【应用】强化物联网通讯资安防护的Wi-SUN芯片VC7300，有利于构建大规模低功耗物联网世界，加速实现智慧城市

时间： 2022-08-09 来源：联芯通

技术问答

杭州联芯通半导体有限公司(简称联芯通)的Wi-SUN芯片 VC7300在1.000个节点组网规模下，6级跳频组网约20分钟，单级组网只需10分钟，具有可视网络拓扑，云端管理容易具备企业级信息安全防护。VC7300在客户端之应用目前已实现支持多达3000个以上节点的网状网络组网，不仅有Mesh网状网络功能，还可以穿过地下室和金属障碍物进行传输，兼具IPv6、双向通讯、远程升级等优势。

Wi-SUN是近年备受行业瞩目的LPWAN低功耗广域网成员，其技术优势被广泛应用在智能电表与智能电网领域。

Wi-SUN技术特色主要有二，一个是Mesh网状网络，这使得Wi-SUN可以进行长距离传输且具备自动组网与自动修复功能；其二是具备主动随机数跳频，由于Wi-SUN使用的是Sub-GHz频段，一般在此频段会受较多的噪声干扰，但由于Wi-SUN具备主动随机数跳频机制，可以使其讯号在受到噪声干扰时主动选择其他较干净的步频段进行信息传输，有效降低组网时间。

在5G浪潮推波助澜下带动各种物联网应用需求大幅增长，联芯通已在智能电表、智能路灯、光伏发电厂、智慧低配电柜等领域上陆续建立成功应用案例。

Wi-SUN强化物联网通讯资安防护

联芯通研发的Wi-SUN芯片VC7300已完成3000个Wi-SUN FAN节点的网状网络(mesh)布署，并透过本地公钥基础架构(PKI public-key infrastructure)集成，为网络上的每个设备提供安全认证，以确保设备不会被恶意修改程序，为客户提供企业级资安防护。为提升物联网通讯的资安防护，联芯通持续优化网状网络并加强虽资安防护，在基于IPv6身份认证的加密架构下，提供经验证的网络安全认证机制。

其关键在干Wi-SUN FAN运用IEEE 802.15.4的强大AES(Advanced Encrvption Standard)链接层安全功能提供封包加密，并目运用IETF EAP-TLS做入网认证，及以IEEE 802.11i做密钥管理，这意味着Wi-SUN FAN网状网络的每个节点不仅有讯息加密和真实性检查，而且在入网前还需进行身份验证。

由于物联网节点众多，容易遭受外部攻击，Wi-SUN FAN特性是支持IPv6协议，能实现基干IP的设备身份验证与加密通信，每个节点都储存一个受信任的加密数字证书，用以证明节点确实被授权与网络上的其他设备通信，严格的检验流程可确保网络不被蓄意安插节点，或者设备没有被人为篡改或安装恶意软件，有效提升网络安全性，有效解决每一连网设备都是资安泄漏节点的问题。

物联网通信需要较好资安方案，Wi-SUN联盟提出网状网络拓朴(mesh topology)，开放标准(open standard)与认证(certification)，是资安解决方案的三个重要因素。

网状网络(mesh network)能在网络中保持节点之间的连续连接，且可以减轻部署的中新和安全漏洞;而开放标准的产生是经由的许多专家精心设计和审查，专家们透过不断分析漏洞，并在必要时进行更新，有助于实时提高其安全性；反之，若由一家公司创建的私有协议就无法汲取众多专家们的专业与经验。

Wi-SUN智慧照明解决方案

传统的室内照明经常会遇到以下几个问题：

1.灯具无法按需求调节亮度

2.灯具长时间运行，浪费电力

3.无法远程控制或监测重要信息

4.无法得知工作时间或确认的电力消耗

5.维护成本高，依赖群众上报照明故障

其此，在日新目异的通讯科技的助力下，我们得以将传统室内照明升级为智能照明，智能照明的功能包括远程控制，定时控制，温湿度感测，照明情境设定等，进而达到节电效果。

一般将传统照明升级为智能照明，常用的通讯方式不外平电力线通讯与无线通信两种。但是一般电力线通讯会遇到人工布线十分繁琐目耗时；而无线通信方式，例如Wifi，容易遭受通讯距离短，寄透性差；而Zigbee又有2.4Ghz频段易受噪声干扰的问题。

因此，联芯通认为由于Wi-SUN通讯技术有以下四大特色，因此适合应用在智能照明上，包括：

1.实时性高，高传输速率150kbps。

2.穿墙性高，一个Gateway连结40个节点，经由Mesh网状网络，在室内可穿越3-5道墙传输。

3.网络稳定性高，由于Wi-SUN是Mesh组网，具备自组网与自修复功能。

4.网络布建费低，由干是无线通信方式，免人工拉线。

Wi-SUN智能照明应用案例，Mesh组网、穿透性强

信邦电子股份有限公司(简称信邦)以联芯通VC7300芯片制成的Wi-SUN模块，并和理由科技有限公司(简称理由)携手合作，制作一系列Wi-SUN室内照明产品，包括控制中心、调光装置、开关装置、温度/湿度/亮度检测装置、人员移动检测装置、情境开关装置等，搭配理由自行研发的Wi-SUN智能照明解决方案操控后台-COZY舒适智能照明系统，可以达成定时设定，例如依照上下班时段设定；分区远程控制；灯光开启条件触发设定，例如灯光开启或关闭配合人员移动侦测；灯光亮度调节设定等功效。

信邦电子所生产的物联网无线连接Wi-SUN模块(型号:WSM-A01)具备以下特色：

远程和长距离-单跳端到端传输距离大于2km(数据速率50kbps)；多跳网络传输距离大于10km(数据速率可达300kbps)。
可扩展性和移动性-IPv6/6LowPAN增强了传感器网络的可扩展性和移动性。
强大的安全性-从云端到终端的5级企业级安全机
远程韧体升级-双向通信
自组网/自修复网络-网状网络超过1000个节点并具有自适应拓扑结松
干扰容差-信道跳频，出色的选择性，对敏感干扰具有高度抗性。
载波偏移容差-在大载波频率漂移时性能非常稳定。
认证和互操作性-Wi-SUN FAN
低延迟/快速响应-Sub-GHz RF的延迟小于20ms

目前理由研发的整套Wi-SUN智能照明系统已经成功安装在信邦电子的员工休息室中。由1个Wi-SUN Gatewav连结14个Wi-SUN感测节点：并透过理由设计的网页接口式后台操控系统-COZY舒适智能照明系统，可由后台远程控制照明分区管理、定时设定，达到节电效果。

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