Увод у зигбее: архитектура, мреже и команде

Генерално се многи људи збуне са два појма КСБее и ЗигБее, већина их користи наизменично. Али то заправо није случај; ЗигБее је стандардни протокол за бежично умрежавање. Иако је КСБее производ који подржава различите протоколе бежичне комуникације, укључујући ЗигБее, Ви-Фи (Ви-Фли модул), 802.15.4, модул 868 МХз итд. Овде смо углавном фокусирани на Ксбее / Ксбее-ПРО ЗБ РФ модул који се састоји од фирмвера ЗигБее.

Замислите само калкулатор у рачунару, где се сложени прорачуни изводе са корисничким интерфејсом. Задатак би био веома тежак и напоран да је доступан само хардвер. Дакле, на највишем нивоу, доступност софтвера олакшава процес решавања проблема. Цео процес је подељен на слојеве софтвера стварним хардвером који се назива вишим нивоима.

Концепт слојева користимо чак и у свакодневном животу. На пример, слање курира / писма кући вашег пријатеља, слање е-поште из једне тачке света у другу. Слично томе, већина модерних мрежних протокола чак користи концепт слојева за одвајање различитих софтверских компоненти у независне модуле који се могу саставити на различите начине. Можда ћете морати запрљати руке да бисте дубље разумели Ксбее архитектуру, али ми ћемо вам све учинити врло једноставним.

Почнимо са неким основним терминима попут усмеравања, избегавања судара и потврде. Да бисте разумели први појам, само назовите његово име, „рута“ што значи пратити или идентификовати путању. У умрежавању, рутирање значи пружање смера подацима од изворног чвора до одредишног чвора. Када два чвора у мрежи покушавају да истовремено емитују, ствара се ситуација звана колизија. Дакле, опћенито вишеструки приступ Царриер Сенсе са избјегавањем судара (ЦСМА / ЦА) како бисте избјегли судар можете сазнати више о ЦСМА користећи ову везу. У основи, чворови разговарају на исти начин као и људски разговор; кратко проверавају да ли је ико разговарао пре него што почну да шаљу податке.

Кад год прималац успешно прими пренете податке, он одазива предајник. Не сме се дозволити да проток података преплави радио пријемника. Сваки пријемни радио има ограничену брзину којом може да обрађује долазне податке и ограничену количину меморије у којој ће сместити долазне податке.

ЗигБее архитектура:

У слогу ЗигБее доступна су главна четири слоја, а то су физички слој, слој приступа медијима, мрежни слој и слој апликације.

Апликацијски слој дефинише различите објекте за адресирање, укључујући профиле, кластере и крајње тачке. Слојеве слога ЗигБее можете видети на горњој слици.

Мрежни слој: Додаје могућности усмеравања које омогућавају РФ пакетима података да прелазе више уређаја (вишеструки „скокови“) за усмеравање података од извора до одредишта (пеер то пеер).

МАЦ слој управља трансакцијама РФ података између суседних уређаја (од тачке до тачке). МАЦ укључује услуге попут поновног покушаја преноса и управљања потврдом и техника избегавања судара.

Физички слој: дефинише како су уређаји повезани како би створили мрежу; дефинише излазну снагу, број канала и брзину преноса. Већина ЗигБее апликација ради на 2,4 ГХз ИСМ опсегу брзином података од 250кбпс.

Већина КСБее породица има уграђене контроле протока, И / О, А / Д и индикаторске линије које се могу конфигурисати помоћу одговарајућих наредби. Аналогни узорци се враћају као 10-битне вредности. Аналогно очитавање је скалирано тако да 0к0000 представља 0В, а 0к3ФФ = 1,2В. (Аналогни улази на модулу не могу бити већи од 1,2 В)

Да бисте претворили А / Д очитавање у мВ, урадите следеће:

АД (мВ) = (А / Д очитавање * 1200мВ) / 1023

Пренос података у ЗигБее

Мрежу можете назвати као комбинацију софтвера и хардвера која је способна за слање података са једне локације на другу. Хардвер је одговоран за пренос сигнала са једне тачке мреже на другу. Софтвер се састоји од скупова инструкција који омогућавају рад онако како очекујемо.

Генерално, пренос података помоћу ЗигБее пакета може се извршити на два начина: једнокапно и емитовање.

Пренос:

Једноставним речима, емитовање значи информацију / програм који се преноси путем радија или ТВ-а. Другим речима, емитовани преноси се шаљу на многе или на све уређаје у мрежи. Емитовани преноси са ЗигБее протоколом шире се у целој мрежи тако да сви чворови примају пренос. Да би то постигао, координатор и сви рутери који примају емитовани пренос поново ће пренијети пакет три пута.

