如今，全球已有超过 1 亿台设备部署在公用事业网络中，在这一惊人的增长中，Wi-SUN® 协议已在一些世界上最苛刻的应用中证明了其可靠性。现在，Digi International 和 Silicon Labs 将通过业内首个完整、集成、端对端 Wi-SUN 解决方案，把这项成熟技术推向更广阔的市场。
随着IoT 领域的快速发展，各行各业的企业都在寻求强大、可扩展的连接解决方案，以满足关键任务应用的需求。在各种无线技术竞相角逐的同时，Wi-SUN 标准在大规模室外IoT 部署中脱颖而出。
在本篇文章中，我们将分享有关这一强大标准的见解，以及Digi和 Si-Labs的 Wi-SUN 解决方案如何使快速规划和部署大规模、强大和安全的网络成为可能。
为什么选择 Wi-SUN？了解技术优势
Wi-SUN（无线智能泛在网络）是IoT 应用中基于 IPv6 的 sub-GHz 网状网络技术的领先代表。Wi-SUN 基于 IEEE 802.15.4g 标准，由 Wi-SUN Alliance® 管理，包括 300 多个成员，可创建自形成、自修复的无线网状网络，其可靠性已在全球关键任务应用中得到大规模验证。
可以这样想：传统的星型拓扑网络就像一个枢纽辐条系统，一切都依赖于一个中央网关。如果网关出现故障，整个网络就会瘫痪。Wi-SUN 的网状结构工作方式不同。网状网络消除了单点故障，有助于提高可靠性。每个设备都可以通过多条路径进行通信，自动绕过障碍物、干扰或故障节点。这种弹性架构可确保在具有挑战性的环境中不间断运行。
Wi-SUN 解决方案在未授权的 sub-GHz 频段上运行，与 2.4 GHz 解决方案相比，具有更远的传输距离和更强的建筑物穿透力。根据不同的环境，单个无线电设备在城市地区的覆盖范围可达 0.5 英里（高功率无线电设备可达 1 英里），在室外可达 6 英里以上。网状网络方面，其范围大大超出了单个无线电设备。
该技术同时支持电池供电和电源供电的基础设施节点，数据传输速率从 50 kbps 到 2.4 Mbps 不等，可满足特定应用的要求。基于开放标准的方法可提供企业级安全性、跨多个供应商的互操作性以及从单个站点到整个地区的可扩展连接。
可以这样想：传统的星型拓扑网络就像一个枢纽辐条系统，一切都依赖于一个中央网关。如果网关出现故障，整个网络就会瘫痪。Wi-SUN 的网状结构工作方式不同。网状网络消除了单点故障，有助于提高可靠性。每个设备都可以通过多条路径进行通信，自动绕过障碍物、干扰或故障节点。这种弹性架构可确保在具有挑战性的环境中不间断运行。
Wi-SUN 解决方案在未授权的 sub-GHz 频段上运行，与 2.4 GHz 解决方案相比，具有更远的传输距离和更强的建筑物穿透力。根据不同的环境，单个无线电设备在城市地区的覆盖范围可达 0.5 英里（高功率无线电设备可达 1 英里），在室外可达 6 英里以上。网状网络方面，其范围大大超出了单个无线电设备。
该技术同时支持电池供电和电源供电的基础设施节点，数据传输速率从 50 kbps 到 2.4 Mbps 不等，可满足特定应用的要求。基于开放标准的方法可提供企业级安全性、跨多个供应商的互操作性以及从单个站点到整个地区的可扩展连接。
现实世界的证明：Wi-SUN 解决方案的实际应用
衡量任何技术的真正标准在于其实际性能。Wi-SUN 已通过年复一年可靠运行的大型部署证明了自己：
- 东京电力公司的东京智能电网：世界上最大的 Wi-SUN 网络部署之一，连接日本东京数以千万计的智能电表，每天处理近 10 亿个数据包，可靠性极高。
- 迈阿密的互联基础设施：迈阿密的联网路灯网络（FPL）拥有超过 500,000 个装置，并通过一个更大的 Wi-SUN 网罩得到加强，该网罩包括作为高级计量基础设施 (AMI) 一部分的 500 多万个联网装置。
- 巴黎智能照明：Wi-SUN 网状网络连接了全市 28 万盏路灯，使巴黎成为全球实施联网路灯最多的城市之一。这一部署每年可节省高达 70% 的能源成本，而且全年性能始终如一。
- 伦敦的智能城市基础：伦敦市用 Wi-SUN 网络取代了广场一英里（Square Mile）范围内的 15,000 盏路灯（总共只有 12 个边界路由器覆盖），该网络被明确设计为 "面向未来 "的基础。此后，该市又在照明之外增加了空气质量环境监测传感器、交通和停车管理系统，以及河边救生圈上的公共安全传感器，这些传感器在救生圈被移除时会向紧急服务部门发出警报。
