許多權(quán)威人士預(yù)測(cè)，傳感器和執(zhí)行器等智能對(duì)象網(wǎng)絡(luò)在節(jié)點(diǎn)數(shù)量方面將比以IT為中心的網(wǎng)絡(luò)快得多。顯然，我們?cè)?a href="http://www.qldv.cn/tags/wi-fi/" target="_blank">Wi-Fi中擁有以計(jì)算機(jī)為中心的家庭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，并且還有可以承載計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的電力線，有線和電話線網(wǎng)絡(luò)。缺少的是一個(gè)成本低得多的網(wǎng)絡(luò)，其輕量級(jí)協(xié)議可以在從洗衣機(jī)到恒溫器到娛樂(lè)設(shè)備（如音樂(lè)播放器）的設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)在看來(lái)，業(yè)界正朝著6LoWPAN（IPv6 over Low-power Wireless Personal Area Networks）協(xié)議邁進(jìn)，作為與IPSO（智能對(duì)象互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）聯(lián)盟支持的公司和行業(yè)組織的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)使嵌入式處理節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)Internet直接訪問(wèn)的技術(shù)。雖然在廣泛部署之前還有待解決的問(wèn)題，但設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在可以使用隨時(shí)可用的微控制器（MCU）和軟件堆棧開(kāi)始研究基于6LoWPAN的產(chǎn)品。

IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)

ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)準(zhǔn)備好用于家庭自動(dòng)化，盡管它在商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中取得了更大的成功。 ZigBee依賴于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義了可以在低于1GHz或2.4GHz頻帶中工作的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。術(shù)語(yǔ)網(wǎng)格意味著網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)不必與中央接入點(diǎn)直接接觸或在中心接入點(diǎn)的范圍內(nèi)。網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)設(shè)備都充當(dāng)轉(zhuǎn)發(fā)器，重傳數(shù)據(jù)包。但是，802.15.4標(biāo)準(zhǔn)僅定義位于網(wǎng)絡(luò)堆棧底部的物理和媒體訪問(wèn)層。它不包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或更高級(jí)別特征的定義，這些特性可能包括特定于應(yīng)用程序的元素，例如用于管理HVAC系統(tǒng)和恒溫器的應(yīng)用程序?qū)訁f(xié)議。

ZigBee社區(qū)在802.15.4之上添加了自己的協(xié)議層。此外，ZigBee現(xiàn)在有針對(duì)特定類(lèi)型應(yīng)用（如HAVC控制）的標(biāo)準(zhǔn)。但ZigBee不會(huì)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接暴露給Internet。您當(dāng)然可以將ZigBee網(wǎng)絡(luò)連接到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并允許通過(guò)Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問(wèn)。但是這種支持并不是ZigBee所固有的。

6LoWPAN工作的根本在于向基于IPv6的全球唯一IP地址提供任何需要的IP地址，從而實(shí)現(xiàn)智能對(duì)象直接連接到Internet。十年前，許多人擔(dān)心我們會(huì)耗盡32位的IPv4地址用于計(jì)算機(jī)，當(dāng)然IPv4絕不會(huì)支持預(yù)測(cè)的連接智能對(duì)象的沖擊。 IPv6使用128位地址字段，可以支持3.4x10 38 唯一設(shè)備。 IPv6和6LoWPAN對(duì)于將日常設(shè)備連接到Internet至關(guān)重要。

6LoWPAN協(xié)議設(shè)計(jì)用于802.15.4網(wǎng)絡(luò)之上，這是近期的主要使用模式。肯定會(huì)有將6LoWPAN和ZigBee集成在一起的實(shí)現(xiàn)。谷歌正在研究1 GHz以下的更簡(jiǎn)單的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，它可以在開(kāi)源的基礎(chǔ)上提供，作為其Android @ Home計(jì)劃的一部分。據(jù)推測(cè)，6LoWPAN將成為該網(wǎng)絡(luò)的首選協(xié)議。

6LoWPAN快速入門(mén)