Уницаст пренос:

Уницаст преноси у ЗигБее рутирају податке са једног изворног уређаја на други одредишни уређај. Одредишни уређај може бити непосредни сусед изворног уређаја или може имати неколико скокова између пута. Пример је приказан испод на слици, објашњавајући механизам за препознавање поузданости двосмерне везе.

Основи мреже за Ксбее рутере и координатора

Шта требате да бисте дошли до куће свог пријатеља? Само ти треба његова адреса. Слично томе, за слање података са једног Ксбее модула на други потребна вам је његова јединствена адреса. Као и код људи, и Ксбее има неколико адреса, од којих свака има одређену улогу у умрежавању. Постоје две врсте адреса Статичка адреса (64-битна адреса) и Динамичка адреса (16-битна адреса).

Адреса:

64-битна адреса је јединствена универзално; произвођач га учвршћује унутар Ксбее модула. Ниједан други ЗигБее радио на земљи неће имати исту исту статичку адресу, на полеђини сваког кбее модула можете видети ову адресу као што је приказано доле, а посебно је горњи део адресе „0013А200“ исти за сваки кбее модул.

Уређај прима 16-битну адресу која би локално требала бити јединствена када се придружи ЗигБее мрежи. 16-битна адреса 0к0000 резервисана је за координатора. Сви остали уређаји добијају насумично генерисану адресу од рутера или координаторског уређаја који омогућавају спајање. 16-битна адреса може се променити када се утврди да два уређаја имају исту 16-битну адресу или ако уређај напусти мрежу и касније се придружи (може примити другу адресу).

Идентификатор чвора:

Нашем мозгу је увек лакше да памти жице уместо броја. Стога се сваком Ксбее модулу у мрежи може доделити идентификатор чвора. Идентификатор чвора је скуп знакова, односно низова, који могу бити прилагођенији људском начину обраћања чвору у мрежи.

Личне мреже:

Мреже које су развили ови Ксбее модули називају се персоналним мрежама или ПАН-овима. Свака мрежа је дефинисана јединственим ПАН идентификатором (ПАН ИД). Овај идентификатор је уобичајен међу свим уређајима исте мреже. ЗигБее подржава и 64-битни и 16-битни ПАН ИД. Обе ПАН адресе се користе за јединствену идентификацију мреже. Уређаји на истој ЗигБее мрежи морају да деле исте 64-битне и 16-битне ПАН ИД-ове. Ако више ЗигБее мрежа ради унутар домета једна од друге, свака треба да има јединствене ПАН ИД-ове.

16-битни ПАН ИД користи се за адресирање МАЦ слоја у свим РФ преносима података између уређаја у мрежи. Али, због ограниченог адресног простора 16-битног ПАН ИД-а (65.535 могућности), може постојати шанса да више ЗигБее мрежа (у домету једна од друге) могу имати исти 16-битни ПАН ИД. Да би решио ове сукобе, ЗигБее Аллианце створио је 64-битни ПАН ИД. ЗигБее дефинише три различита типа уређаја: координатор, рутер и крајњи уређај.

У свакој мрежи је увек потребан један координатор за наплату постављања мреже. Дакле, никад не може да спава. Такође је одговоран за избор канала и ПАН ИД-а (и 64-битни и 16-битни) за покретање мреже. Може да дозволи да се рутери и крајњи уређаји придруже мрежи. Може вам помоћи у усмеравању података у мрежи.

У мрежи може бити више рутера. Један рутер може да прима сигнале од других рутера / ЕП-а (крајње тачке). Такође никада не може да спава. Мора се придружити Зигбее ПАН-у пре него што може да преноси, прима или усмерава податке. Након придруживања, може дозволити рутерима и крајњим уређајима да се придруже мрежи. Након придруживања, такође може помоћи у усмеравању података. Може да баферује РФ пакете података за успаване уређаје.

Може бити и више крајњих тачака. Може уштедети енергију у режиму спавања. Мора да се придружи ЗигБее ПАН-у пре него што може да преноси или прима податке, а не може ни да дозволи уређајима да се придруже мрежи. Зависи од родитеља за пренос / пријем података.

Будући да крајњи уређај може да пређе у режим спавања, родитељски уређај мора да баферује или држи долазне пакете података док се крајњи уређај не пробуди и не прими пакете података.

Различита мрежна топологија у ЗигБее-у

Топологија мреже односи се на начин на који је мрежа дизајнирана. Овде је топологија геометријски приказ односа свих веза и уређаја за повезивање (координатора, рутера и крајњих уређаја) једни с другима.