- 日本的基础设施监控：Wi-SUN 解决方案可监测暴雨或地震造成的边坡和路堤恶化情况，并跟踪桥梁上的电缆张力，以评估桥梁在整个使用寿命期间以及在交通繁忙的压力下的状况。
这些不是试点项目。它们是在各种天气条件和充满挑战的城市环境中持续运行的大规模关键任务部署，展示了 Wi-SUN 的卓越可靠性、可扩展性和大规模商业价值。
从实用到普遍：在规模上行得通的东西在任何地方都行得通
这里有一个重要见解：Wi-SUN 解决方案适用于大规模公用事业级部署的相同特性，使该协议成为各行各业IoT 用例的理想选择。当一项技术能够可靠地管理数千万台智能电表，并在数十年内全天候运行，每天处理数十亿笔交易时，它就具备了经过验证的能力，可以直接应用于其他要求苛刻的应用。
对管理数百万个终端的公用事业公司而言，可靠性要求是所有行业中最严格的。公用事业公司不能容忍网络故障导致无法抄表、丢失收入数据或影响电网管理。安全性要求同样苛刻，因为公用事业网络被列为关键基础设施，面临着持续的网络威胁。
如果 Wi-SUN 解决方案能够大规模满足这些公用事业级要求，那么它就完全有能力处理太阳能电池板安装、楼宇自动化和控制系统、石油和天然气监控设备以及分布式设施资产管理等应用。将智能电表连接到社区的远距离连接同样适用于监控商业园区的太阳能装置、跟踪工业设施的设备或连接整个油田的传感器。
伦敦和日本桥梁监测的例子就很好地说明了这一点。伦敦的网络从路灯开始，扩展到空气质量监测站、停车传感器和公共安全系统，所有这些都在相同的成熟基础设施上运行。日本的桥梁缆索监测和斜坡稳定性传感器代表了可提供实际结果的基础设施评估点。机会是巨大的：无论您是传输电表读数、空气质量数据、结构应力测量还是安全警报，Wi-SUN 都能提供您的应用所需的可靠性和性能。
Digi XBee® for Wi-SUN解决方案：构建、部署、管理
Digi XBee for Wi-SUN解决方案通过三个集成组件解决了整个Wi-SUN网络生命周期的问题，这三个组件旨在从第一天起就能无缝协同工作，同时与更广泛的Wi-SUN生态系统保持完全的互操作性。Digi Wi-SUN解决方案使企业和解决方案提供商能够大规模构建、部署和管理Wi-SUN网络。
构建：用于 Wi-SUN 模块的智能Digi XBee
Digi XBee for Wi-SUN模块基于Silicon Labs的EFR32平台，采用Secure Vault™技术和PSA认证3级（最高级别的IoT 安全认证），可提供关键应用所需的可靠性和安全性。
Digi XBee for Wi-SUN 模块有三种行业标准外形尺寸（通孔、表面贴装和微型贴装），在全球已部署超过 2,500 万个模块，提供了最大的设计灵活性。模块有两种类型：叶节点（LFN）模块可为远程传感器提供长达 10 年的电池寿命，并可选配蓝牙 LE 连接功能；而全功能节点（FFN）模块则是供电设备，可支持数据传输速率高达 2.4 Mbps 的高吞吐量应用。
Digi XBee for Wi-SUN 模块的与众不同之处在于其边缘智能功能。MicroPython 可编程性实现了模块上的处理和本地控制，减少了对云的依赖，实现了实时响应。例如，配备Digi XBee for Wi-SUN 模块的智能路灯可根据行人检测和环境条件自动调节亮度，太阳能跟踪器可根据辐照度传感器优化面板定位，楼宇自动化控制器可根据占用模式调整 HVAC 设置，所有这些都无需不断与云通信，也不会产生延迟。
预注入的证书消除了复杂的安全配置，使设备开箱即可安全地加入网络。熟悉的 XBee 基底面简化了已有 XBee 技术经验的开发人员的集成工作，同时还能使用 Wi-SUN 先进的网状网络功能。
部署：智能Digi XBee Hive 边界路由器
Digi XBee Hive 边界路由器是 Wi-SUN 网状网络与现有基础设施之间的网关。这些专用设备可从试点项目扩展到企业部署，每个路由器可支持数百个 Wi-SUN 节点。
Digi XBee Hive边界路由器基于集成了Digi TrustFence®安全框架的Digi Accelerated Linux，利用与我们的Digi XBee for Wi-SUN模块相同的最高级别Silicon Labs Secure Vault功能，在每个网络级别创建了一个完整的安全生态系统。
