ОИВ лекция 8 (ЭУ) (2)
.pdf
ТОПОЛОГИЯ Z-WAVE
11
ПРОЦЕСС ДОБАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВ Z-WAVE
•Для того, чтобы устройство было добавлено в сеть, оно должно получить Home ID и Node ID. Контроллер сети следит за тем, чтобы адреса не дублировались, выдача адресов устройством осуществляется по порядку (если не настроен другой принцип)
•Через подключенное устройство осуществляется обновление карты сети. Устройству отправляется команда опроса соседних устройств с постоянным питанием посредством эхо-запросов..
•В ответах на эхо-запрос содержится Node ID отправителя. Таким образом, собирается информация об устройствах, с которыми возможно связаться напрямую. Затем, данная информация пересылается контроллеру для обновления карты сети.
•Контроллер отправляет конфигурационные параметры модулю, прописывает его в своей базе данных, в интерфейсе отображается информация о добавлении устройства в сеть Z- Wave.
•Вновь добавленное устройство будет отвечать на команды контроллера (после получения Home ID), распознавать свой адрес (Node ID) и передавать сообщения по сети соседям (если относится к типу устройств с постоянным питанием)
12
ПРИНЦИПЫ МАРШРУТИЗАЦИИ Z-WAVE
•Таблица маршрутизации хранится только в памяти центрального контроллера и недоступна для остальных устройств сети (кроме вторичных контроллеров)
•Вторичные контроллеры могут периодически скачивать таблицу с центрального контроллера, но не могут её менять.
•Устройства с постоянным питанием «знают» только о соседних устройствах.
•Контроллер составляет цепочку адресов (маршрут) устройств, через которые нужно передать сообщение. Маршрут прописывается в явном виде, в самом сообщении. Так же, данная цепочка используется в обратном порядке, для получения ответа от устройства.
•Маршрут выбирается по принципу «последнего успешного маршрута» (LWR, Last Working Route). В случае ошибки или отсутствия подтверждения после нескольких попыток передачи контроллер заново запускает процесс опроса соседей всех устройств через специальные команды Explorer Frames, перестраивает карту сети и обновляет маршруты.
•Длительность передачи сообщений в типичной сети Z-Wave (по результатам тестов Z- WaveAlliance):
Прямой маршрут от контроллера до модуля в прямой видимости — 170 мс.
|
Маршрут от контроллера до модуля через репитеры — 350–1270 мс. |
13 |
|
Перестройка маршрута с Explorer Frames и отправка команды — 4000 мс. |
|
ОСОБЕННОСТИ МАРШРУТИЗАЦИИ Z-WAVE
•Маршрут управляется только контроллером, центральный контроллер в системе только один. Если бы путь в meshсети выбирали сами устройства, то мог бы возникнуть риск возникновения «петли»
•Формирование маршрута центральным контроллером освобождает остальные устройства от вычислительной работы. По этой причине, устройства занимаются либо выполнением команд, либо их передачей дальше, по цепочке маршрута.
•Максимальное число узлов в маршруте Z-Wave - 4
14
КЛАССИФИКАЦИЯ КОМАНД Z-WAVE
По типу команды
GET. Отправляется контроллером для получения данных от датчика. В ответ датчик отправляет контроллеру числовые данные
SET. Отправляется контроллеромдля установления некоторых значений параметров устройств, В ответ устройство отправляет контроллеру подтверждение.
REPORT. Отправляется по инициативе датчика при его срабатывании или важном изменении показаний сенсоров. Датчик отправляет контроллеру числовые данные. Отчеты бывают двух видов: BINARY/NOTIFICATION —
двоичный, срабатывание; MULTILEVEL— значение, показания сенсора.
По типу адресации
Singlecast. Команда от одного контроллера/устройства к другому конкретному устройству. Используется для пересылки данных по маршруту, получения подтверждения и т.д.
Multicast. Команда от одного контроллера/модуля нескольким модулям в прямой доступности без маршрута, без подтверждения. . Отправляется при использовании ассоциаций,
Broadcast. Команда всем устройствам напрямую. Используется при опросе сети с использованием
ExplorerFrames.
15
АДРЕСАЦИЯ КОМАНД Z-WAVE
Singlecast |
Multicast |
Broadcast
СТЕК ПРОТОКОЛОВ Z-WAVE
Z-Wave |
OSI |
Уровень приложений |
Приложений |
|
Представления |
|
Сеансовый |
Уровень маршрутизации |
Транспортный |
Уровень передачи |
Сетевой |
Уровень MAC |
Канальный |
Уровень PHY |
Физический |
Назначение
Пользовательский интерфейс для доступа к данным
Маршрутизация, сканирование топологии, обновление таблиц маршрутизации
Обмен кадрами Z-Wave. Повторная передача кадров по мере необходимости.
Управление полями HomeID и NodeID, борьба с коллизиями и перегрузками в канале
17
Модуляция сигнала, назначение канала
ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ
•Z-Wave – протокол Интернета Вещей ближнего радиуса действия, используемый для потребительской и домашней автоматизации.
•В качестве идентификатора в сети Z-Wave используются Home ID и Node ID.
•Контроллеры Z-Wave хранят Home ID присваивают Node ID; строят и хранят карту маршрутов сети.
•«Слушающие» устройства с батарейным питанием включают радиомодуль раз в две секунды и не участвуют в построении сети Z-Wave.
•«Спящие» устройства с батарейным питанием включают радиомодуль раз в час и не участвуют в построении сети Z-Wave.
•«Спящие» модули с автономным питанием: примерно раз в час включают радиомодуль для отправки отчетов (по срабатыванию датчика отправляют моментально), не участвуют в построении сети Z-Wave.
•Команды Z-Wave можно классифицировать по типу (назначению) и способу адресации
•Стек протоколов Z-Wave состоит из пяти уровней, сопоставимых по функциям с уровнями модели OSI