Адресация в персональных сетях ZigBee
Поскольку предусматривается совместное сосуществование разных сетей ZigBee на одном частотном канале, то для их различения введен 16-и битный идентификатор сети (Personal area network ID, PAN ID).
Все устройства, работающие в сети любой топологии, снабжаются уникальными 64-битными адресами. Этот адрес может использоваться для прямых коммуникаций в пределах PAN.
Но передача такого длинного идентификатора довольно накладна, и диапазон адресов, предоставляемый такой длиной идентификатора, явно избыточен. Поэтому в ZigBee введен короткий 16-и битный сетевой адрес устройства, назначаемый единым координатором сети при ее организации.
Спецификация предполагает возможность одной сетью решать множество прикладных задач не связанных друг с другом. Для возможности различения пакетов по приложениям, для которых они предназначены, используются 8-и битные номера конечных точек. Приложения надо понимать в широком смысле, это может быть просто управление лампочкой, или канал для передачи данных во внешний шлюз сети другого типа, или контур управления отоплением помещения и т.д.
Для того, чтобы лучше понимать состав сервисов стека и для чего они могут служить, на рисунке 4.18 представлена структура адресации в ZigBee.
Рисунок 4.18
С тем, чтобы обеспечить полную совместимость устройств разных производителей и их способность взаимодействовать в рамках единого распределенного приложения, было введено понятие профилей, которые различаются в пакетах с помощью 16-ти битного идентификатора. Профиль описывает ряд технических параметров, соглашений о структурах данных и форматах сообщений которых жестко должны придерживаться изготовители, чтобы их изделия были совместимы по этому профилю [1].
Кластеры – некоторая абстракция, контейнер для атрибутов. Кластеры введены с целью облегчения администрирования групп родственных атрибутов. Допустим, вместо того, чтобы каждый раз перечислять атрибуты, можно просто ссылаться на них, используя номер кластера. Идентификатор кластера имеет длину 8 бит.
Сравнительные характеристики технологий BlueTooth, Wi-Fi и ZigBee приведены в таблице 4.9.
Таблица 4.9 – Сравнительные характеристики технологий BlueTooth, Wi-Fi и ZigBee
Выводы:
Беспроводные сенсорные сети в основном базируются на стандарте ZigBee. Технология ZigBee имеет достаточно скромные показатели скорости передачи данных и расстояния между узлами, но обладает следующими важными, с точки зрения применения в промышленной автоматике, преимуществами:
ориентирована на преимущественное использование в системах распределенного микропроцессорного управления со сбором информации с интеллектуальных датчиков, где вопросы минимизации энергопотребления и процессорных ресурсов являются определяющими;
предоставляет возможность организации самоконфигурируемых сетей со сложной топологией, в которых маршрут сообщения автоматически определяется не только числом исправных или включенных (выключенных) на текущий момент устройств (узлов), но и качеством связи между ними, которое автоматически определяется на аппаратном уровне;
обеспечивает масштабируемость – автоматический ввод в работу узла или группы узлов сразу после подачи питания на узел;
поддерживает встроенные аппаратные механизмы шифрования сообщений AES-128.