在制造业、电力传输和公用事业（燃气、电、水）等工业部门的运营和环境条件下，总是对网络互连构成挑战，早期大多采用有线方式连结，但在工厂恶劣的作业条件下总有些不便，并网络容易故障中断，无线连结则会是更佳的选择。本文将为您介绍工业互联网（IIoT）的发展趋势与相关的解决方案。
无线网络提供更高的移动性与灵活性
在有线基础设施缺乏或不易实现的工业环境中，无线网络提供了比有线解决方案更多的优势，并增加了许多新的可能性，例如更高的移动性、灵活性，更简单的网络管理以及更低的构建成本。随着需求的变化，其他无线协议的使用也在增加， IIoT将可能通过无线网络实现，并且有很多种方案选择，但要从中选择正确的方案便具有挑战性。
功耗是无线IIoT网络中的重要考虑因素。对于有线网络，驱动连接所需的电力实际上可以由连接本身来提供。但是，对于无线网络，则需要额外提供或设备自己收集电力，这意味着功耗是无线IIoT网络的关键考虑因素。因此，无线IIoT设备必须在输出功率、占空比和吞吐量等方面进行权衡。
覆盖范围与无线网络的操作频率密切相关，那些在Sub-GHz范围内工作的器件，通常具有比在2.4GHz范围内工作的器件更大的覆盖范围（对于给定的功率而言）。但是，无线网状网络可以帮助扩展2.4GHz的覆盖范围，目前已有许多流行的网状技术，例如Zigbee、Thread和Bluetooth Mesh等。由于许多标准和2.4 GHz频段的采用，这些协议对IIoT的未来发展也很重要。因此，预计IIoT将采用运行在2.4GHz和Sub-GHz频段的协议。
多协议无线电具有更多优势及效益
低功率广域网（LPWAN）（例如LoRa和Sigfox）以及诸如NB-IoT和LTE-M的蜂窝变体，会通过在Sub-GHz频段工作并保持相对较低的数据带宽（每条消息数十比特位），LPWAN能够实现数十公里的覆盖范围，这些技术非常适用于智能城市和远程监控等新兴基础设施，其中节点之间的距离很大，但交换的数据相对较少。但是，它们并不太适合智能工厂，这是因为对于智能工厂来说，带宽和延迟性能比覆盖范围更加重要。
由于Sub-GHz技术在工业环境中具有超越2.4 GHz频谱的优势和好处，因此IIoT更多采用Sub-GHz技术。专有协议在Sub-GHz频段的普及仍然很强，部分原因要归于传统技术的普及。
多协议技术简化了对sub-GHz网络中智能电表等设备的蓝牙控制
正如有线和无线技术的组合曾经是实现最佳连接的理想方式，如今解决方案可能不是选择单一无线技术，而是结合两者的优势及效益。工作在Sub-GHz频段的协议提供了许多好处，但可能仅能提供有限的带宽，并且必须通过专用无线电与设备通信。Bluetooth Low Energy可提供高达2Mb/s的带宽，并为PC、笔记本电脑、平板电脑和智能手机等标准设备提供简单的接口。选择支持Bluetooth和Sub-GHz连接的集成多协议解决方案，不仅可以提供基于标准的2.4 GHz连接，而且可用于与采用Sub-GHz技术的机器对机器（M2M）网络进行人机交互。
无线Gecko专有协议是工业物联网的理想选择
为了加快无线IIoT应用产品开发速度，Silicon Labs推出了无线Gecko专有协议单芯片（SoC）解决方案。EFR32FG22无线Gecko专有协议SoC系列，是无线Gecko产品系列的组成部分。EFR32FG22无线Gecko SoC是实现IIoT设备上节能的专有协议连网的理想之选。无线Gecko应用包括电子货架标签、住宅和建筑自动化及安全、工业自动化与商业和零售照明与传感。
这款单芯片解决方案结合了38.4 MHz Cortex-M33和高性能2.4 GHz无线电，旨在为IIoT连接应用提供行业领先的节能无线SoC。EFR32FG22集成了32位ARM® Cortex®-M33内核，最高工作频率为38.4 MHz，带有DSP指令和浮点单元，可实现高效的信号处理，内置最高512 kB闪存和32 kB RAM，拥有低有功电流和睡眠电流的节能型射频内核，集成PA，TX功率高达6 dBm（2.4 GHz），无线电接收电流为2.5 mA，可通过信任根和安全加载程序（RTSL）进行的安全启动，并具有可选OOK模式的RFSENSE。
支持多种协议与外围设备
EFR32FG22的射频性能在250 kbps O-QPSK DSSS的条件下，灵敏度为-102.3 dBm，在1 Mbit/s GFSK的条件下，灵敏度为-98.9 dBm，在2 Mbit/s GFSK的条件下，灵敏度为-96.2 dBm。支持的调制格式包括2 (G)FSK，可配置完整波形，并支持OQPSK DSSS、(G)MSK与专有的协议。
EFR32FG22
EFR32FG22内置广泛的MCU外围设备选择，包括模拟数字转换器（ADC），以及高达26个带有输出状态保持和异步中断功能的通用I/O引脚，还有8信道DMA控制器与12信道外围设备反射系统（PRS）。
EFR32FG22具有宽工作范围，支持单电源1.71至3.8 V，工作温度为-40℃至85℃，并支持AES128/256、SHA-1、SHA-2（高达256位）、ECC（高达256位）、ECDSA和ECDH硬件加密加速。EFR32FG22采用两种封装格式，包括QFN40（5 mm x 5 mm x 0.85 mm）与QFN32（4 mm x 4 mm x 0.85 mm）。
结语
当前世界各地的公司和政府单位正认识到无线连接为工业环境带来的好处，可用于改进流程和提高生产率，而更智能地运营工厂、城市、办公室和家居的需求将日渐增长。IIoT应用除了需要传感器和驱动器之外，还需要实现全球互联所需的云连接和大数据，将为工业应用带来革命性的改变。Silicon Labs的无线Gecko专有协议SoC解决方案，将能够满足IIoT的各种需求，是有意抢进相关应用市场的最佳选择。
特色产品
EFR32FG22C121F512GM40-C Bluetooth