無線自組網(wǎng)技術VBee及其應用實例介紹
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我公司是一家專注于ODM無線數(shù)據(jù)通信模塊的研發(fā)與銷售的高科技企業(yè)，自2006年開始研發(fā)短距自組網(wǎng)無線模塊，現(xiàn)已投入量產(chǎn)的自組網(wǎng)無線模塊分為二種，一種是基于ZigBee技術的 2.4GHz 無線模塊，另一種是基于VBee自組網(wǎng)技術的470MHz頻段的無線模塊。
ZigBee是由ZigBee聯(lián)盟推出的一種短距離、低功耗、低成本的無線通信技術。華奧通采用ZigBee技術的主要產(chǎn)品有HAC-uBee、HAC-LBee等，華奧通的ZigBee模塊已在物流、建筑節(jié)能、數(shù)據(jù)采集等多種項目中獲得成功應用。
VBee是經(jīng)過二年多的研發(fā)、華奧通擁有自主知識產(chǎn)權的一種無線自組網(wǎng)技術，采用VBee技術的產(chǎn)品為HAC-uNet，華奧通的VBee模塊已開始應用于工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集等項目。VBee正是為了彌補2.4GHz頻段的RF模塊的穿透力差，應用于有密集阻擋環(huán)境(如集抄項目和其它工業(yè)控制項目)時通信效果不理想而設計的，VBee模塊選擇了較低的國家開放的公用頻段。
二、Vbee簡介
VBee采用MESH結構的網(wǎng)絡，每個VBee網(wǎng)絡中有一個主節(jié)點(稱為AP)和帶路由功能的子節(jié)點(稱為NP)及無路由功能的末端可休眠節(jié)點(稱為EP)組成，AP到NP或AP到EP間的數(shù)據(jù)傳輸稱為下傳，NP、EP到AP間的數(shù)據(jù)傳輸稱為上傳。
VBee網(wǎng)絡有如下特點：
自動組網(wǎng)、自動路由
一個VBee網(wǎng)絡由AP開始組建，其網(wǎng)絡組建無需外界干預，由網(wǎng)絡節(jié)點上電后自動完成。
網(wǎng)絡中的節(jié)點能根據(jù)自己的位置與相鄰節(jié)點的位置自動確定自己在網(wǎng)絡中的跳數(shù)，例如圖1中所示，節(jié)點02遠于節(jié)點01，但由于節(jié)點02可直接與AP進行可靠通訊，因此，節(jié)點02與節(jié)點01同為1跳，在與AP通訊時，節(jié)點02無需通過01而可與AP直接通訊。
除了自動組網(wǎng)，網(wǎng)絡中的數(shù)據(jù)傳輸也是自動路由并且是智能選擇最佳傳輸路徑。
自動選擇最短路徑是VBee的另一大特點，例如圖1中所示，節(jié)點09的上傳數(shù)據(jù)既可以通過節(jié)點07->節(jié)點03的路徑到達AP，也可以通過節(jié)點08到達AP，前者的路徑需3跳，而后者的路徑只需2跳，因此，節(jié)點09的上傳數(shù)據(jù)會自動選擇通過節(jié)點08傳輸上行數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡容量大，覆蓋范圍廣
一個VBee網(wǎng)絡最多可達1000個節(jié)點，加之網(wǎng)絡跳數(shù)大(最大跳數(shù)可達8跳)，因此， VBee的通信覆蓋范圍將大大超出傳統(tǒng)的點對點與點對多點模式的覆蓋范圍。
網(wǎng)絡ID設計，避免相互干擾
網(wǎng)絡ID其中包含有RF模塊的物理信道號，這樣既可以保證同一VBee網(wǎng)絡中的所有RF模塊在同一信道上工作，也排除了在同一區(qū)域工作的不同VBee網(wǎng)絡間的RF模塊相互干擾的問題。
數(shù)據(jù)傳輸碰撞退避設計與數(shù)據(jù)重發(fā)設計，提高了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸成功率
根據(jù)計算與測試，若不采用碰撞退避與重發(fā)技術，若網(wǎng)絡中單跳的成功率為90%，那么，8跳后，數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β手挥?3%，即使單跳成功率為99%，8跳后也只有92%。
由于VBee使用了數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐鲎餐吮芘c重發(fā)技術，使得網(wǎng)絡內數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β实靡源蟠筇岣摺?/span>
易于現(xiàn)場安裝
基于一些巧妙的設計，所有節(jié)點在現(xiàn)場安裝時無需根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行復雜的網(wǎng)絡靜態(tài)或動態(tài)路由設置、也無需現(xiàn)場設置節(jié)點。
故障模塊的更換、新增網(wǎng)絡節(jié)點等既無需進行系統(tǒng)重啟，也無需進行設置。
這使得普通安裝工人即可完成現(xiàn)場節(jié)點安裝、更換等工作。
四、VBee模塊與ZigBee模塊的一些比較
表2. VBee模塊與ZigBee模塊的比較
從表2可以看出，同為無線傳輸網(wǎng)絡，VBee模塊與ZigBee模塊的主要區(qū)別在于其無線載頻與無線傳輸速率的不同，ZigBee采用2.4G載頻，而VBee為400M-500M載頻，這決定了VBee模塊的無線穿透力要大大好于ZigBee模塊，因此，在有建筑物阻擋的復雜環(huán)境下，VBee模塊的實際傳輸距離要比ZigBee更遠，傳輸可靠性更高，但VBee模塊的無線傳輸數(shù)率卻較ZigBee模塊低很多，因此，在一些需高標準的實時控制的解決方案中，ZigBee模塊比VBee模塊更適合。
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