从智能计量到智慧城市，Wi-SUN协议的应用潜力究竟有多大？(智能计量设备)|科技 |智慧 |Area |潜力 |网络 |协议

从智能计量到智慧城市，Wi-SUN协议的应用潜力究竟有多大？(智能计量设备) ypxx.net

从单点采集到全域协同，从私有协议到标准互联，从智能计量到智慧城市，当无线网络中的节点数量从数十、数百增长至数千、数万甚至更大规模时，网络通信如何保持稳定？节点间如何协同工作？节点故障后能否自动排查恢复？节点如何高效融入现有IP网络和数字化平台……这些都是在构建大规模物联网络时所要解决的核心问题。

在众多无线协议中，Wi-SUN（Wireless Smart Ubiquitous Network）就是其中一种能有效解决上述问题的大规模低功耗无线MESH组网网络解决方案。它基于 IEEE 802.15.4g、IEEE 802.15.4e 和 IETF IPv6 标准，工作在Sub-1GHz频段，一个FAN（Field Area Network）网络可以支持超过3000个节点，可广泛应用在智慧照明、智能电网、智慧城市等领域中。

Wi-SUN协议，在万物互联中有多“能打”？

Wi-SUN技术体系包含两大核心 Profile：Wi-SUN HAN（Home Area Network，家域网）和 Wi-SUN FAN（Field Area Network，区域网）；其中，Wi-SUN FAN（Field Area Network，区域网）是Wi-SUN技术的核心亮点，专为大规模户外物联网场景设计。

如下图所示，与传统星型网络拓扑不同，Wi-SUN FAN并不要求每一个终端都必须直接连接中心节点，而是可以通过Border Router、Router和Leaf等不同类型节点构建多跳无线Mesh网络；因此，Wi-SUN FAN的网络覆盖范围不会再简单地受限于单个节点的无线通信距离，而是可以随着网络节点数量和部署方式不断扩展。

Wi-SUN FAN（Field Area Network/区域网）示意图

同时，Wi-SUN FAN支持跳频（Frequency Hopping）功能，节点可在多个信道之间按一定的跳频序列进行切换通信，以提升抗干扰能力和链路可靠性；在调制方式与数据方面，Wi-SUN FAN支持FSK和OFDM两种调制方式，传输速率从50 kbps到2.4 Mbps不等，可根据应用场景灵活选择。

在Wi-SUN FAN网络中，多跳中继（Multi-hop Relay）是其最核心的通信机制，节点数据可通过多跳（Multi-hop）方式传输，最多支持24跳中继。在广袤的户外场景中，单个设备的通信距离可能只有几百米，但通过多个路由节点“接力”，数据便可跨越数公里甚至数十公里的距离，到达边界路由器。

Wi-SUN Mesh多跳路由机制（数据从L4出发，经R2、R1逐跳至边界路由器）

此外，Wi-SUN FAN 规范中明确将RPL（IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks）作为其网络层路由协议——RPL专为低功耗有损网络设计，采用以边界路由器为根的有向无环图（DODAG）构建多跳mesh拓扑。

当某个节点故障或离线时，Wi-SUN FAN 网络会基于RPL机制自动触发路由重构：子节点从候选父节点列表中重新选择上行父节点，必要时会发起局部或全局DODAG修复，重新计算拓扑路径，让数据“绕道”而行，自动寻找替代路径。这种“自修复”能力在智能电网、工业自动化等对可靠性要求极高的场景中至关重要。

值得一提的是，Wi-SUN FAN还有一个关键优势是IPv6带来的IP化能力

Wi-SUN Protocol Stack

IPv6采用128位地址长度，Wi-SUN FAN理论上可提供约 3.4×1038个地址，可让每一块电表、每一盏路灯、每一个传感器都具备唯一的IP标识并纳入IP化管理。Wi-SUN FAN基于IPv6/6LoWPAN/RPL构建，Wi-SUN FAN网络中每个节点都具备IP化身份，应用层可实现端到端通信——其中，Border Router节点是现场IPv6 Mesh网络与上层IP网络之间的边界路由器，可有效简化架构、提升传输效率、增强安全性。

同时，Wi-SUN FAN借助6LoWPAN在低功耗无线网络上承载 IPv6，可天然融入现有 IP体系。它无需另建平行网络，即可与企业内网、云平台和数据中心无缝互通，成为IP网络向物联网的自然延伸，支撑从智能计量到智慧城市的平滑演进。

CMT2310A，HM-WS-001，Wi-SUN FAN网络中的通信基础

华普微，作为Wi-SUN（Wireless Smart Utility Network Alliance）联盟会员，一直致力于推动Wi-SUN协议在全球市场中的应用落地，同时也在对自身Wi-SUN产品进行持续的优化迭代，以助力客户构筑更具稳定性、时效性与可靠性的Wi-SUN FAN网络。

例如，CMT2310A就是一款通过Wi-SUN FAN 1.0 PHY认证，可量产可交付的Sub-G FSK收发器。CMT2310A使用32MHz晶体提供PLL的参考频率和数字时钟，支持Direct和Packet两种数据处理模式，并具备高达+20dBm的发射功率和-122dBm的灵敏度，可极大地优化各类无线应用的链路性能。

CMT2310A可为已有Wi-SUN协议栈的客户提供驱动和互通支持。Wi-SUN FAN基于网状网络，具备优异的扩展性、互通性等特点，再叠加CMT2310A超低运行功耗，可广泛应用在智能电表及家庭智能能源管理（HEMS）控制器等通讯装置中，打造可靠性更高的大规模物联网络。

HM-WS-001是另一款完全符合Wi-SUN FAN1.0规范和功能要求的透传模块，其射频通信频段为868MHz与915MHz；最大发射功率20dBm，最大接收灵敏度-107 dBm（868MHz，50kbps、25KHz）；具有长距离通信，超低功耗，收发一体等优势。

基于Wi-SUN FAN网状网络，HM-WS-001能够与周围大量的设备建立多个连接，通过多个链路中继数据提升通讯距离。此外HM-WS-001已通过Wi-SUN联盟应用认证并获得认证证书，可广泛应用于智能表计、智慧照明、智能家居、智慧安防、工业自动化控制、新能源领域的能源管理和监测以及其他物联网通信应用场景。

HM-WS-001 产品框图