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云柚科技:ZigBee坑太多,开发HiSL做IoT通用通信协议

云柚科技是一家IoT领域的初创公司,在其智能门锁产品的研发过程中,云柚科技发现了现有通信协议的不足,于是开发了一套自己的协议HiSL,并希望该协议能成为通用的IoT通信协议。近日,云柚科技CEO吕坡向CSDN介绍了ZigBee在智能门锁领域的坑,以及HiSL的特性和研发故事。

云柚希望利用门锁与云平台的无线通信技术,去切入并影响门锁之后一部分空间。举个简单的例子,可能未来智能家庭只需要一个接入式网关,就可以实现用户迈入大门之后便自动协调好灯光,空调及背景音乐等。

在吕坡看来,实现其愿景,智能门锁无线通信协议应该同时具备三个基本性能:

  1. 门锁要一秒钟双向响应;
  2. 四节五号电池要用一年以上;
  3. 可以穿透三层的钢筋混凝土墙。

众多无线通信技术中,ZigBee以低功耗、安全性、组网强著称,被一些团队认为是目前除WiFi以外的智能家居无线技术的首选。云柚科技也曾尝试过ZigBee。然而ZigBee主要采用ISM频段中的2.4G频率,此频段穿墙能力之弱为业内共知,可谓先天不足,很难符合吕坡的目标。

当然,现有的其他无线技术亦无法满足吕坡的需求,于是云柚科技决定自行解决,最终研发了HiSL协议。吕坡介绍,HiSL通信协议覆盖距离达50米,每个网关控制100个终端以上,续航达到了500天。

吕坡强调,这并非标称数据,而是实际环境下的使用数据。

如果我们宣传理论数据的话,按照电池总量来说续航是750天,但是要减去电池的自放电。我们可以容纳的网络是一百万个设备,因为我们做了三级,每一级都可以控制一百个子设备。ZigBee宣传最多的也就是六百多个,实际上能够做到一百个以上的公司非常少,而且非常不稳定。

CSDN:请介绍HiSL的体系架构,以及对标准以及传统技术的继承。

HiSL基于IEE802.15.4G进行设计的协议栈;针对之前方案对工程项目存在的缺陷和性能指标开始产生这个想法的,融合了ZigBee、TCP/IP等网络控制思想,同时也参考了国内外前沿的低功耗无线协议栈的设计思想。

CSDN:在稳定性、安全性方面,HiSL又是如何保证的?

稳定性:本身除了机制优化和架构保证外,系统稳定性和性能指标都经过相应的反复测试或长时间的高压性能测试,这是一个长期作战的过程。

安全性:硬加密和软加密结合、有自己独特加密算法和一套秘钥控制和认证机制等等。

CSDN:您希望HiSL成为IoT领域的通用协议,能否解释能HiSL适合哪些场景?能否用于数据量大、传输速率要求高的应用?

HiSL本身是为轻量级资源的嵌入式应用而生,天生具备资源高效应用的特点;它独特的低功耗功能,更适合一些资源少却性能要求高的低功耗系统。

无线网络这一块以树形为主,由于网络形态固定,实效性更高。特别适合中、长距离频段应用。

HiSL本身不会限制硬件平台,传输速率可以支持到硬件本身的极限。他的优势是,在低功耗情况下,通过算法和机制,很好的平衡了功耗和实时性,类似于OTA的情况也能保证较高速率、并发量和低功耗,这就是它的魅力所在。

CSDN:基于HiSL的开发难度和开发周期如何?需要学会一些不同的技能吗?

HiSL是承载于YeeStack协议栈(是底层协议栈)的,它本身的开发难度肯定是有的,对我们来说也是一个很大的挑战!但他的生命力和扩展性,也深深的吸引着我们自己!所以这是一个富有创造力和激情的事情,我们乐此不疲!

但对于以后想在HiSL上做应用的小伙伴们就不用担心了。我们的攻城狮们会把接口封装好,放在YeeStack中,你们需要的关注仅仅是应用的本身。

关于开发技能,C语言开发能力当然是必须的,有实时操作系统的开发经验更好。

CSDN:成本也是ZigBee普及的一个硬伤,HiSL成本控制如何?您认为成为通用协议面临什么样的挑战?

对于一个系统来说,主要考虑的是综合成本。综合成本主要包括硬件成本、部署成本、维护成本。硬件成本是根据需求选择适合的平台,而HiSL本身对此不作限制。而部署成本,HiSL有较大的优势:相较于ZigBee,国内应用普遍是2.4G,传输距离近,如果需要专门设备来做路由,那么成本就很高。另外,其网络容量也是一个限制因素,考虑到距离和网络稳定性,一个协调器带的设备数量有限,必然会增加协调器数量,进而就增加网关部署成本。相较于HiSL,他可以选用Sub 1GHz硬件平台,其对路由和网络部署成本就很低了。维护成本,与产品本身的设计指标和部署方式有很大的关系,例如功耗大,会导致频繁更换电池,进而增加客户成本;信号不稳定则增加使用成本。而HiSL在这一块肯定是追求极致。

挑战肯定是有的,因为要做的事情还有很多,像高压测试、接口标准化输出、说明文档整理等等;但从本质来说,最需要的,就是时间了O(∩_∩)O~。

CSDN:能否介绍HiSL的研发投入、人力投入以及研发时间?哪个环节耗费的精力最多?

我们有一个团队负责对其进行开发,有测试、硬件、网关、应用、方案设计等。目前还处于初期开发阶段,后期需要投入更多时间和精力来进行完善。

整个开发过程中,最难啃的,应该是搭建框架和设计无线组网算法了。

CSDN:未来HiSL有哪些新特性的规划?会有一些开源的计划吗?

新规划很多,暂时保密。开源计划当然有,不过需要等我们有很多较好应用案例后才会考虑。近期,感兴趣的小伙伴们只能等待了!


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