信号链基础知识（第 35 部分）：ANT——无线传感器网络的独特选项

2011年05月17日13:58:12 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

了解这种新兴的超低功耗传感器网络标准，并了解它同其他标准的关系。

作者：Brian Blum，德州仪器 (TI) 产品营销工程师

使用低功耗无线让人分外惊喜，重点技术包括 IEEE 802.15.4、ZigBee™、RF4CE、Bluetooth® Low Energy (BLE) 以及 ANT™。

在前面的《信号链基础知识》系列中，我们刊发了几篇关于下层应用层短距离、应用层低功耗无线解决方案的文章。确定这些技术较为适合的市场空间和产品是颇让人振奋的。另外，确定不同市场中各种不同解决方案较适合的标准或专用解决方案也有其各自不同的挑战，例如：家庭自动化、智能电表、工业监控、远程控制或消费类电子产品等。诸如 ANT 和 BLE 的一些新型标准均声称拥有广泛的市场空间，并承诺会不断发展。

2009 年 10 月 5 日-7 日，ANT+ 联盟研讨会 (ANT+ Alliance Symposium) 顺利召开。与会者包括许多首屈一指的体育和健身器材厂商，它们制造出了顶级的体佩式传感器，并延伸至诸如消费者健康、医疗等其他市场。作为会议的后续活动，我想讨论一下 ANT 和 ANT+ 技术，以及其支持的生态系统。

ANT 是一款超低功耗解决方案，工作频率为 2.4 GHz，可支持点对点、多点对一点（星形）甚至是多点对多点（扩展树和隐匿的多跳转）拓扑。ANT的“秘制酱汁”是 ANT 收发器（包含 RF 通信和软件协议栈）通过一种极为易用的黑盒子接口隔离，同时隔离系统的 RF/网络组件，如图 1 所示。该黑盒子中，ANT 单独支持双向和单向逻辑通道，其由一个从和主端点控制。

图 1 ANT/ANT+ OSI 协议栈分解

ANT 实现了真正的低功耗通信（一颗小型纽扣电池便可运行数年）。它拥有多样化的支持网络拓扑结构，实现了安全通信配对，允许复杂的文件传输，并通过一种极为易用的串行接口与几乎所有的 MCU 都可以连接。

图 1 还显示了等效于 ANT 和 ANT+ 的 OSI。ANT+ 属性或应用级“标准”基于ANT 构建以同质化工作网络内交互或共享数据器件之间的交互和通信。互用性允许多个厂商在无直接合作的情况下构建产品，并向特定市场空间中包括互补传感器的生态系统销售这些产品。

例如，在自行车行业中，一家公司可以制造一种自行车电脑对来自数家不同专业公司的传感器进行监控，包括心率带、功耗、速度、转速和其他传感器，从而让自行车骑手获得较好的训练以及较佳的成绩。除了支持自行车行业以外，ANT+ 还具有支持户内 (gym) 和户外健身、保健、控制功能（MP3 播放器或其他设备）的配置文件，还有许多其他配置目前正在开发中。ANT 还实现了桥接（以将 ANT 集成到其他技术，如 Wi-Fi），此外还有许多配置文件正在开发中。

通过这种简单的 API，ANT 在合适的情况下设计旨在使用主/从连接的传感器和控制网络设计，并在适当情况下支持广播通信或非连接型数据传输。ANT 从设备可对一个网络进行潜在连接扫描（扫描低功耗运行优化算法），其可能使用就近法来区分附近设备或房间所有设备。

结论

同时建立多个新的连接时，设备可使用低优先级搜索算法来维持优先通信。根据选用的 ANT 收发器（ANT“主”控制通道），可支持多达 8 条通道的通信。通道 ID 通过先进的通道管理维持，同时 ANT 信息允许各有效频率之间的转换，以防止出现任何潜在的干扰源。就每一条建立的通信通道而言，ANT 还支持单个通道输出功率控制。

下个月，我们将继续讨论数字音频接口，敬请期待。如欲了解有关其他所提到的低功耗 RF 解决方案的更多详情，敬请访问 http://www.ti.com/lprf-ca。

作者简介

Brian M. Blum 现任 TI 产品营销工程师，主要负责 802.15.4 和 ZigBee 低功耗 RF 产品线。他毕业于弗吉尼亚大学 (University of Virginia)，获计算机科学硕士学位，研究方向为无线传感器网络。他业余爱好广泛，喜欢攀岩、排球、瑜珈。

信号链基础知识（第 35 部分）：ANT——无线传感器网络的独特选项

结论

作者简介

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