Articles

Sigbee

der er tre klasser af Sigbee-enheder:

  • Sigbee-koordinator (SC): den mest dygtige enhed, koordinatoren danner roden til netværkstræet og kan bygge bro til andre netværk. Der er netop en Sikbeekoordinator i hvert netværk, da det er enheden, der oprindeligt startede netværket (Sikbee LightLink-specifikationen tillader også drift uden en Sikbeekoordinator, hvilket gør den mere anvendelig til hjemmeprodukter uden hylde). Den gemmer oplysninger om netværket, herunder fungerer som trust center og repository for sikkerhedsnøgler. ud over at køre en applikationsfunktion kan en router fungere som en mellemliggende router, der overfører data fra andre enheder.indeholder lige nok funktionalitet til at tale med den overordnede node (enten koordinatoren eller en router); det kan ikke videresende data fra andre enheder. Dette forhold gør det muligt for noden at sove en betydelig del af tiden, hvilket giver lang batterilevetid. En enhed kræver mindst mulig hukommelse og kan derfor være billigere at fremstille end en enhed.

de nuværende Sikbeeprotokoller understøtter beacon-aktiverede og ikke-beacon-aktiverede netværk. I ikke-beacon-aktiverede netværk anvendes en uslottet CSMA/CA-kanaladgangsmekanisme. I denne type netværk har Sigbee-routere typisk deres modtagere kontinuerligt aktive, hvilket kræver yderligere strøm. Dette giver dog mulighed for heterogene netværk, hvor nogle enheder modtager kontinuerligt, mens andre transmitterer, når det er nødvendigt. Det typiske eksempel på et heterogent netværk er en trådløs lyskontakt: Sikbienoden ved lampen kan konstant modtage, da den pålideligt drives af lysnettet til lampen, mens en batteridrevet lyskontakt forbliver i søvn, indtil kontakten kastes. I så fald vågner kontakten op, sender en kommando til lampen, modtager en bekræftelse og vender tilbage til at sove. I et sådant netværk vil lampeknudepunktet være mindst en Sikbee-router, hvis ikke Sikbee-koordinatoren; omskifternoden er typisk en Sikbee-endeindretning. I beacon-aktiverede netværk transmitterer Sigbee-routere periodiske beacons for at bekræfte deres tilstedeværelse til andre netværksnoder. Noder kan sove mellem beacons, hvilket forlænger deres batterilevetid. Fyrintervaller afhænger af datahastighed; de kan variere fra 15,36 millisekunder til 251,65824 sekunder ved 250 kbit/s, fra 24 millisekunder til 393,216 sekunder ved 40 kbit/s og fra 48 millisekunder til 786,432 sekunder ved 20 kbit/s. lange fyrintervaller kræver præcis timing, hvilket kan være dyrt at implementere i billige produkter.

generelt minimerer Sikbeeprotokollerne den tid, radioen er tændt, for at reducere strømforbruget. I beaconing-netværk behøver noder kun at være aktive, mens et fyrtårn transmitteres. I ikke-beacon-aktiverede netværk er strømforbruget bestemt asymmetrisk: nogle enheder er altid aktive, mens andre bruger det meste af deres tid på at sove.

bortset fra Smart Energy Profile 2.0 kræves det, at Sigbee-enheder overholder standarden IEEE 802.15.4-2003. Standarden angiver de lavere protokollag – det fysiske lag (PHY) og medieadgangskontroldelen af datalinklaget. Den grundlæggende kanaladgangstilstand er carrier-sense multiple access med kollisionsundgåelse (CSMA/CA). Det vil sige, at knudepunkterne kommunikerer på en måde, der er noget analog med, hvordan mennesker taler: en knude kontrollerer kort for at se, at andre knudepunkter ikke taler, før den starter. CSMA/CA bruges ikke i tre bemærkelsesværdige undtagelser:

  • meddelelsesbekræftelser
  • Beacons sendes på en tidsplan med fast timing.
  • enheder i beacon-aktiverede netværk, der har lav latenstid, realtidskrav kan også bruge garanterede tidsintervaller.