多核处理器架构（双 Cortex-A7 @ 650 MHz + Cortex-M4 @ 209 MHz）可提供高级应用所需的性能。多种连接选项，包括 LTE Cat 1 蜂窝、带蓝牙 5.2 的双频 Wi-Fi 5、10/100 Mbit 以太网和软件可选的 RS-232/RS485 串行接口，确保了可靠的回程连接，而不受现场条件的影响。
Digi XBee Hive 边界路由器中的集成边缘计算平台包括通过Digi 的容器即服务（Containers-as-a-Service）功能提供的受管 Linux LXC 容器支持，可直接在边界路由器上部署定制应用程序。Python 3 支持和完整的命令行界面 (CLI) 配置可实现本地数据处理、实时决策和自动任务执行，从而降低带宽成本并缩短响应时间。
先进的网络功能包括完全支持 IPv6、Digi WAN Bonding（结合多个连接以实现弹性连接）以及 IPv6/IPv4 地址转换，可将 Wi-SUN 网络无缝集成到现有的 IT 基础设施中，而无需更改架构。
管理：Digi Remote Manager® 和Digi XBee Studio 工具
Digi Remote Manager作为基于云的指挥中心，可大规模实现完整的 Wi-SUN 网络生命周期管理。其功能包括对数千个节点进行集中网络配置和监控、自动 PKI 证书管理、OTA 固件和软件更新、实时警报和详细的网络健康状况报告，以及用于第三方系统集成的开放式 API。
Digi XBee Studio提供全面的开发、部署和本地技术人员支持工具。该工具简化了网络设置、配置测试和现场故障排除，从而加快了部署速度，降低了操作复杂性。
分布式边缘智能：在重要位置进行处理
Digi XBee for Wi-SUN解决方案可在模块和边界路由器层面提供复杂的边缘智能功能，实现实时决策和网络自主运行。全球化思维，本地化处理。
在模块层面，带有 MicroPython 编程功能的Digi XBee for Wi-SUN 模块可实现本地数据处理和自主决策。这可减少网络流量和后台运营成本，同时提高系统响应速度。智能路灯可自动调节亮度，太阳能跟踪器可优化定位，楼宇控制器可管理暖通空调和照明，工业传感器可在超过阈值时触发本地警报。
在边界路由器层面，Digi XBee Hive 边界路由器的双处理器架构支持集成的边缘计算平台，可管理 Linux 容器和 Python 3 环境，从而在数百个连接节点上实现复杂的本地分析。Digi XBee Hive 边界路由器可汇总传感器数据、执行业务逻辑并协调全网响应。这对于需要本地响应或在广域网连接中断时继续运行的应用来说至关重要。
这种分布式边缘智能方法降低了带宽要求，最大限度地减少了网络负载，提高了关键应用的响应速度，并能在连接中断时继续运行。由于 Wi-SUN 创建了一个基于 IP 的网状网络，每个节点都是可寻址的 IP 设备，因此使用标准网络协议和工具与现有 IT 基础设施的集成变得简单易行。
全球开放式解决方案获胜
与复杂的多供应商集成相比，业界首个完整、开放、端到端 Wi-SUN 解决方案具有可衡量的优势。预先验证的组件兼容性和全面的开发工具将部署时间从数月缩短至数周。Digi XBee for Wi-SUN 模块和Digi XBee Hive 边界路由器级别的边缘智能可实现本地处理和自主运行，从而减少对云的依赖并降低运营成本。
单一供应商支持降低了集成风险，并通过统一的管理工具简化了故障排除。所有组件都经过优化，从第一天起就能无缝协同工作，而 Wi-SUN CERTIFIED 模块则可确保经过验证的生态系统互操作性。
Digi XBee for Wi-SUN 解决方案通过了美国、加拿大、欧洲、印度和日本等国的全球监管认证，工作温度范围符合工业标准，可满足全球各地的生产部署要求。
了解更多信息并开始使用
在下一篇文章中，我们将深入探讨使 Wi-SUN 适用于关键基础设施的安全架构，探讨以硬件为基础的安全性、开放标准和无缝 IT 集成如何为数十年的运营奠定值得信赖的基础。
准备好探索机会了吗？了解有关即将推出的产品、可用的早期评估选项以及部署能力的更多信息，请访问www.digi.com/wi-SUN。
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