ИСиС лекция 8 Основы интернета вещей

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ТЕХНОЛОГИИ ZIGBEE

Преимущества

•длительный срок службы конечных устройств от одной батареи (1-2 года)

•поддержка большого количества подключений (теоретически, до 65546 узлов)

•высокая отказоустойчивость

Недостатки

•ZigBee плохо справляется с ситуациями, когда в зоне действия сети существуют сильные помехи, создаваемые другими устройствами (при работе в полосе частот 2,4 ГГц)

•Физический уровень стека протоколов ZigBee стандартизируется IEEE, что затрудняет внесение в него оперативных изменений

31

КОМПОНЕНТЫ СЕТИ ZIGBEE.

Контроллер ZigBee (ZigBee Controller, ZC) – высокопроизводительное устройство в сети ZigBee

•используется для формирования и запуска сетевых функций.

•каждая сеть Zigbee содержит один контроллер, выполняющий роль координатора PAN (Public Area Network)

•После того, как сеть сформирована, контроллер может вести себя как ZR (маршрутизатор Zigbee). Он может назначать логические сетевые адреса и разрешать узлам присоединяться или покидать meshсеть.

Маршрутизатор Zigbee (ZigBee Router, ZR) – компонент сети ZigBee, наличие которого зависит от масштабов и задач сети

•выполняет роль FFD (полнофункциональное устройство) и связывается с контроллером.

•ZR участвует в маршрутизации сообщений

•может назначать логические сетевые адреса

•разрешать узлам присоединяться или покидать mesh-сеть;

Конечное устройство Zigbee (ZigBee End Device, ZED) – устройство, которое является источником данных

•имеет достаточно функциональных возможностей для общения с координатором или маршрутизатором.

ТИПЫ ДАННЫХ (ТРАФИКА) В СЕТЯХ ZIGBEE.

•Периодические данные доставляются или передаются со скоростью, определенной приложениями (Пример: датчики).

•Прерывистые данные возникают, когда приложение или внешний стимул происходит со случайной задержкой (Пример: переключатель освещения)

•Конечные данные –характеризуются повторением и низкой задержкой (Пример: компьютерная мышь, клавиатура)

33

ТОПОЛОГИИ СЕТЕЙ ZIGBEE

ТОПОЛОГИИ СЕТЕЙ ZIGBEE

ZED

ZC

ZR

ZR

Топология «mesh»

•динамическое формирование пути и изменение масштабов сети.

ОСОБЕННОСТИ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

•Создавались для мобильных телефонов.

•В обжитых районах инфраструктура есть везде.

•В необжитых районах инфраструктуры нет и не будет.

•Развертывание без лицензии невозможно.

•Неэкономичны с точки зрения энергопотребления.

Пример: с использованием мобильных технологий невозможно организовать мониторинг нефтеили газопровода, так как его определенные участки могут проходить через районы, где нет мобильной связи не планируется еѐ скорое развертывание.

36

«УМНЫЙ ДОМ», «УМНЫЙ ОФИС»

•Самоорганизующиеся ячеистые сети

•Дальность «точка-точка» – до десятков метров

•Количество устройств в сети – сотни штук

•Диапазоны 868 МГц, 915 МГц (бОльшая дальность), 2450 МГц (бОльшая скорость).

•Возможность создавать сети очень больших масштабов (в случае ZigBee, существуют корпоративные сети из более чем 400 устройств)

37

ТЕХНОЛОГИИ БЛИЖНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. Z-WAVE

Z-Wave. Полностью закрытый, проприетарный* протокол, требующий сертификации у владельцев технологии. который описывает все классические уровни – от физического до уровня приложений. Все уровни закрыты и требует лицензирования у сертификации владельцев технологии.

Преимущества: большая совместимость оборудования Недостатки:

•Проприетарность

•Низкая производительность

•Ограничение на количество устройств в сети (4 узла в одну сторону)

Чтобы организовать сеть Z-Wave для крупного офиса, необходимо установить большое количество роутеров и настроить между ними маршрутизацию

38

*Проприетарный - основанный на частной собственности и на идее

коммерческого использования авторских и иных прав

ТЕХНОЛОГИИ БЛИЖНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. ZIG BEE

•Во многом схож с Z-Wave.

•Появился по причине излишней проприетарности Z-Wave.

•Не требует лицензии для использования

Преимущества:

Гибкость возможность вносить изменения на уровень приложения

Недостатки:

Проблемы с совмеcтимостью между устройствами разных производителей

39

ТЕХНОЛОГИИ БЛИЖНЕГО РАДИУСА ДЕЙСТВИЯ. IP-BASED

•Стандарт 6LoWPAN устраняет недостаток ZigBee с точки зрения стандартизация сетевого уровня и уровня приложений

•6LoWPAN является адаптацией версии протокола IPv6 для низкоскоростных сетей с низким энергопотреблением.

•6LoWPAN определяется RFC и использует привычную ITспециалистам терминологию – IP-адреса, порты и т.д.

•6LowWPAN – это адаптация Ipv6 для низкоскоростных сетей.

•Протокол Thread, был разработан компанией Google как дополнение стандарта 6LoWPAN, однако не приобрел

40

широкого распространения.