netværkslagredit

netværkslagets hovedfunktioner er at muliggøre korrekt brug af MAC-underlaget og tilvejebringe en passende grænseflade til brug af det næste øverste lag, nemlig applikationslaget. Dens evner og struktur er dem, der typisk er forbundet med sådanne netværkslag, herunder routing. Netværkslagets funktion er nøjagtigt som det lyder; det beskæftiger sig med netværksfunktioner såsom tilslutning, afbrydelse og opsætning af netværk. Det vil tilføje et netværk, tildele adresser og tilføje og fjerne visse enheder. Dette lag gør brug af stjerne, mesh og træ topologier. Det tilføjer en grænseflade til applikationslaget.

på den ene side opretter og administrerer dataenheden netværkslagdataenheder fra applikationslagets nyttelast og udfører routing i henhold til den aktuelle topologi. På den anden side er der lagkontrollen, der bruges til at håndtere konfigurationen af nye enheder og etablere nye netværk: den kan bestemme, om en nærliggende enhed hører til netværket og opdager nye naboer og routere. Kontrollen kan også registrere tilstedeværelsen af en modtager, som muliggør direkte kommunikation og Mac-synkronisering.

routingprotokollen, der bruges af netværkslaget, er AODV. I AODV, for at finde destinationsenheden, sender AODV en ruteanmodning til alle sine naboer. Naboerne sender derefter anmodningen til deres naboer og videre, indtil destinationen er nået. Når destinationen er nået, sender den sit rutesvar via unicast-transmission efter den laveste omkostningssti tilbage til kilden. Når kilden modtager svaret, opdaterer den sin rutetabel for destinationsadressen for det næste hop i stien og stiomkostningerne.

applikationslagredit

applikationslaget er det højeste niveau, der er defineret af specifikationen, og er den effektive grænseflade for Sikbee-systemet til dets slutbrugere. Det omfatter de fleste komponenter, der er tilføjet af Sikbee-specifikationen: både CDO og dets styringsprocedurer sammen med applikationsobjekter defineret af producenten betragtes som en del af dette lag. Dette lag binder tabeller, sender meddelelser mellem bundne enheder, administrerer gruppeadresser, samler pakker igen og transporterer også data. Det er ansvarligt for at levere service til Sivbee enhedsprofiler.

Hovedkomponenterredit

en protokol i Sigbee-protokolstakken er ansvarlig for den overordnede enhedsstyring, sikkerhedsnøgler og politikker. Det er ansvarligt for at definere en enheds rolle som enten koordinator eller slutenhed, som nævnt ovenfor, men også for opdagelsen af nye (one-hop) enheder på netværket og identifikationen af deres tilbudte tjenester. Det kan derefter fortsætte med at etablere sikre forbindelser med eksterne enheder og besvare bindende anmodninger i overensstemmelse hermed.

application support sublayer (APS) er den anden vigtigste standardkomponent i laget, og som sådan tilbyder den en veldefineret grænseflade og kontroltjenester. Det fungerer som en bro mellem netværkslaget og de andre elementer i applikationslaget: det holder opdaterede bindingstabeller i form af en database, som kan bruges til at finde passende enheder afhængigt af de tjenester, der er nødvendige, og dem, de forskellige enheder tilbyder. Som foreningen mellem begge specificerede lag dirigerer den også meddelelser på tværs af lagene i protokolstakken.

Kommunikationsmodelleredit

kommunikationsmodel på højt niveau

en applikation kan bestå af kommunikationsobjekter, der samarbejder om at udføre de ønskede opgaver. Fokus for Sikbee er at distribuere arbejde blandt mange forskellige enheder, der befinder sig inden for individuelle Sikbeeknuder, som igen danner et netværk (nævnte arbejde vil typisk stort set være lokalt for hver enhed, for eksempel kontrol af hvert husholdningsapparat).

