为什么开放标准是建设智慧城市和电网的关键

在全球范围内，城市和社区正在变得更智能、更安全、更节能、更健康。这不是偶然的。这取决于众多有才华的利益相关者的辛勤工作，远见卓识和足智多谋。这些的核心是设计和构建嵌入式计算和通信系统的工程师，这些系统为街道照明、水处理厂、楼宇自动化系统和电网等应用增加了智能和连接性。

然而，要将智慧城市或智能电网愿景变为现实，工程师必须建立在坚实的基础上。这意味着高度可扩展和可靠的网络，使各种嵌入式计算设备能够安全地互连，同时支持精细的管理和维护。这就是采用开放标准并使用无线网状拓扑构建的现场区域网络 （FAN） 的用武之地。

在进入开放标准在建设智能城市和电网中的作用之前，重要的是要注意强大的通信协议的重要性。开发和验证良好的通信协议需要大量的工作。在标准制定组织内开发了最好和最持久的通信协议，在那里他们可以接受庞大而多样化的同行群体的审查。

开放标准为何重要

我们知道开放标准是有效的。我们都熟悉蓝牙、Z-Wave 和 WiFi，因为它们“工作正常”。它们之所以有效，是因为它们经过同行评审和测试。电气和电子工程师协会（IEEE）确保像IEEE 802.11这样的开放标准能够做到它应该做的事情，而WiFi联盟确保产品在自由地进入技术领域之前经过严格的测试。

一旦开放标准得到验证和可用，随着时间的推移，采用率通常会稳步增加。例如，在最近的Wi-SUN研究报告《物联网成熟之旅》中，明确了开放标准对负责智慧城市和智能电网部署的物联网采用者的重要性。今天，86%的受访者表示，他们认为物联网部署的行业开放标准要么非常重要，要么绝对关键（与五年前相比增加了近10%）。智能公用事业解决方案也是如此，84%的受访者对此做出了同样的回应（高于2017年的79%）。

开放标准的重要性是显而易见的。开放标准和互操作性为防止供应商锁定和资产搁浅提供了堡垒，并确保完整的系统建立在成熟、可靠、安全和经过压力测试的技术之上。事实上，供应商锁定是一个进一步推动开放标准需求的问题。到2022年，78%的受访者要求缺乏供应商锁定作为一项功能（2017年为66%）。缺乏供应商锁定简化了物联网设备、解决方案和软件与现有基础设施的集成。

无线网状网络如何增加价值

另一个关键的设计考虑因素是底层网络的拓扑。在这方面，无线网状网络为智能城市和公用事业应用提供了比星型网络更多的优势。首先，网状网络提供的分散性支持在配电网上部署边缘计算设备，如智能电表或故障检测传感器。这将增强客户体验，并减少代价高昂的中断次数和持续时间，使网络工程师能够快速响应。如果发生中断，可以智能地重新路由电源，并且可以断开网络故障部分的连接，以节省与故障设备倾倒电源相关的成本。基于网格的 FAN 还可以支持电压/无功优化 （VVO） 系统，以减少能源浪费。

网状网络带来的价值得到了用户的认可。在过去五年中，星形拓扑的使用率从21%下降到12%，而混合网络的使用量增长了整整10%（从58%增加到68%）。用户正在提高他们对可用选项的技术意识，并从更成熟的立场进行物联网网络规划。

实施者可以从中汲取的标准

对于嵌入式计算工程师来说，开放标准还有助于加速产品开发并最大限度地降低成本。对于初学者来说，获得合理和非歧视性的设计信息和技术访问是有好处的。例如，ARM 提供了 Wi-SUN FAN 协议栈的开源版本作为 ARM Mbed 库的一部分，工程师可以将其集成到自己的代码中，从而减少开发时间和调试工作。此外，还有各种可用的协议栈、设计信息和参考实现，以帮助构建面向未来的产品。

IP连接在互联产品中已变得无处不在。IP，特别是IPV6，具有显着的优势，简化了与一系列网络服务的连接，包括云连接，例如AWS，微软Azure和其他提供商。包含约束应用协议 （CoAP） 等协议简化了将低成本、低能耗设备集成到大型网络中的过程，并与 LwM2M 等应用协议一起，提供了与云服务的互操作性

嵌入式计算工程师被要求使用物联网来构建更智能的电网和城市，而他们成功的道路是采用开放标准。通过这样做，他们可以加快上市时间，改善协作并利用可互操作的硬件，同时保持竞争力并保持预算。

审核编辑：郭婷