通過提供安全的基于 IPv6 的低功耗無(wú)線技術(shù)，Thread ?可實(shí)現(xiàn)防篡改家庭傳感器，以實(shí)現(xiàn)舒適、娛樂、安全和能源效率。Thread 起源于家庭和樓宇自動(dòng)化，使物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用能夠在各種消費(fèi)、可穿戴、醫(yī)療和工業(yè)市場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)。Google 還發(fā)布了一個(gè)名為OpenThread的輕量級(jí)開源 Thread 實(shí)現(xiàn)。雖然它并不完全類似于 Android 用于智能手機(jī)，但 OpenThread 有望成為 Thread 采用的出色推動(dòng)者。Thread 加入了其他幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，包括 Zigbee、NB-IoT、LoRa、SigFox 和藍(lán)牙 LE。

在考慮物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)時(shí)，許多人會(huì)想到諸如 MAC 協(xié)議、開放 IP 堆棧、互操作性、應(yīng)用層、安全性以及支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及端點(diǎn)到云通信的能力等問題。這些都是重要的問題，并由 Thread Group 解決。但由于這些應(yīng)用的核心基礎(chǔ)是高效運(yùn)行，電源管理是系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要解決的最關(guān)鍵問題！忽略它，后果自負(fù)。雖然其他物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)遇到電源問題，但我們將在這篇文章中關(guān)注 Thread。

Thread 如何啟用物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)和智能節(jié)點(diǎn)設(shè)備建立在幾個(gè)關(guān)鍵要求之上：

安裝簡(jiǎn)單快捷

安全通信

添加新端點(diǎn)設(shè)備和應(yīng)用層的可擴(kuò)展性

互操作性和大型生態(tài)系統(tǒng)的開源

低功耗延長(zhǎng)電池壽命

Thread 使用經(jīng)過驗(yàn)證的 2.4GHz 802.15.4 無(wú)線電（868MHz/915MHz 頻段可選）結(jié)合 IPv6 和 AES 加密作為基礎(chǔ)，并支持可擴(kuò)展的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可以根據(jù)需要添加新的經(jīng)過身份驗(yàn)證的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)可以是路由器或端點(diǎn)設(shè)備。定義了幾種類型的端點(diǎn)設(shè)備和路由器。Thread Leader 是一個(gè)自選路由器，它管理單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有路由器。雖然每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限制，但可以使用多個(gè) Thread Leaders 來擴(kuò)展 Thread 網(wǎng)絡(luò)。Thread 依賴于無(wú)線電 （PHY） 和 MAC 的 802.15.4 組標(biāo)準(zhǔn)。它與應(yīng)用層無(wú)關(guān)，或者更確切地說，對(duì)它視而不見；如果它是低帶寬并支持 IPv6 的任何應(yīng)用程序都可以在其上運(yùn)行.

由 Thread 管理的層。

了解 IEEE 802.15 標(biāo)準(zhǔn)

無(wú)線個(gè)域網(wǎng) （WPAN） 的802.15 標(biāo)準(zhǔn)包括：

藍(lán)牙或 802.15.1

用于視頻和音樂的 UWB 高數(shù)據(jù)速率標(biāo)準(zhǔn)，例如 802.15.3

用于無(wú)線電 （PHY） 和 MAC 層的低數(shù)據(jù)速率和低功耗 802.15.4 組標(biāo)準(zhǔn)，具有變體、上層增強(qiáng)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，例如Zigbee、6LowPAN（低功耗個(gè)域網(wǎng)絡(luò)上的 IPv6 ）、無(wú)線 HART、MiWi ?和ISA100.11A

802.15.5 是 802.15.4 的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)版本

體域網(wǎng)或 802.15.6

通過利用 802.15.4 無(wú)線電架構(gòu)，Thread 系統(tǒng)利用了低功耗、低帶寬框架，同時(shí)支持 20-30m 范圍內(nèi)的多個(gè)頻段，數(shù)據(jù)速率高達(dá) 250Kbps。通過 TDMA 和 CSMA 選項(xiàng)，802.15.4 還提供實(shí)時(shí)通信能力。

6LowPAN 用于安全通信

Thread 使用6LowPAN或IPv6 over L ow- power Personal A rea Network 。6LowPAN 由 Internet 工程任務(wù)組 （ IETF） 不僅可以在傳統(tǒng)的基于以太網(wǎng)的 WAN/LAN 網(wǎng)絡(luò)上啟用 Internet 協(xié)議 （IP） 流量，而且還可以在低功耗個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò) （PAN） 上（如藍(lán)牙 LE 和 802.15.4）上實(shí)現(xiàn)各種不同的低功耗應(yīng)用，例如消費(fèi)類可穿戴設(shè)備和工廠自動(dòng)化。它定義了一個(gè)用于連接的邊緣路由器。一個(gè)路由器可以連接到多個(gè)終端設(shè)備和其他路由器。邊界路由器，正如 Thread 組所稱，將 Thread 網(wǎng)絡(luò)連接到非 Thread 網(wǎng)絡(luò)，例如 Wi-Fi。通過采用 6LowPAN，Thread 將安全通信的所有優(yōu)勢(shì)帶入了無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中所有設(shè)備都經(jīng)過身份驗(yàn)證，所有通信都經(jīng)過加密，并且可以按需添加新設(shè)備。

延長(zhǎng) Thread IoT 設(shè)備的電池壽命

您如何延長(zhǎng)便攜式應(yīng)用的電池壽命？線程不定義電池壽命——這留給系統(tǒng)架構(gòu)師。當(dāng)我們?cè)?Maxim 的團(tuán)隊(duì)發(fā)明nanoPower電源管理產(chǎn)品時(shí)，工程師主要牢記兩個(gè)主要目標(biāo)：

將靜態(tài)電流 （IQ） 降低至納安 （nA），以延長(zhǎng)電池壽命

從不到 1% 一直到滿載，在負(fù)載范圍內(nèi)提供平坦的高效率——這對(duì)于插入式應(yīng)用至關(guān)重要

對(duì)插入式應(yīng)用至關(guān)重要的跨負(fù)載效率平坦（使用 1.2V OUT降壓）。

挑戰(zhàn)并不容易，但這是你成功所需要的。在考慮電源需求時(shí)，大量始終開啟、支持 Thread 的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大部分時(shí)間（關(guān)機(jī)）保持在輕負(fù)載條件下，偶爾進(jìn)行低功耗數(shù)據(jù)采集會(huì)消耗幾微安的負(fù)載電流（待機(jī)） 。 最后，在滿載情況下，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，這些設(shè)備需要 500mA 至 1A。IC 在三種負(fù)載電流模式下平均僅消耗 nA 的電流，而始終開啟的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所需的這三種負(fù)載電流模式可顯著延長(zhǎng)便攜式應(yīng)用的電池壽命。雖然今天 Thread 傳感器主要由電池供電，但隨著采用的繼續(xù)，盡管通信是無(wú)線的，但預(yù)計(jì)有些傳感器將被插入。

審核編輯：郭婷