王健

作为M2M的典型应用，自动抄表(水、电、气等)系统在西方发达国家已经盛行几年了！这一概念进入中国的时间也不短，但普及的速度远远不如预期，其根本原因就是中国的人力资源成本较低，而自动抄表系统的相对成本还过高，这是中国的国情，也是与西方发达国家的应用环境的最大差异。

简要回顾一下近年来自动抄表所用的技术：一种是利用网络直接传输采集的数据。这种方法理论上简单可行，但所受的制约也是明显的。一是中国的网络地址缺口很大，二是需要重新布线。另一种常谈及的方法是利用现有的蜂窝通信网。这种方法在城市里的覆盖普及率很高，但是，受通信模块和协议栈的影响，成本居高不下。后来人们又提出热点和蓝牙的概念，但这两种方式的特点是高数据率，耗电量过大，并不适合于抄表应用。近年来，随着ZigBee技术的发展，人们似乎又将目光转到了ZigBee上。无疑，该技术具有超低的功耗，但根据目前技术的进展，配置网络的成本似乎也不见得低，况且该技术所用的频段为2.4GHz频段，在许多楼宇中，建筑物的隔挡也是一个问题。

在这种背景下，Cyan科技为自动抄表开辟了一条新路，其刚出炉的新产品在深圳举行的第十三届国际集成电路研讨会暨展览会正式亮相。

该技术的思路沿用的是蜂窝通信的变异，即采用蜂窝通信子网的概念。不像传统的蜂窝通信解决方案，即一表一个通信节点，而是将一个子网合成为一个“节点”。该节点称作为主节点，可以采用传统的方式与主站通信，而主节点下面是N个从节点，每个从节点对应着一台计量表。节点的配置是灵活的，即任何一个从节点可以被设置成主节点。主节点与管理中心的链路可以是USB，GSM/GPRS，CDMA，以及以太网等。

这种思路，首先从网络规模上，大大降低了传统通信网络的管理难度，形式上颇有点像电信的接入网。

在子网内部，采用自有的协议栈(MicrelNet)，所用的频率也比较自由，可以利用两个常用的ISM频段。“特别是采用430MHz频段时，建筑物的穿透能力强，可以实现高达600米的覆盖距离，因此比较适合复杂环境的楼宇抄表”，Cyan科技的应用工程师贺力介绍说。

整个节点模块采用一块Cyan科技的低成本、低功耗微处理器，外加Micrel无线协议接口收发器，只需要非常有限的外围元器件，即购成了节点模块的全部。这样的配置方式决定了其最具竞争性的特点，即低成本。“采用该技术的最大优势就是成本低。平均每个节点的成本可以降到5美元以下”，Cyan科技的顾问工程师Tony Ward介绍道。不难想象，这也正是该技术比较适合中国国情的重要因素之一。

为了解决ISM频段的干扰问题，Cyan采用了多点调频的解决方案。调频与否的依据是传输的数据的完整性，通过CRC校验来判定。同时，也确保了数据采集的准确性。

节点的功耗可以与ZigBee相媲美，睡眠模式下静态电流只有几个微安，按照通常的应用模式，更换一次电池可以延续几年的使用寿命。

该方案中还有一个特点就是协议栈的配置灵活性。这样，对于不同的应用管理模式，比如，抄表周期的长短等用户的应用特征等都可以灵活配置。

从网络的观点出发，组网的方式比较灵活，支持树型网络、星型网络及ad-hoc网络拓扑结构，还具有较强的鲁棒性。另外，网络还具有自愈功能。

根据公司的展示产品来看，该节点模块已经嵌入到国内一些计量仪表之内。“通过这样的嵌入，由于显示、驱动以及其他功能还可以分享微处理器的一些资源，相对成本可以降得更低”，Tony Ward介绍说。另外，这种网络还不仅仅只是适用于自动抄表，还适合许多数据采集的地方，如仓库管理，超市应用等。

图：Cyan科技无线抄表网络构成示意图。