物聯網發展趨勢
物聯網應用中，大量裝置需要接入網路。在無線技術日新月異，終端產品層出不窮的今天，它們該以哪種形式接入網路，這沒有要求，也是很高的要求。“通衢廣陌，縱橫馳逐，惟意所之”，可以走的路有很多，但該走大路還是小路，得看實際的需求。
如果這一個區域只有幾臺裝置，當地也有運營商基站訊號，根據速率要求最方便的是透過NB-IoT/LTE Cat.1直接接入網路，而這幾臺裝置的利潤也足夠支付流量費；如果這個區域你有幾十臺裝置，你可能會咬咬牙辦個最低的流量套餐先用著；但如果這個區域你有上百臺裝置，或這幾十臺裝置間需要高頻次互動資料時，通用老闆會讓你算一筆賬：這幾十臺組一個無線區域網再透過4G上傳會不會更節省？
這時，我們把物聯網拓撲分為兩部分，一部分是末端網路，終端裝置間的組網通訊，通常終端裝置間的資料會匯聚到一箇中心節點，這個網路一般叫LAN或者叫PAN，像Zigbee(現在應該叫CSA，叫習慣了)，BLEMesh，6LowPAN，Wi-Fi都在這個範疇；另一部分是主幹網路，中心節點的北向通訊，負責把區域網內的節點資料傳輸到資料伺服器。
在國內無線應用中，主幹網路是關鍵基礎設施，它一定是基於國有體系的公有網路或企業專網，運營商積極擁抱變化，從傳統的語音電話服務商變成了物聯網運營商，為物聯網使用者提供如LTE，5G等大頻寬連線服務。
對於末端網路的組網，使用者則更關注應用需求，偏向考慮網路容量，通訊頻寬，通訊距離，組網能力，易用性，維護成本，發射功率，射頻認證，可靠性等因素。
自組網的困惑
大家發現運營商體系的網路是不用考慮上面那些問題，因為不管選擇誰家的產品，它都是一致的，因為3GPP是標準的，從通訊的最底層就做了約束。
另外，全球範圍內的各聯盟組織也不遺餘力的規範網路，像Wi-Fi，SIG，LoRa，CSA，Wi-SUN，ZETA等組織，聯盟的好處是在世界範圍內去規範了一套網路體系，大家這樣用，可保證聯盟成員間的產品可以很好的實現“互聯互通”，極大的方便了企業間的資料共享，減少了資訊的壁壘，是人類文明的進步的另一種體現。
但如果我們把視角縮到這個網路是解決末端網路通訊這一部分時，會發現企業主之間是不希望和不相干的產品“互聯互通”。另外，聯盟為了照顧大多數應用而制定的通訊規則也有一些不適用自己。那為了實現彼此通訊而付的licence成本加到通訊模組並轉嫁到企業主身上是不合適的。
不難發現，很多IoT應用可以簡單粗暴的用蜂窩網路來解決，也可以自己架設企業私有網路來解決。但當前最經濟適用的方案就是二者的融合，這符合現階段我國基本國情與社會發展特徵。
產品的誕生
對於末端網路的選擇，就像交通出行，不同時間、不同地點、不同人物都應該有它合適的方法。沒有哪個產品能通吃，但每個產品一定有側重。都是在網路容量、通訊速率、低功耗、通訊距離幾個方面不斷做平衡做取捨，我們今天分享一個高速、遠距離、自組網產品——Hi-Mesh。
按照前面的邏輯，Hi-Mesh在物聯網的底部，它定義了兩種型別的節點，一個節點叫DCU（Data Concentrator Unit）節點，放在資料集中器端，另一類是資料節點Node，Node既可以放在網路末端，也可以在做Router幫其它節點轉發資料，大大減少網路維護成本。
如下是網路拓撲圖：
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DCU節點作為網路的發起者，是建立網路的角色，同時也是所有結點上傳資料的必經之路，它最大支援200個以內Node節點加入網路，200個節點同時上電，可在5分鐘內快速加入網路。當DCU節點斷電再上電，網路會重新組建。
