性。

智能家居控制器连接设备的数量正快速激增，必须利⽤如IEEE802.15.4的低功率⽆线产品可连接更多终端节点。这些控制器上的低功率⽆线电（例如IEEE 802.15.4 ）的负载持续增加。好的共存策略将能确保Wi-Fi和其它2.4GHz⽆线电协议诸如IEEE 802.15.4之间的干扰受到良好控制，并减少整体系统性能的影响。

Wi-Fi对zegbee/Thread的影响

关于Wi-Fi与IEEE 802.15.4 zigbee或Thread的频段使用情形如下：

• zigbee和Thread通信基于2.4GHz 的IEEE802.15.4
• 16个频道（11-26），中⼼频率从2.405GHz到2.480GHz。每个频道具有标称的2MHz带宽。
• Wi-Fi（2.4GHz）基于IEEE 802.11
• 13个重叠频道（1-13），中⼼频率从2.412GHz到2.472GHz。
• 每个频道具有标称的22MHz带宽，但802.11n可绑定两个相邻的频道，产⽣标称的44MHz带宽。

SiliconLabs针对2.4GHz无线协议共存的测试

• 在不同功率下接收IEEE 802.15.4发送的信息，同时IEEE802.11n（MCS3,20 MHz）
• 阻隔器在100％负载循环发送的情况下，来测量其对zigbee的影响
• 同频道，相邻频道和“远距离”频道的捕获结果（如下图所⽰）
• 使⽤Silicon Labs的EmberZNetPRO（zigbee）堆栈开发的测试应⽤程序，测试
• 应⽤程序在EFR32MG的受测设备（DUT）上运⾏，测试脚本⽤来控制DUT和RF测试设备
• Thread的测试结果相同

多协议zigbee/Thread方案的设计优势

针对2.4GHz无线协议的共存，Silicon Labs旗下的EFR32TMMighty Gecko系列多协议、多频段无线SoC产品可接收到⽐Wi-Fi发射功率总和低6dB的IEEE802.15.4信号。使⽤-35 dBm或更低的Wi-Fi发射功率（100％占空⽐)，EFR32MG1可以接收-80dBm的IEEE 802.15.4信号。

此外，Silicon Labs的zigbee SoC平台EM35x / EM358x亦可接收⽐Wi-Fi发射功率总合低6dB的IEEE 802.15.4信号（如下图所示），提供设计工程师多样且完整的网状网络解决方案阵容，以克服与家庭中现有的Wi-Fi主流技术互通、共存的挑战。

实现无线协议共存的重点整理

随着物联⺴的扩张和发展，越来越多的家居控制器将Wi-Fi添加到现有的低功率⽆线电上，共存势在必行；相对而言，越来越多⽀持Wi-Fi的⺴关也将添加蓝⽛，zigbee，Thread和其他⽆线协议，以实现连接设备的通信功能。

位于同⼀设备上的Wi-Fi太强会对IEEE 802.15.4性能产⽣重⼤影响，可以借助⾮管理和管理的共存技术来改进与Wi-Fi共处时IEEE 802.15.4的性能。实证显⽰，只靠⾮管理技术可能不⾜，因此需要管理的共存解决⽅案。当使⽤PTA时，Wi-Fi / IEEE 802.15.4共存测试结果显⽰IEEE 802.15.4性能有实质的改善。

欲了解Silicon Labs的zigbee和Thread与Wi-Fi的共存应用笔记，请参阅：http://www.silabs.com/documents/public/application-notes/an1017-coexistence-with-wifi.pdf

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