在全球范圍內(nèi)，城市和社區(qū)正在變得更智能、更安全、更節(jié)能、更健康。這不是偶然的。這取決于眾多有才華的利益相關(guān)者的辛勤工作，遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)和足智多謀。這些的核心是設(shè)計(jì)和構(gòu)建嵌入式計(jì)算和通信系統(tǒng)的工程師，這些系統(tǒng)為街道照明、水處理廠、樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)和電網(wǎng)等應(yīng)用增加了智能和連接性。

然而，要將智慧城市或智能電網(wǎng)愿景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，工程師必須建立在堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上。這意味著高度可擴(kuò)展和可靠的網(wǎng)絡(luò)，使各種嵌入式計(jì)算設(shè)備能夠安全地互連，同時(shí)支持精細(xì)的管理和維護(hù)。這就是采用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)并使用無(wú)線網(wǎng)狀拓?fù)錁?gòu)建的現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò) （FAN） 的用武之地。

在進(jìn)入開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)在建設(shè)智能城市和電網(wǎng)中的作用之前，重要的是要注意強(qiáng)大的通信協(xié)議的重要性。開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證良好的通信協(xié)議需要大量的工作。在標(biāo)準(zhǔn)制定組織內(nèi)開(kāi)發(fā)了最好和最持久的通信協(xié)議，在那里他們可以接受龐大而多樣化的同行群體的審查。

開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)為何重要

我們知道開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)是有效的。我們都熟悉藍(lán)牙、Z-Wave 和 WiFi，因?yàn)樗鼈儭肮ぷ髡！?。它們之所以有效，是因?yàn)樗鼈兘?jīng)過(guò)同行評(píng)審和測(cè)試。電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）確保像IEEE 802.11這樣的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)能夠做到它應(yīng)該做的事情，而WiFi聯(lián)盟確保產(chǎn)品在自由地進(jìn)入技術(shù)領(lǐng)域之前經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試。

一旦開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)得到驗(yàn)證和可用，隨著時(shí)間的推移，采用率通常會(huì)穩(wěn)步增加。例如，在最近的Wi-SUN研究報(bào)告《物聯(lián)網(wǎng)成熟之旅》中，明確了開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)負(fù)責(zé)智慧城市和智能電網(wǎng)部署的物聯(lián)網(wǎng)采用者的重要性。今天，86%的受訪者表示，他們認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)部署的行業(yè)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)要么非常重要，要么絕對(duì)關(guān)鍵（與五年前相比增加了近10%）。智能公用事業(yè)解決方案也是如此，84%的受訪者對(duì)此做出了同樣的回應(yīng)（高于2017年的79%）。

開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的重要性是顯而易見(jiàn)的。開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和互操作性為防止供應(yīng)商鎖定和資產(chǎn)擱淺提供了堡壘，并確保完整的系統(tǒng)建立在成熟、可靠、安全和經(jīng)過(guò)壓力測(cè)試的技術(shù)之上。事實(shí)上，供應(yīng)商鎖定是一個(gè)進(jìn)一步推動(dòng)開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)需求的問(wèn)題。到2022年，78%的受訪者要求缺乏供應(yīng)商鎖定作為一項(xiàng)功能（2017年為66%）。缺乏供應(yīng)商鎖定簡(jiǎn)化了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、解決方案和軟件與現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的集成。

無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)如何增加價(jià)值

另一個(gè)關(guān)鍵的設(shè)計(jì)考慮因素是底層網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)?。在這方面，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)為智能城市和公用事業(yè)應(yīng)用提供了比星型網(wǎng)絡(luò)更多的優(yōu)勢(shì)。首先，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提供的分散性支持在配電網(wǎng)上部署邊緣計(jì)算設(shè)備，如智能電表或故障檢測(cè)傳感器。這將增強(qiáng)客戶體驗(yàn)，并減少代價(jià)高昂的中斷次數(shù)和持續(xù)時(shí)間，使網(wǎng)絡(luò)工程師能夠快速響應(yīng)。如果發(fā)生中斷，可以智能地重新路由電源，并且可以斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)故障部分的連接，以節(jié)省與故障設(shè)備傾倒電源相關(guān)的成本。基于網(wǎng)格的 FAN 還可以支持電壓/無(wú)功優(yōu)化 （VVO） 系統(tǒng)，以減少能源浪費(fèi)。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的價(jià)值得到了用戶的認(rèn)可。在過(guò)去五年中，星形拓?fù)涞氖褂寐蕪?1%下降到12%，而混合網(wǎng)絡(luò)的使用量增長(zhǎng)了整整10%（從58%增加到68%）。用戶正在提高他們對(duì)可用選項(xiàng)的技術(shù)意識(shí)，并從更成熟的立場(chǎng)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。

實(shí)施者可以從中汲取的標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)于嵌入式計(jì)算工程師來(lái)說(shuō)，開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)還有助于加速產(chǎn)品開(kāi)發(fā)并最大限度地降低成本。對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，獲得合理和非歧視性的設(shè)計(jì)信息和技術(shù)訪問(wèn)是有好處的。例如，ARM 提供了 Wi-SUN FAN 協(xié)議棧的開(kāi)源版本作為 ARM Mbed 庫(kù)的一部分，工程師可以將其集成到自己的代碼中，從而減少開(kāi)發(fā)時(shí)間和調(diào)試工作。此外，還有各種可用的協(xié)議棧、設(shè)計(jì)信息和參考實(shí)現(xiàn)，以幫助構(gòu)建面向未來(lái)的產(chǎn)品。

IP連接在互聯(lián)產(chǎn)品中已變得無(wú)處不在。IP，特別是IPV6，具有顯著的優(yōu)勢(shì)，簡(jiǎn)化了與一系列網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的連接，包括云連接，例如AWS，微軟Azure和其他提供商。包含約束應(yīng)用協(xié)議 （CoAP） 等協(xié)議簡(jiǎn)化了將低成本、低能耗設(shè)備集成到大型網(wǎng)絡(luò)中的過(guò)程，并與 LwM2M 等應(yīng)用協(xié)議一起，提供了與云服務(wù)的互操作性

嵌入式計(jì)算工程師被要求使用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)構(gòu)建更智能的電網(wǎng)和城市，而他們成功的道路是采用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)這樣做，他們可以加快上市時(shí)間，改善協(xié)作并利用可互操作的硬件，同時(shí)保持競(jìng)爭(zhēng)力并保持預(yù)算。

審核編輯：郭婷