前面提到所有Node節點兼具Router功能，這樣，實際網路佈署過程就變得非常簡單，不用考慮該節點是否離DCU足夠近，但同時帶來的弊端是無法實現網路低功耗，也就是每個Node的RF電路一直處於持續接收狀態，大約有40mA的電流消耗。
如果兩個相鄰Node節點位置發生了變化，它會根據訊號強度定期最佳化網路路徑，所以不管是前面提到的斷電重啟，還是位置移動，又或者網路中有了新的障礙物，它都會選擇最優路徑，實現類Mesh的網路組建，所以，Hi-Mesh是聰明的網路。
在射頻特性方面，Hi-Mesh射頻前端採用經典的FSK調製，工作在470MHz-510MHz，屬於免授權頻譜範圍。最大發射功率20dBm，在50kbps速率條件下室外點對點通訊距離大約1Km，也就是拓撲圖中“一跳”需要考慮的距離。
除了滿足“硬”的通訊距離以及速率要求外，網路的開發、維護“軟”工作也至關重要。DCU與Node的物理通訊介面均採用UART，模組內建Cortex-M4處理器，並嵌入透傳協議，這樣使用者在硬體與軟體的投入幾乎是最低的。在原有的系統架構不變的情況下，只要分別提供一路串列埠，剩的工作儘管交給聰明的Hi-Mesh好了。
應用領域
那Hi-Mesh網路適用於哪些領域呢？
1、智慧路燈
作為智慧城市的切入口，路燈需要透過電力線載波/無線通訊技術將城市中的路燈串聯起來，形成物聯網，實現對路燈的遠端集中控制與管理。
傳統的Zigbee無線通訊可以實現組網，它工作在2.4GHz頻段，這個公有頻段干擾大，通訊距離短。PLC方式可以解決距離問題，但集中器端設計複雜，模組體積大，距離稍遠後，通訊效果不良。為保證工程專案的可靠實施，通常會採用雙模方案，但成本會大幅上升。
Hi-Mesh網路工作在20dBm發射功率在市政道路上單跳可達1km，路燈間可互做跳板傳輸資料，不僅從效能上提升通訊效果，而且大幅減低城市基礎設施建設成本與運維成本，提升城市治理效率，為新型智慧城市的建設提供良好的發展基礎。
2、樓宇、景觀照明
與路燈類似，城市樓宇、工廠、景區等地方的亮化工程組網控制，為達到分割槽亮化，智慧調整的效果，使用者需要有一套可以實時控制每一個節點的網路來輔助，過去這些場景一般會採用RS-485作為工業現場節點來控制，佈線麻煩，維護成本高。Hi-Mesh輕量化DCU節點可以根據需要佈署在網路末端，DCU間採用乙太網或485通訊，簡化佈線，節省成本。
3、配、用電
低壓配網作為供電裝置執行的根本，其主要負責電能的控制、保護、測量、分配等，低壓配網的穩定性與可靠性，直接關係到用電的可靠性。智慧配電櫃的現場溫度、溼度、水浸、開關箱報警等資訊的測量靠佈線實現是較麻煩的。Hi-Mesh網路成熟穩定的快速的組網協議，工業級射頻硬體品質，可應用於無線溫度監控系統，地庫交流充電樁的無線組網控制等應用。
4、 光伏電站
在傳統光伏電站應用中，存在眾多需要通訊的裝置：光伏陣列板，逆變器，清掃機器人以及跟蹤支架。這些裝置一般採用RS485匯流排通訊方式組網，這存在施工量大，組網困難，不易維護等弊端。Wi-Fi，ZigBee無線通訊技術較為成熟，已經在光伏發電領域取得了應用，但分別存在技術複雜，通訊速率低，成本高的問題。為了解決上述問題，利爾達推出光伏電站Hi-Mesh一張網覆蓋概念，該技術具有實現簡單，通訊速率高，經濟性好的特點。Hi-Mesh具有較小的通訊延時，良好的抗干擾性和較高的安全性，為光伏電站組網提供了新思路。
5、其他高速、遠距離、自組網場景
利爾達全新設計的自組網產品Hi-Mesh網路，軟體上具有成熟的網路通訊層，易用的介面層，加之利爾達成熟的供應鏈體系，以及射頻模組自動化生產製造能力，為Hi-Mesh模組提供可靠支援。其高速，遠距離，自組網的能力有效解決通訊網路末端的各種組網難題，為眾物聯網應用賦能，讓萬物互聯更簡單！
如想了解更多關於Hi-Mesh的資訊，歡迎聯絡利爾達！
