WSN网络中Wi-Fi取代Zigbee的技术方案

Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。Wi-Fi正在吹响全面取代其他无线通信协议的战斗号角，而Intel无疑则是这场战役的大后方。2006年9月从Intel分拆出来的初创公司GainSpan声称，他们已经拥有了在无线传感器网络(WSN)领域战胜Zigbee的技术方案。GainSpan总裁兼首席执行官Vijay Parmar不久前在上海接受采访时表示，采用这家公司的WSN解决方案，不仅能够享受到成熟的Wi-Fi技术带来的各种好处，还能确保在单节AA电池下维持长达5～10年的电池寿命。

　　Parmar此行的中国之行除了拜访已有的客户，还包括首次在中国大陆举行的小型记者见面会，意在为其已经拉开帷幕的中国业务造势。据介绍，这款在台积电采用0.18微米工艺制造的SoC芯片采用ARM7内核，可以支持IEEE 802.11b/g，并提供了802.11i、AES编码、EAP-FAST三种方式来保证数据和信息安全。另外，根据信号强弱与到达时间(TDOA)大小，还能够提供精确的定位功能。芯片外形尺寸为10mmx10mm。目前，该公司正在积极构建同大学和政府机构的合作关系，并已经同Metatech签署了分销协议。Parmar表示，他计划利用6个月时间在中国大陆建立代表处，北京、上海、深圳将是候选城市。

　　Intel不仅是GainSpan的孕育者，还先后在两轮融资中给了这家新兴公司巨大的财力支持。2006年9月，由于同母公司的主营业务相关度并不是非常大，当时尚属Intel新业务规划小组的一个WSN技术开发团队被决定从Intel拆分出来，成立名为GainSpan的初创公司，专注于将Wi-Fi技术应用于工业领域的WSN网络。Intel Capital、New Venture Partners LLC、 OVP Venture Partners、Sigma Partners 等四家投资公司为其提供了总额150万美金的启动资金。

　　2007年11月，Intel再次联合其他三家公司、并将设在加州Menlo Park市的另外一家风险投资公司Opus Capital拉了进来，对GainSpan进行了第二轮投资。此轮投资金额一跃提高到了2000万美金。

　　将Wi-Fi用于WSN网络，确实是个不错的主意。因为它能够享受到正在被大规模部署的Wi-Fi网络所带来的成熟的技术、各种层出不穷的Wi-Fi设备、既有的网络设施、架构支持、丰富的网络知识，另外还有快速安装和减少了学习周期和与其他协议互操作而带来的各种麻烦，加快开发周期。

　　然而，将Wi-Fi用于WSN却又不是一件容易的事情。因为在这种应用中，最先需要解决的就是功耗问题——幸运的是，GainSpan已经将其轻松搞定。虽然没有透露更多的技术细节，但是Parmar表示，有效的激活/待机状态转换以及系统的电源管理是完成这一指标的关键所在。该案可以实现一节AA电池工作5～10年的寿命，我们是唯一能够做到这一点的公司。

　　在2006年带队成立GainSpan之前，Parmar曾在Intel公司工作4年左右。稍早的工作经历是在VxTel(一家VoIP解决方案供应商)担任市场部副总裁，后者与2001年被Intel收购。而更早些时候，他供职于AMD公司，曾经担任AMD亚太地区微处理器方面的区域市场总经理一职。这令他对中国市场相当熟悉。

　　要谈到WSN，就必需提到Zigbee，事实上，这种技术已经在WSN领域站稳了脚跟。后起的Wi-Fi如何与其进行竞争?Parmar认为，无论从安全性、技术成熟度、与现有网络连接、还是节点管理、QoS特性、设备互操作性方面，Zigbee都远远不及Wi-Fi。“而这些恰恰都是客户所需要的。”他说。

　　Wi-Fi在WSN网络的优势还不仅限于此。Parmar指出，正在兴起的Wi-Fi网络建设热潮使得Wi-Fi已经成为了无线网络的主流方向。而运用现有的Wi-Fi网络资源来部署和实施WSN将能够节约大量的硬件成本。此外，无需考虑与Zigbee等其他设备的互操作性，还将帮助项目实施者缩短开发周期，这同样意味着更低的项目实施成本。当然，成熟的Wi-Fi还具有既有架构支持与快速安装的优点。“总之，将Wi-Fi用于传感器网络将有助于投资回报(ROI)和总拥有成本(TCO)上利益的最大化。”Parmar表示，“尽管Zigbee具有尺寸小、单价低等优点，但是一旦考虑到总体成本，他们还是要贵很多。”

　　完整方案

　　为了帮助客户缩短开发周期， GainSpan还提供了一整套包括SDK、评估平台、开发平台在内的软硬件工具。其软件栈包括了各种I/O驱动和WLAN固件、RTOS、网络栈、系统服务、WLAN和I/O服务模块、各种应用编程接口以及应用软件。Parmar声称，GS1010的SDK能够帮助工程师节约10～12个月的开发时间。而硬件开发平台则能够支持温度、湿度、光敏、压力、加速度等各种传感器，并预留了客户自选的传感器接口和调试以及程序烧录接口。

　　除了芯片本身之外，客户端管理软件GMS控制系统也在发挥Wi-Fi的优势中起到了很大作用。实时的界面帮助系统控制和采用单跳网络来管理节点可以最大化增加客户端设备电池的续航时间。而支持SNMP、UDP等标准的网络协议则使得Wi-Fi WSN能与工业控制、楼宇自动化、企业网络管理系统等已有的网络系统兼容。该软件还可有效的配置、控制、监控传感器节点，实现智能集中控制和管理，并支持固件升级。此外，智能化的数据处理能力还可集中管理、预处理和归纳传感器收集到的数据。

　　GainSpan已经在去年Q4开始了GS1010的量产。Parmar说，“Aginova和RF Digital已经在今年五月推出了采用我们芯片的产品。”