Стандарт ZigBee Gateway

Для проектирования устройства воспользуемся стандартом от Альянса: ZigBee Gateway. Этот стандарт позволяет сеть ZigBee различного типа подключить к сети Интернет, что позволяет получить удаленный доступ к ней. Рассмотрим подробнее этот стандарт, так как на основе его будет проектироваться шлюз.

Взаимодействие между сетями ZigBee и IP для многих приложений. Шлюз ZigBee определяет не один протокол, а он определяет двухуровневый API [12]:

Набор абстрактных функций.

· Удаленный вызов процедур (RPC) на основе API для ZigBee функциональности и управления.

· Поддержка готовых приложений. Поддержка уровня APS, ZigBee устройств , объект (ZDO) и служб безопасности (SEC) .

· Позволяет взаимодействие между IP сетью и другими профилями ZigBee устройств.

· Расширяемый набор протоколов RPC, предоставление API с использованием конкретного протокола.

· Различные связи, обеспечивают масштабируемость.

· Спецификация не привязана к конкретному профилю, но дает инструменты для поддержки профилей.

· Функции SOAP, REST и GRIP связи [12].

· SOAP обеспечивает более высокий уровень веб-услуг, ориентированных доступ к API шлюза.

· REST обеспечивает легкий веб-API.

· GRIP это протокол выбора для простейших устройств ZigBee Gateway.

ZigBee Gateway устройства могут предоставлять стандартную API с помощью одного (или более) из следующих RPC протоколов :

· SOAP - протокол обмена структурированными сообщениями в распределённой вычислительной среде. Процедура вызывается через гипертекстовый транспортный протокол (HTTP), расширяемого языка разметки (XML) запросов.

· REST - похож на SOAP, обеспечивающий доступ к информационным ресурсам. Данные должны передаваться в виде небольшого количества стандартных форматов (например HTML, XML).

Многие операции можно выполнить с помощью веб-браузера. GRIP является бинарным протоколом, обмен стека ZigBee структур по передаче TCP соединений:

· Бинарный протокол имеет минимальный объем трафика.

· Основные процедуры API (например, отправлять и получать ZCL / APS / NWK пакетов).

Шлюз обеспечивает связь в персональной сети (Personal Area Network, PAN) ZigBee с помощью TCP / IP приложений хоста (IPHA) и наоборот, механизм, согласно которому внешние приложения/устройства могут взаимодействовать с отдельными узлами ZigBee, осуществляет контроль, получать данные из этих узлов и наоборот [12]. Процедуры (SAP), как это определено в ZigBee стеке IEEE 802.15.4 MAC-уровня спецификации на основе транспортного уровня UDP.

В целях удовлетворения разнообразных требований, предусмотренных членами группы альянс, в общем, набор общих функций, основанных на базовую функциональность ZigBee стека и требования ZigBee Кластер библиотека (ZCL) функциональность была определена.

Минимальный набор функций, которые шлюз должен выполнять:

· ZCL операций чтения и записи атрибутов, настройку и сообщения о событиях;

· ZDO и макро-операции для обнаружения сетей и услуг;

· доступ к AIB, NIB, и PIB атрибутов;

· гибкий запуск и сетевое соединение операций;

· двунаправленная связь между шлюзом и IP сетью.

В общем случае IPHA выполняет сбор данных, то есть шлюз будет выступать в роли маршрутизатора. Таким образом, по всем правилам, должны применяться, в частности, либо IPHA (через PerformRouteDiscovery процедуры), или ZGD (через некоторые конфигурации, если поддерживается реализация) должен вести периодическую широковещательную рассылку о присутствие маршрутизатора.

Архитектура

На уровне приложений на рис.2.1 показана общая схема шлюза.

Рис. 2.1 Общая схема ZigBee шлюза.

Через различные протоколы (GRIP, SOAP и REST) IPHA и шлюз общаются друг с другом через выполнение вызовов удаленных процедур (RPC) через IP сеть. Обмен сообщениями по большей части запрос-ответ формата. Запросы направленные на шлюз из IPHA, могут быть выполняться на самом шлюзе или направляются по адресу узла ZigBee через радио интерфейс шлюза на выполнение на удаленном узле на рис.2.1. С другой стороны, запросы, направленные в IPHA будут обслуживаться IPHA так же как и сообщения, отправленные в узлы, которые перенаправляются через шлюз. На рис.2.2. изображено концептуальное представление шлюза.

Рис. 2.2 Концептуальная архитектура шлюза.

В верхней части представлены интерфейсы для IP сети.

Интересное из раздела

Проект макета на основе PIC контроллера
Сегодняшний день развития вычислительной техники характеризуется бурным развитием сетевых технологий. При этом, основной упор делается на технологии, позволяющи ...

Устройство оперативной памяти статического типа емкостью 12 Кб для микропроцессора Intel 8080
Одним из ведущих направлений развития современной микроэлектронной элементной базы являются большие интегральные микросхемы памяти, которые служат основой д ...

Беспроводные локальные сети Wlan (wi-fi)
Так сложилось, что в нашей стране большую распространенность получили районные Ethernet сети, затягивающие в квартиру витую пару. Когда дома всего один ком ...