信息科技已進入物聯網時代，以NB－IoT和LoRa等LPWAN低功耗廣域網以及如火如荼的5G網絡部署，并推動物聯網規模應用落地。截至2018年末，Strategy Analytics數據顯示全球聯網設備數量達220億臺，并預測2025年將有386億臺聯網設備，并指出智能家居將成為未來幾年增長最快的細分市場。
萬物互聯機遇，無線通信協議助力智能家居落地
各種智能設備層出不窮，在AI與IoT融合下，智能家居正在加速普及，家庭自動化逐漸向智慧家庭轉變。智能化大背景下，與房地產結合讓科技生活滲透至家家戶戶，在房地產智慧轉型大趨勢下，也吸引了孫正義大肆押注。
多年前籌集的具有千億美元規模的愿景基金，面向AI、IoT、無人駕駛與智能家居等未來科技投資。在智能家居方向，孫正義聯合其他投資機構向僅成立三年的Katerra（卡特拉）初創公司投資了8．65億美元。卡特拉是一家智能家居建筑公司，主要利用智能化技術改變住宅和商業建筑，目標是將智能家居設計納入所有建筑項目，以改善客戶體驗。這一輪融資后，估值高達30億美元。
在國內，主要地產商紛紛向智能化轉型升級，從智能家居廠商到系統集成商再到房地產商，整個產業鏈推動智能生活進入千家萬戶。但受制于生態平臺及設備間通信協議限制等諸多因素，當前智能家居生活更多還處在智能控制階段，不同玩家生態獨立性，障礙了行業普及發展。但對于廠商來說，只是希望借助新概念與新方向，在日益競爭白熱化當中，尋找銷售機會。但要真正實現智能人居生活，互聯互通的通信協議顯得尤為重要。
物聯網擁有多重標準和技術，物聯網高級顧問楊劍勇指出，在智能人居涉及到跨品牌、跨平臺、跨設備之間的互聯互通，盡管在某一個生態平臺下可以實現跨品牌和跨設備之間的互聯，但跨平臺依然困擾產業發展。當前，行業發展越來越清晰，在各垂直場景下，需要大家一起參與，需要第三方架設一個通信協議橋梁來解決跨平臺、跨設備之間的互聯互通。
作為消費科技巨頭的蘋果，在2014年就開始向智能家居延伸，推出HomeKit智能家居平臺，通過接入第三方智能設備，利用iPhone等智能終端可以實現對家庭場景下各設備操控。然而蘋果智能家居進程緩慢，并沒有收割這一波紅利，反而亞馬遜產品和服務進入美國千萬家庭。
競爭落后對手的蘋果，在去年加入行業標準組織Thread Group，Thread目標為了家用物聯網設備建立安全、可靠的協議，蘋果加入后讓更多設備廠商更容易加入HomeKit生態，有利于推動蘋果智能家居戰略向前邁進。
藍牙Mesh以及zigbee3．0也在積極推動行業標準的建立，國內行業巨頭，如阿里、華為等公司，也在積極向標準靠攏，但結合近期發生的行業大事件，一個需要思考的問題是，如果物聯網通訊協議領域發生了一些不可抗力，我們是否可以有“備胎”？一個擁有自主知識產權的、穩定的、有了大規模實施驗證的物聯網無線通訊協議。
幻騰智能的Phantom mesh已經做了6年，這家致力于通過技術手段推動科技地產發展和地產行業數字化轉型的公司，目前累計覆蓋的空間面積達百萬平米，控制的物聯網設備節點超過兩百萬。通訊協議成為技術是否與能空間有效聯結的重要因素，正在受到越來越多的關注。
自己做無線通訊協議的想法來自項目落地中，幻騰的技術人員發現，提及無線通訊技術在樓宇自控和人居空間領域的應用，很多地產行業實施一線人員的第一反應都是使用有線網絡，因為在他們的經驗中，與有線網絡的通訊技術相比，主流的無線通訊技術似乎不夠穩定。
但是，具體在房地產應用中，呈幾何倍數上升的物聯網設備數量，頻繁的設備功能迭代所帶來的對設備升級能力和成本要求的提升，以及越來越多的管理者開始主動要求由云端接入和管理，讓有線系統無論是從技術能力還是成本上都開始無法適應這些變化。
