汪峰李敏镐澳门赌博照:蓝牙、ZigBee、Thread等无线连接难题

Duke ? 2018-06-21 09:21 ? 次阅读

揭秘微信赌博群 www.b03i.com.cn 许多低功耗无线接口和协议,如低功耗蓝牙、ZigBee、Thread 等,在智能家庭和智能工业传感器网状应用中很常见。但是,开发人员发现,这些射频协议设计于物联网 (IoT) 出现之前,因此通常缺乏与互联网协议 (IP) IPv4 和 IPv6 的互操作性,从而使得将相关设计与 IoT 连接以实现智能传感、自动化和控制的目标充满挑战。

IP 互操作性问题有多种途径可以解决,如转换数据包或使用 IP 兼容的无线接口。第一种选择效率较低,第二种方式又缩小了设计师的 Wi-Fi 选择范围。

本文将专门介绍第三种方式: IoT 网关。它们可用作网络聚合器,并且通常具有先进的安全性和多种 I/O 回程选择。本文将描述其功能和特征,再介绍适当的解决方案以及如何最大程度发挥其作用。

IoT 的无线选择

尽管缺乏直接的 IP 互操作性,许多流行的低功耗无线接口和协议具有良好的范围和吞吐量、与其他 2.4 GHz 技术的共存性以及网状网络支持特性。(参见 Digi-Key 文章“低功耗无线技术的比较?!保?/p>

双向无线连接能让用户远程监视并控制系统,同时能通过基于云的强大算法对过程数据进行分析,以实现优化性能、节能或提高生产率等目标。

如前所述,有三种方式可以克服低功耗无线协议缺乏 IP 互操作性的问题。首先是选择具有网络适配层的协议,该层可“转换”数据包,使其能通过 IPv6 网络输送。有的制造商提供低功耗蓝牙、ZigBee、Thread 和包括基于 IPv6 的低功耗无线个人局域网 (6LoWPAN) 传输层的其他射频协议“栈”。通常,这些协议栈可以正常工作,但实施起来更加复杂,并且各节点需要更多的处理器资源和功耗。

第二个选项是使用具有本地 IP 支持的无线协议。Wi-Fi 可能是最佳示例。严格来讲,Wi-Fi 仅定义了协议栈的物理 (PHY) 层、介质访问控制 (MAC) 层和逻辑链路控制 (LLC) 层。但是,互联网 Wi-Fi 连接无处不在,供应商通常提供基于 Wi-Fi 较低层的完整 TCP/IP 协议栈。代价则是 Wi-Fi 节点更大、更昂贵,并且比形成竞争的其他无线技术功率更高,因此不适合于所有应用。

第三个方法是利用 IoT 网关。这些设备属于自足式装置,包括弥合 LAN 和 IoT 之间差距所需的所有软件和硬件(图 1)。对于射频专业知识有限的开发人员,或者希望在传统的低功耗无线网络中增加互联网连接性的人员,网关也是不错的选择。

将无线传感器网络连接至 IoT 的三种方案图

图 1: 设计师能从无线传感器网络与 IoT 连接的三种方案中选择。此处显示的第一个选择描述了如何将无线节点连接到 IoT 网关,从而将其作为中继连接至互联网。(图片来源: Texas Instruments)

网关和路由器之间的差异

网关与路由器有必要加以区分。路由器是一种更简单的设备,它为节点服务,共享共同的协议,并且需要单独将通过该协议传输的数据传递至互联网,以及从互联网接回。Wi-Fi 路由器是一个不错的例子;这些设备在启用 IP 的移动设备(如智能手机和便携式计算机)和互联网之间路由数据,但没有交互。

与之相对,IoT 网关整合了来自不同无线来源和接口的数据,并将其连接到互联网。某些情况下,网关与路由器配合使用,以方便实施。网关的主要优势在于不需要各自独立的网络节点,从而凭借其相关复杂度和成本特性支持 IP。