現(xiàn)在可以使用MCU和軟件堆棧來(lái)支持802.15.4網(wǎng)絡(luò)的6LoWPAN開(kāi)發(fā)。例如，德州儀器（TI）最近宣布推出一些集成為片上系統(tǒng)產(chǎn)品的IC，這些產(chǎn)品集成了基于MPS430的MCU和無(wú)線收發(fā)器。 CC430F5137和CC430F6137（圖1）均包括一個(gè)16位MPS430內(nèi)核，32 KB閃存，4 KB RAM，一個(gè)12位A/D轉(zhuǎn)換器，用于安全性的AES-128加密引擎以及其他各種外設(shè)。圖1描繪了該架構(gòu)。 CC430F6137為外設(shè)混音增加了一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)器。 TI提供由Sensinode開(kāi)發(fā)的名為NanoStack的6LoWPAN堆棧。

圖1：德州儀器的CC430F5137和CC430F6137 IC將基于MPS430的MCU與低于1 GHz的MCU相結(jié)合802.15.4收發(fā)器和后者增加了一個(gè)LCD驅(qū)動(dòng)器。

這兩款TI IC均集成了一個(gè)收發(fā)器，該收發(fā)器本質(zhì)上是CC1101低于1GHz的收發(fā)器，該收發(fā)器也作為獨(dú)立IC銷(xiāo)售。收發(fā)器包括CPU接口，包處理器，調(diào)制解調(diào)器和合成器。該收發(fā)器可在315，433，868和915 MHz頻段內(nèi)工作，使其可用于全球大多數(shù)國(guó)家的ISM（工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)療）分配頻譜。

Atmel是另一家擁有6LoWPAN支持的供應(yīng)商。 ATMEGA128RFA1系列IC結(jié)合了8位AVR系列MCU，128 KB閃存和2.4 GHz頻段802.15.4收發(fā)器。該公司擁有自己的6LoWPAN堆棧，名為RUM（Route Under MAC）。此外，Atmel還提供ATAVR128RFA1-EK1開(kāi)發(fā)套件，您可以使用它來(lái)試驗(yàn)基于802.15.4的設(shè)計(jì)。該套件包括一對(duì)基于ATMEGA128RFA1 MCU的電路板。 Digi-Key還擁有一個(gè)專(zhuān)注于ATMEGA128RFA1無(wú)線MCU的產(chǎn)品培訓(xùn)模塊，設(shè)計(jì)人員可以查看該模塊以了解IC的全部功能。

恩智浦半導(dǎo)體不僅提供支持6LoWPAN的產(chǎn)品，還在2011年10月12日舉行的名為“物聯(lián)網(wǎng)”的IPSO聯(lián)盟活動(dòng)中提供了該技術(shù)的公開(kāi)演示。演示包括控制6LoWPAN的Android和iPad平板電腦 - 啟用燈和電源插座以及專(zhuān)用的基于6LoWPAN的顯示和控制面板。

恩智浦目前支持6LoWPAN和JN5148 IC，它集成了32位RISC處理器和2.4 GHz無(wú)線電（圖2）。該公司有一個(gè)名為JenNet-IP的基于6LoWPAN的軟件堆棧，它為基本的6LoWPAN協(xié)議增加了一些管理功能。

圖2：恩智浦集成了2.4GHz收發(fā)器在JN5148無(wú)線MCU中，通過(guò)其JenNet-IP軟件堆棧提供6LoWPAN支持。

經(jīng)過(guò)多次錯(cuò)誤啟動(dòng)后，也許6LoWPAN可以真正推動(dòng)家庭自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)向前發(fā)展。該技術(shù)當(dāng)然可以為消費(fèi)者提供便利。通過(guò)HAVC系統(tǒng)，照明，主要設(shè)備和其他設(shè)備的程序化控制，它可以實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能。此外，還有一長(zhǎng)串對(duì)該領(lǐng)域感興趣的主要公司，包括此處提到的公司以及IPSO聯(lián)盟成員的深度名冊(cè)。谷歌的興趣冷淡推動(dòng)了事情向前發(fā)展。嵌入式設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的最佳新聞是，啟動(dòng)基于6LoWPAN的設(shè)計(jì)所需的工具現(xiàn)在可以通過(guò)軟件支持隨時(shí)使用。