基于這些原因，幻騰決定自主研發一款適應室內高密度短距離物聯網無線通訊協議，由此，Phantom mesh得以誕生，在項目落地的過程中不斷豐富完善，使其成為了一個在穩定性和可靠性上能夠媲美有線的無線通訊協議。
降低維護復雜程度，適配住宅和商業地產
在對設備低延時和低功耗的權衡上，Phantom mesh和大部分物聯網無線通訊協議一樣，明確區分了全功能設備和低功耗設備。對于全功能設備，其接收機保持開機，因此控制延時極低。對于低功耗設備，Phantom mesh可以保持可定制或者自適應的喚醒間隔，從而保持雙向通訊。
典型情況下，使用Phantom mesh的無線開關，使用一節紐扣電池可以正常工作5年。即使是需要低延時喚醒的應用，Phantom mesh同樣出色。例如，完全由紐扣電池供電、瓶蓋大小的紅外遙控轉發模塊，可以連續工作6個月以上，紅外轉發平均延時小于1秒。
從萬科到故宮，幻騰自研的無線通訊協議正在重新定義萬物互聯
在對高密度設備和高可靠通訊的權衡上，Phantom mesh使用了精心優化的可控泛洪式路由算法，可在設備密集、數據量接近極限的情況下避免擁塞。與泛洪式路由算法相比，單播的路由算法，看似高效，但需要付出維護路由表的通訊開銷和存儲資源開銷，硬件、軟件復雜度高，單個網絡節點數少。這使其無法適配住宅與商業地產的應用。另一些采用樹形或星形的路由算法，以經典Zigbee和WIFI為例，更是依賴唯一路徑上所有節點都正常工作，這恐怕只有精心布置的實驗室能達到。
高密度＋高穩定的雙向加持，支撐大區級智能化實施
Phantom mesh采用類似藍牙mesh的預分配的地址，使用32bit的地址空間，能夠在實踐中達到幾乎無上限的大規模網絡。這讓幻騰智能在對旭輝北京26街區實施智能化升級的過程中，讓整個項目智能設備的密度達到了每2平米一個的程度。在面積不大的Loft小戶型中，會有多達40個智能設備。而一個小規模的四層辦公樓中，可能有多達1500個物聯網設備。
與Phantom mesh所能支持的網絡相比，Zigbee的動態地址分配方式，雖然有16bit地址空間，但由于對芯片存儲資源的高需求，實際的設備量通常不超過數百個。此外，WIFI等星型網絡，也無法承載大規模的網絡。而家用的WIFI路由器，通常受限于硬件資源，只支持十幾個同時連接的設備。
不僅如此，Phantom mesh還支持自適應的心跳算法，保證不論設備密度的高低，都能穩定地保持節點之間的鄰居關系，進而釋放協議超強的尋址能力。這讓Phantom mesh在高設備密度情況下，能夠保障每個設備周圍既不會被全功能設備占滿資源，導致低功耗設備無法接入；也不會被低功耗設備占滿資源，導致全功能設備無法形成骨干網絡。
無中心設計，打造媲美有線的穩定性
Phantom mesh采用無中心的設計，任意兩個節點之間可以直接通訊。在實際項目中，通常需要網關設備來橋接Phantom mesh和互聯網。而通過部署冗余的網關設備，Phantom mesh可以自適應選擇合適的網關連接互聯網，并實現負載均衡。這樣的設計，讓Phantom mesh在后裝項目中，即使遭遇個別網關由于打掃衛生或急需插座等情況而意外下線時，也能自適應切換到仍然在線的網關上，進而讓上下行雙向數據均不受影響。
與之相反，包括Zigbee、藍牙mesh、WIFI、LoRA在內的幾乎所有的其它無線協議，因為帶有很強的“一帶多”邏輯（即一個網關或AP下帶若干個設備），所以當遇到網關意外下線等情況時，其下所有的設備就會隨之下線，無法自動恢復。
從萬科到故宮，幻騰自研的無線通訊協議正在重新定義萬物互聯
跨越邊緣網關，讓控制策略下沉至末端，實現極速響應