samlingen af objekter, der danner netværket, kommunikerer ved hjælp af de faciliteter, der leveres af APS, overvåget af DDO-grænseflader. Application layer data service følger en typisk anmodning-Bekræft / indikation-svarstruktur. Inden for en enkelt enhed kan der findes op til 240 applikationsobjekter, nummereret i området 1-240. 0 er forbeholdt DATAGRÆNSEFLADEN og 255 til udsendelse; området 241-254 er ikke i brug i øjeblikket, men kan være i fremtiden.

to tjenester er tilgængelige for applikationsobjekter, der kan bruges (i Sikbee 1.0):

  • key-value pair service (KVP) er beregnet til konfigurationsformål. Det muliggør beskrivelse, anmodning og ændring af objektattribut gennem en simpel grænseflade baseret på at få/indstille og begivenhedsprimitiver, nogle tillader en anmodning om et svar. Konfiguration bruger komprimeret KML (fuld kml kan bruges) til at give en tilpasningsdygtig og elegant løsning.meddelelsestjenesten er designet til at tilbyde en generel tilgang til informationsbehandling, idet man undgår nødvendigheden af at tilpasse applikationsprotokoller og potentielle omkostninger, som KVP pådrager sig. Det gør det muligt at overføre vilkårlige nyttelast over APS-rammer.

adressering er også en del af applikationslaget. En netværksnode består af en 802.15.4-konform radiotransceiver og en eller flere enhedsbeskrivelser (dybest set samlinger af attributter, der kan polles eller indstilles, eller som kan overvåges gennem begivenheder). Transceiveren er basen til adressering, og enheder inden for en node er specificeret af en slutpunktsidentifikator i området 1-240.

kommunikation og enhedsopdagelseredit

for at applikationer kan kommunikere, skal deres omfattende enheder bruge en fælles applikationsprotokol (typer af meddelelser, formater og så videre); disse sæt konventioner er grupperet i profiler. Desuden afgøres binding ved at matche input-og output-klyngeidentifikatorer, unikke inden for rammerne af en given profil og tilknyttet en indgående eller udgående datastrøm i en enhed. Bindende tabeller indeholder kilde-og destinationspar.

afhængigt af de tilgængelige oplysninger kan enhedsopdagelse følge forskellige metoder. Når netværksadressen er kendt, kan IEEE-adressen anmodes om ved hjælp af unicast-kommunikation. Når det ikke er tilfældet, sendes andragender (IEEE-adressen er en del af svarets nyttelast). Slutenheder svarer simpelthen med den ønskede adresse, mens en netværkskoordinator eller en router også sender adresserne på alle de enheder, der er knyttet til den.

denne udvidede opdagelsesprotokol tillader eksterne enheder at finde ud af om enheder i et netværk og de tjenester, de tilbyder, hvilke slutpunkter der kan rapportere, når de bliver spurgt af den opdagende enhed (som tidligere har fået deres adresser). Matchende tjenester kan også bruges.brugen af klyngeidentifikatorer håndhæver bindingen af komplementære enheder ved hjælp af bindingstabellerne, som vedligeholdes af Sikbeekoordinatorer, da tabellen altid skal være tilgængelig inden for et netværk, og koordinatorer sandsynligvis har en permanent strømforsyning. Sikkerhedskopier, der administreres af lag på højere niveau, kan være nødvendige af nogle applikationer. Binding kræver et etableret kommunikationslink; efter at det eksisterer, afgøres det, om der skal tilføjes en ny node til netværket, i henhold til applikations-og sikkerhedspolitikkerne.

kommunikation kan ske lige efter foreningen. Direkte adressering bruger både radioadresse og slutpunktsidentifikator, mens indirekte adressering bruger alle relevante felter (adresse, slutpunkt, klynge og attribut) og kræver, at de sendes til netværkskoordinatoren, som opretholder foreninger og oversætter anmodninger om kommunikation. Indirekte adressering er især nyttig for at holde nogle enheder meget enkle og minimere deres behov for opbevaring. Udover disse to metoder er udsendelse til alle slutpunkter i en enhed tilgængelig, og gruppeadressering bruges til at kommunikere med grupper af slutpunkter, der tilhører et sæt enheder.