通过多协议无线连接保持灵活性

多协议连接应用

通过多协议连接，消费、商业和工业环境中联网设备的有用性可以得到增强或提高。例如，在家庭自动化领域，Zigbee 利用网状网络功能提供家庭无线全覆盖，并能通过网关从家外控制设备。引入蓝牙 LE 后，智能手机可用于本地直接控制，而且可以添加位置感知功能。

1 GHz 以下无线技术可以在广阔范围内传播，十分适合智能电表应用。通过向 IoT 计量设备添加 1 GHz 以下和蓝牙同时通信，技术人员可以利用移动应用进行本地设置、信息采集和维护。

在零售或商业环境中，需要利用蓝牙信标等技术提供基于位置的广告，跟踪资产，并开发用于跟踪客流量的热点图。通过将蓝牙信标集成至联网基础设施，如照明系统，可以创建大规模覆盖区域。不必部署联网照明系统和信标，只需一个发光源或灯具即可部署蓝牙信标。这样将提供更加经济高效的方法，用于支持基于位置的服务。

什么是多协议技术？

许多联网设备可以通过支持多无线连接选项来提升消费体验，增强产品功能。大家已经习惯于智能手机支持蓝牙、Wi-Fi 和其他连接选项，以此提供流媒体，并连接耳机和智能手表。传统上，许多物联网系统在功率、尺寸和成本方面的要求会使对多协议的支持充满挑战。通过利用分时机制在协议间共享无线电，降低无线系统成本和简化系统设计，动态多协议无线连接提供了在单芯片上同时支持多种无线协议的可行方式。

支持多种协议有什么优势？

下面简要介绍一下不同类型的多协议连接及其优点。

可编程多协议

可编程多协议支持使用芯片组。芯片组用适当的软件堆栈进行编程后，可运行任意数量的无线协议。能够对生产中的芯片进行编程，以支持低能耗蓝牙、Zigbee、Thread 或专有协议，这意味着您可以简化硬件设计，并迅速满足不同市场的需求。对于所有其他多协议用例，能通过不同软件映像支持多种协议的芯片平台是根本前提。

交换式多协议

交换多协议涉及在一个芯片上运行两种不同的可能模式。协议和堆栈视图中的每个模式彼此分开。要交换协议，有两个选项：1) 引导加载您要包含其他协议栈的固件映像，进行通信，然后引导加载回其他映像，或 2) 让具有两种模式的一个映像完全启用或禁用每个协议。例如联网的家庭设备（如门或窗传感器），在其绝大部分使用寿命内只需要调试蓝牙即可加入网络，然后通过 Zigbee 通信。为此，您将寄出已编程或启用蓝牙软件的部件，通过电话与用户/安装者交流，然后禁用蓝牙，启用 Zigbee 并加入 Zigbee 网络。然后，通常返回蓝牙连接的唯一方法是通过用户中断（如按钮）或通过 Zigbee 连接到节点，以告诉它切换回蓝牙，因为设备不能同时留在网状网络并停留在其蓝牙连接上。交换间隔时间非常长 – 蓝牙需要数百毫秒，蓝牙网状网络则需要更长时间。

交换式多协议可以在联网设备已经部署在现场的情况下引导装载新的固件映像，从而使该设备可以更改正在使用的无线协议。通过使用智能手机连接安全地在低能耗蓝牙与 Zigbee、Thread 和其他无线网络之间进行切换，可大幅改善消费者在设置或调试产品时的体验。借助新增的空中下载 (OTA) 更新功能，还可以现场更新设备，以满足不断变化的市场需求。

动态多协议

动态多协议在交换功能上更加流畅和灵活，而且可以在两个协议之间更快速地跳跃。使用动态多协议时，您无需关闭或去初始化整个协议栈；只需保持两个协议的运行状态并对换正在使用物理无线电的协议，从而大大缩短了切换时间。您正在共享两个协议之间的最低阶依赖关系，通常是无线电（下图中以墙底砖表示）。通过更快切换，它使蓝牙低功耗 (BLE) 连接保持活动状态，同时保持 Zigbee/Thread 网络上的连接，从而确保您位于每个协议的时间窗口内，不会断开连接或从网络中删除。这允许节点通过 Zigbee/Thread 或蓝牙响应命令，这意味着使用手机的用户可以控制节点和主网络。动态多协议应用的一个好例子是门锁，您希望用户能够通过手机上的蓝牙锁上/解锁门，以及通过 Zigbee 使用传感器、时间表或云命令。

最终，任何多协议解决方案都必须解决这样一个问题：如何利用分时机制共享无线电才能在一个芯片上同时运行多种无线协议。这种方法可实现更多用例，在将低能耗蓝牙和其他无线协议结合使用时尤为如此。其中最简单的用例如下：在零售环境中，定期从正常运行 Zigbee、Thread 或 1 GHz 以下无线协议的设备使用蓝牙信标。

并发多协议

Concurrent Multiprotocol (CMP) technology is a game-changer in the realm of wireless communication, enabling a single chip to operate multiple communication protocols simultaneously. More specifically, this capability is targeted for devices that need to operate in multiple networks and based on the same 802.15.4 standard such as Zigbee and Thread. CMP when combined with concurrent listening ensures that devices can maintain connections with different networks on separate operating channels without the need for multiple radios or switching between protocols. For instance, a single device can communicate with Zigbee and Thread end nodes on different 802.15.4 channels while also switching to Bluetooth (in DMP mode) for user interface interactions.

With an ability to provide seamless communication across different protocols, enhanced user experience and simplified device management, CMP plays a significant role in the development of gateway devices, which serve as central hubs for connecting various IoT devices within a network. These gateways can then manage multiple communication protocols simultaneously, ensuring seamless data exchange and interoperability between different devices and networks. This flexibility is achieved through advanced software and hardware integration, allowing for concurrent and dynamic multi-protocol operations. The MG21 and MG24 series chips support these features.

Besides gateways, this capability is also important in smart home and commercial building automation applications, where a diverse range of devices and protocols need to coexist and communicate effectively. The MG26 series chips which is pin compatible with MG24 also supports Zigbee and Matter over Thread CMP for end devices.

多无线电多协议

如果专门使用多种协议而不进行任何取舍，则需要双无线电，尤其是在不同的协议采用不同的无线电频率时。如果应用和网络堆栈可以跨两路收音机地工作（这两路收音机甚至可能使用完全不同的频率范围），将会很有价值。英国的智能电表就属于这种情况。英国政府将会在 2020 年之前为 3,000 万个家庭和企业部署双 PHY Zigbee 通信集线器。该举措旨在实现包含 2.4 GHz Zigbee 设备和 sub-GHz Zigbee 设备（使用 868 MHz 频带）的家庭区域网，这些设备保持在同一个逻辑 PAN 上，由通信集线器以不同的无线电频率在设备之间路由流量。

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