Овде имамо четири основне тополошке мреже, звезда, хибрид и стабло.

У мрежној топологији, сваки чвор је повезан међусобно, чвор очекује крајњи уређај јер крајњи уређаји не могу директно да комуницирају. Да бисте омогућили једноставну комуникацију између два ЗБ радија, мораћете да конфигуришете један са фирмвером координатора, а други са фирмвером рутера или крајње тачке. Главна предност Месх мреже је у томе што ако једна од веза постане неупотребљива, то неће онеспособити читав систем.

У звезданој топологији, сваки уређај има наменску везу од тачке до тачке на централни контролер (координатор). Сви уређаји нису директно повезани једни са другима. За разлику од мрежасте топологије, у звезданој топологији један уређај не може ништа да пошаље директно на други уређај. Координатор или чвориште је ту за размену: Ако један уређај жели да пошаље податке другом, он шаље податке координатору, који даље шаље податке одредишном уређају.

Хибридне мреже су оне мреже које садрже две или више врста комуникационих стандарда. Овде је хибридна мрежа комбинација звезде и стабла, мало је крајњих уређаја повезаних директно на чвор координатора, а осталим крајњим уређајима је потребна помоћ матичног чвора да би примили податке.

У Трее мрежи рутери чине окосницу и крајње уређаје који су обично скупљени око сваког рутера. Не разликује се много од мрежасте конфигурације, осим чињенице да тамо рутери нису међусобно повезани, те мреже можете визуализовати помоћу горе приказане слике.

Ксбее фирмваре

Програмабилни модул КСБее опремљен је процесором апликација Фрее сцале. Уз овај процесор апликације долази испоручени покретачки програм. Овај фирмвер за КСБее ЗВ заснован је на Ембернет 3.кк ЗигБее-ПРО стеку, а модули КСБее-Знет 2.5 могу се надоградити на ову функционалност. Можете да проверите фирмвер помоћу АТВР наредбе о чему ћемо разговарати касније у поглављу. Бројеви верзија КСБее имаће 4 значајне цифре. Број верзије се такође може видети помоћу команде АТВР. Одговор даје 3 или 4 броја. Сви бројеви су хексадецимални и могу имати распон од 0-0кФ. Верзија је пријављена као „АБЦД“. Знаменке АБЦ су главни број издања, а Д је број ревизије главног издања. АПИ расправе у поглављу 4 и АТ команде су готово исте за Знет 2.5 и ЗБ фирмваре.

У телекомуникацијама, целокупна Хаиесова наредба је команда специфична за језик развијена за Хаиес модем Смарт Модем, 1981. оне су биле низ кратких речи за контролу модема чинећи комуникацију и постављање модема једноставним у то доба.

КСБее такође ради у командном режиму и покренуо је АТ команде, што је скраћеница од ПАЖЊА, те команде се могу слати КСБее преко терминала КСБее и АТ конфигурисани КСБее радио има два начина комуникације

Транспарент: Радио информације које прима прима само на даљинску радио адресу на коју је конфигурисан. Подаци послати преко серијског порта КСБее прима онакве какви јесу.

Команда: Овај режим се користи за разговор са радиом и конфигурисање неких унапред конфигурисаних режима, ми комуницирамо са модулима док смо у овом режиму и мењамо конфигурацију.

Можете откуцати +++ и сачекати једну секунду без притискања било ког другог дугмета, тада би се порука ОК требала појавити као слика терминала. У реду, КСБее нам говори да је провео у ЦОММАНД режиму и спреман је за пријем конфигурационих порука.

Команде КСБее АТ:

АТ (ТЕСТ): Ово је тест наредба за проверу да ли модул реагује у реду јер одговор то исто потврђује.

АТДХ: Адреса одредишта висока. Да бисте конфигурисали горња 32 бита 64-битне адресе одредишта, ДЛ и ДХ комбиновано дају вам 64-битну адресу одредишта.

АТДЛ: Адреса одредишта ниска. Ово поново за конфигурисање доњих 32 бита 64-битне одредишне адресе.

АТИД: Ова команда мења ПАН ИД (ПерсТхе ИД је 4 бајта хексадецималног знака и може се кретати од 0000 до ФФФФ

АТВР: Напишите. Вредности параметара запишите у трајну меморију тако да модификације параметара наставе током наредних ресетовања.

Напомена: Једном када се изда ВР, до модула не треба слати никакве додатне знакове

Након што је примљен одговор "ОК \ р".

АТРЕ (Врати подразумеване вредности): Враћа фабричке поставке модула, врло је корисно ако модул не реагује.

Ако желите да сазнате више о ЗигБее модулима, ево одличног ресурса компаније Диги.