高可靠低功耗的Dust Networks无线传感器网络

　　在工业生产、环境检测、基础设施建设等方面，传感器网络的作用日益凸显，正逐渐变得不可或缺。而通过无线方式部署传感器网络无疑是最具灵活性、可扩展性的解决方案。最近，凌力尔特公司宣布其Dust Networks SmartMesh无线传感器网络（WSN）产品正式进入中国市场。Dust Networks创立于2002年，是一家超低功耗嵌入式无线传感器网络产品供应商，2011年被凌力尔特收购后成为凌力尔特公司的一个业务部门。

工作传输方式
　　Dust Networks SmartMesh采用的是WirelessHART协议，是一种收集和转发周期性数据（双向）的自组建网状节点结构的网络。每个SmartMesh传感器网络由若干个传感器节点组成，其中一个节点和其它节点有所不同，为网络管理员节点，用于安排整个网络中各个节点的任务，监视和管理网络性能并向主机应用程序发送数据。
　　SmartMesh采用了跳点技术，即当传感器网络中有数据需要传输时，数据不是由数据源节点直接传输至目的节点，而是将数据传输给相邻的节点，通过这种逐步传递的方法来将数据传输至目的节点。这样设计的好处在于可以随时增加新的节点，使得传感器网络更加灵活，具有更高的可扩展性。可以这么说，只要有需求，在合理安排网络管理员节点的情况下，传感器网络几乎可以无限扩张。
　　另外，在安排各节点传输任务时，管理员节点可根据各节点所要传输的数据量大小来合理安排各节点的工作时序。

降低功耗
　　降低器件总功耗有两种办法：一种是降低器件工作时的功率，另一种则是缩短器件的工作时间。对于传感器网络来说，其工作环境和任务要求通常无需其保持时时刻刻采集监听数据的状态，因此，降低功耗最好、最直接的办法就是让传感器不工作。
　　SmartMesh采用了同步时间表的方式，通过控制传感器的工作周期，何时开始唤醒，何时休眠。在一个SmartMesh传感器网络内，管理员节点将安排其所在网络中的所有节点按照一个统一的时间表来工作。传感器节点按照时间表在规定的时间唤醒，检查是否有任务需要完成，完成后节点转入睡眠状态，直到下一个工作时间点到来。这样一来，传感器节点就无需长期处于监听状态，事实上，大部分时间是处于睡眠状态的，能最大限度地降低总体功耗。
　　这种工作方式，是SmartMesh网络中的传感器节点在使用两节AA电池的情况下，能维持一个传感器节点工作长达5年甚至10年的重要原因。另外，在一些特殊情况下，传感器被放置后就无法再进行更换电池、维修等，这种低功耗的特性若与Linear的Energy Harvesting技术进行配合，甚至可以续航更长的时间。

提高可靠性
　　部署传感器网络的环境常常是数据中心、工厂、沙漠、极地、路边泊车档等，面临着极端温度、湿度、灰尘、强电磁干扰等挑战。因此，传感器网络的可靠性显得尤为重要。

Linear公司Dust Networks产品系列总裁Joy Weiss女生

　　一方面指的是制造方面。Linear公司Dust Networks产品系列总裁Joy Weiss女生介绍了几个SmartMesh已经部署的实例，其中包含处于北极圈内的艾芦世界北斯洛普和中东沙漠中的油田这种极端温度的情况，充分说明了其在制造方面的可靠性。
　　另一方面指在工作上的可靠性。SmartMesh采用了跳频技术，当一个节点接受到多个传输任务时，可以将任务分别安排至不同的频率通道进行传输（最多15个通道），避免了不同传输任务之间的相互串扰，提高了数据的可靠性。另外，在一个传感器网络中，可以同时配备两个管理员节点，一个作为主要管理员，一个作为备用管理员。备用管理在通常情况下只做为普通节点和备份进行工作。当主要管理员出现故障或因其它原因而不能正常工作时，将接替主要管理员的工作，以保障整个传感器网络正常工作。据Joy Weiss介绍，Dust Networks已经在120个国家部署了20000多个传感器网络，且在全球范围内，2011年全年所有Dust Networks的传感器网络总共工作约5亿小时，未出现有管理员故障的情况。

　　可以预见，虽然目前中国经济将存在着一定硬着陆甚至是进入萧条的隐患，但在工业生产、基础设施建设、环境监测等不断升级的需求之下，SmartMesh还是有着广阔的市场前景。