绿色能源市场的低功耗无线协议

由于为绿色能源市场的产品开发提供了巨大机遇，目前的经济环境已经改变了无线开发商的设计前景。对于那些考虑在其绿色设计中使用诸如 ZigBee®、6LoWPAN、ISA SP100.11a 和 Wireless HART (WHART) 等低成本射频系统行业标准协议栈的无线设计人员来说，新的经济环境提出了许多行业标准可行性相关问题。随着对绿色技术需求的不断增长，互操作性将会成为无线技术大规模市场部署的关键。

案例研究能源

In-Stat 公司（https://www.in-stat.com）预计，自动抄表 (AMR) 和智能能源将会成为 802.15.4 和 ZigBee 无线传感器网络的主要应用。

对于近距离无线能源监控和控制器件的需求在过去几十年呈爆炸式增长；但是，大量新系统都设计了专有编码，从而完全阻隔了通向互操作性的道路。由于一些有远见人士（例如：Enernex 公司董事长兼首席技术官 Eric Gunther）的努力，以及奥巴马政府对于推进美国能源独立的承诺，让行业参与者一起努力推动节能这一共同目标的实现。美国电力科学研究院 (EPRI) 最近与美国国家标准与技术研究院 (NIST) 订立合同，旨在制定一个电能“智能电网”构架和初始关键标准的蓝图。在其一篇名为“在美国加州规划并实施智能电网”的报告中，Eric 重点阐述了为什么我们应该考虑使用行业标准的一些主要原因：

• 对几乎完整解决方案标准的一致共识

• 避免重新发明汽车轮子

• 学习行业最佳实践

• 降低集成成本

• 防止单个厂商垄断

• 各大厂商共享巨大的市场

行业标准不会扼杀创新；制定这些标准的目的是加快设计过程，并将解决方案放到市场中迅速实施。行业标准构建一种推动企业更快地走向创新的创新文化，而不是让一些公司产生只让其指定公司和市场受益的专有编码层。

各种联盟的帮助

Zigbee 联盟案例研究

2009 年 4 月 27 日，Zigbee 联盟宣布其会整合互联网工程工作小组 (IETF) 的全球 IT 标准。利用 IT 标准，那些已经使用成熟的 Zigbee 智能能源公共应用方案开发的产品可以用于进一步推动为美国智能电网而开发的家庭局域网 (HAN) 应用的迅速增长。通用使用基于相同 IT 标准的产品，电表可以利用许多器件来监控关键的能源消耗，这些器件包括负载控制传感器、温度传感器、户外照明传感器，以及冰箱、采暖通风和空调系统 (HVAC)、泵和照明系统的电流监控器等等。低成本的能源显示器单元将允许用户监控这类活动，或者把它留给机器对机器 (M2M) 设备以摆脱关键峰值时间期间的需求。例如，洗衣机和烘干机等非关键工作可以在晚间运行，其电费成本从 0.35 美元千瓦小时降到 0.07 美元千瓦小时。由于关系业主的安全和职责问题，我们整夜都开着机场、城市摩天大楼的车库以及大型商场的偏远停车场的照明灯，而现在是该改变这种观念的时候了。如果我们运用一些使用公共协议（例如：6LoWPAN、Zigbee、SP100 和 WHART 网络等）的智能运动探测传感器和定时器，这样只有在有人出现时灯才会亮起，结果会是怎样呢？

和关注绿色能源市场的其他半导体公司一样，TI 致力于利用最广泛的协议栈来解决用户的问题。与其他 ZigBee 联盟会员公司早期设计人员一样，TI 看到了对于降低承建商照明系统安装成本的简单方法的需求。通过与其他第三方咨询机构和商业楼宇自动化公司的力量联合来建立技术工作组，Zigbee 联盟消除了各自为阵的思想，软件开发商不再开发不与任何其他器件通信的专有软件。互操作性是无线技术大规模市场部署的关键。另一个优势是行业标准无线系统为承建商节省安装成本。就一个典型的有线办公安全系统安装而言，安装成本的 50% 以上是过墙布线：一种典型无线设备办公安装的 ROI 被一部分有线安装成本抵消。在有线环境中，还要花钱来改变传感器位置。我们都知道通过软件升级来升级已部署产品的问题。Zigbee 联盟在开发整合诸如无线下载 (OAD) 等特性集的网络软件上花费了大量时间。OAD 允许使用现场安装智能能源计量表等终端产品，并使用操作指令远程更新，从而可以远程安装一些新的软件功能，无需承建商驱车前往计量表现场来更新这些特性集。

进入到 2010 年，标准协议的特性集将被集成到越来越多的终端器件中，同时NIST、EPRI  和 IETF 的共同努力将会帮助各大公司更快地将产品投入市场，而这些产品拥有比以前任何时候都更多的功能和更高的互操作性。正如空间竞赛将一些简单的产品（例如：特氟纶和晶体管收音机等）带给普通家庭一样，集成传感器技术将会把消费类和工业解决方案推向市场，从而降低未来十年的能源消耗。

参考文献

如欲了解低功耗无线与 Zigbee 解决方案的更多详情，敬请访问： www.ti.com/cc2530-ca。

作者简介

Mark Grazier 现任 TI 产品营销与低功耗 RF 解决方案全球第三方项目经理，主要负责协调无线客户与 TI 第三方合作伙伴，以解决“客户的问题”。Mark 毕业于美国西点军校 (United States Military Academy, West Point, New York)，获理学士学位，后又毕业于马萨诸塞大学洛厄尔分校 (University of Massachusetts, Lowell)，获 MBA 学位。Mark 还是 EnOcean 联盟、Zigbee 联盟以及 IPSO 联盟的会员。