基于Phantom mesh的數字人居系統，具有越過邊緣網關，將策略下沉到末端設備的能力。這樣的設計，不僅能夠完全發揮出mesh網絡在任意兩個設備之間的通訊能力，將策略延時縮短到極限，更能將可靠性提高到讓用戶可以放棄傳統控制方式的程度。
從萬科到故宮，幻騰自研的無線通訊協議正在重新定義萬物互聯
此外，經過測試我們還發現，利用Phantom mesh，復雜邏輯的控制延時平均為69ms，最低可低于30ms。而使用傳統邊緣網關執行策略方式的競品，即使網關處于單跳通訊距離內，平均延時高達179ms，最佳情況也需120ms。
基于普通單片機的巧妙設計，讓無線更“低耗”
Phantom mesh不要求精確的無線時序，通常單片機的定時器即可滿足要求。Phantom mesh包含鏈路層和網絡層協議，可以基于任何單幀數據長度超過38字節的無線收發器芯片。
此外，通訊協議棧的實現，通常對于系統的內存（RAM）要求很高，而Phantom mesh精巧的設計，則使得使用普通低端單片機作為主控芯片成為了可能。通過采用大量零拷貝實現，Phantom mesh不僅能讓實際內存的消耗低于15kB，更能讓在Cortex－M3核心上編譯后的代碼量在25kB左右。而藍牙mesh的實現，在類似處理器架構核心上編譯后的代碼量則在200kB左右。
支撐“無立管”設計，有效降低人力成本
在自主研發的無線通訊協議的支撐下，幻騰完成了在上海中心大廈的辦公空間智能化升級解決方案的落地。在實施過程中，Phantom mesh所支持的“無立管”設計，不僅能保障門禁控制器、智能門磁、門禁鍵盤等硬件設備在內的智能門禁系統在完全不破壞建筑本身的前提下完成接入，更能通過縮短施工工期來幫助開發商有效降低人力成本。
本月，幻騰正式與故宮博物院合作，將運用這套成熟的無線通訊協議幫助故宮建筑室內空間進行電路智能化升級。改變了原來有線控制有可能產生的火災風險，去除了墻面與立柱上外露的線，也使空間得到了極大的美化，得到了故宮博物院管理團隊的極大認可。
從萬科到故宮，幻騰自研的無線通訊協議正在重新定義萬物互聯
從現在到未來， Phantom mesh作為更適合應用于科技地產和智能家居的物聯網無線通訊技術，一直努力將自有協議往通用協議上遷移，但同時也充滿信心，在技術和應用能力上，能夠成為替代權威的主流無線通訊協議，用開放的心態，把更加成熟、穩定的技術注入業界生態，為推動我國物聯網無線通訊協議的核心技術研發和科技地產的加速發展持續貢獻力量。
最后
智能家居作為物聯網最具潛力細分領域，市場規模高達萬億，且呈現出高速增長態勢，有數據顯示，到2023年，全球智能家居市場規模將高達1550億美元（人民幣1．07萬億元），另依據IDC報告指出今年全球智能家居市場出貨量將超過8億臺，到2023年，出貨量將會增長至16億臺。各種報告可以看出智能家居行業高速發展。全球地產商積極擁抱，Katerra卡特拉將智能家居服務集成到建筑住宅中，在建筑項目中增加附加值，有數據現在，未來兩年已積壓高達13億美元項目。
幻騰智能方案也成功落地50個商業地產，包括萬科、華潤置業、中海地產、龍湖地產等地產商，通過與智能設備無聯動，實現人居空間智能升級，從健康、節能、安全等維度出發，有效促進人居環境的可持續發展。伴隨智能家居技術與產品不斷發展，房地產企業智能化升級轉型已經成為必然。
人們的智慧生活值得期待，這主要得益于產業鏈共同努力，也預示著行業黃金發展時代到來，但互聯互通的無線通信標準則是支撐用戶智慧生活核心一環。
作者系物聯網高級顧問楊劍勇，頭條青云計劃獲獎者與月度優質作者、2017和2018年度網易最佳簽約作者。全網粉絲近百萬，累計閱讀破2億次，致力于深度解讀5G、物聯網經濟和人工智能等前沿科技，基于對未來物聯網洞察和對趨勢判斷，觀點和研究策略被眾多權威媒體和知名企業引用。