网关可以简单,也可以复杂。简单的装置组织和“转换”节点收到的数据包,使其适合于在互联网上传输。并且,简单的网关可转换从互联网收到的数据包,并将其分布到网络中的各节点。

更复杂的网关不仅有此功能,还具有高级安全特性和处理全部或部分(与节点共享负载)应用过程的资源。该系统的优点是节点更简单、更便宜,并且功耗更低。在有许多节点的系统中,将处理功耗集中在网关比将其分布到所有节点的成本更低。更复杂的网关还能确保 LAN 在互联网访问中断时继续工作,并且能缓冲节点数据,以便在重新建立互联网访问时进行云传输。

网关解决方案

许多制造商提供商业 IoT 网关解决方案。设备通常为市电供电装置,可配置成使用各种无线接口,包括选择低功耗射频协议。通常,连接 IoT 是通过 Wi-Fi 等基于 IP 的无线广域网 (WAN) 接口(或者以太网等有线类型)。有些更加新的设计包括通过蜂窝网络或专有 WAN 技术(如 LoRaWAN)进行互联网访问。

WAN 技术通常采用诸如 Linux 等操作系统 (OS) 控制的重量级协议栈。为了应对此类固件的计算需求,商业 IoT 网关配备有强大的嵌入式微控制器。

更先进的网关支持多个网络平台,例如 HSDK、NAT64、PC-BLE-Serialization 和 LoRaWAN Gateway Bridge,以及多种云服务,如 Amazon、Microsoft、Ayla 和 IBM 的云服务。这些先进装置还具有诸如应用程序安装远程管理、固件更新和配置更改、终端设备固件更新以及网状网络拓扑和设备的远程管理等特性。

Rigado 的 Vesta 系列 IoT 网关是最新一代可配置网关的很好例子。该产品由运行 Yocto Linux OS 的 NXP i.MX6 UltraLite Arm? Cortex?-A7 应用程序处理器提供支持。该装置支持 2.4 和 5 GHz Wi-Fi (IEEE 802.11a/b/g/n)、蓝牙 4.2、低功耗蓝牙和 IEEE 802.15.4(包括 Thread)。网关还支持采用 IEEE 802.3af 以太网供电 (PoE) 和 USB 2.0 的以太网。网关需要 4.5 至 5.5 V 电源或通过 PoE 连接运行。根据 Rigado 的介绍,即将提供蜂窝和 LoRaWAN 扩展选项。

Sierra Wireless 的 FX30 IoT 网关还具有 Arm? Cortex?-A7 应用程序处理器,并采用开源 Yocto Linux OS(图 2)?;チ油ü湮鸦∩枋?(LTE Cat 1) 实现,并且该装置能接收 IoT 接头扩展槽的 Wi-Fi、蓝牙和 ZigBee 输入。标准装置设计为采用有线接口,如仅限以太网和 USB,需要 4.75 至 32 V 电源。该装置的低功耗引人注目,待机模式耗电不到 1 W,休眠模式仅 2 毫瓦 (mW),并且坚固耐用。装置符合 MIL-STD-810 的振动和机械冲击要求,工作温度范围从 -30° 至 +75°C,是工业应用的良好选择。

Sierra Wireless 的 FX30 IoT 网关图

图 2: Sierra Wireless 的 FX30 IoT 网关采用蜂窝技术连接到互联网。(图片来源: Sierra Wireless)

商业 IoT 网关的第三个例子来自 Laird Technologies。其 Sentrius RG1xx 系列因采用 LoRaWAN(一种互联网连接的长距离低功耗 WAN 技术)而出名。该装置采用 Atmel A5 嵌入式微处理器,运行 Linux OS。除了 LoRaWAN,装置还提供 2.4 和 5 GHz Wi-Fi、蓝牙 4.0 和低功耗蓝牙接口以及以太网接口。由于采用长距离连接,Sentrius 十分适合智能电表、工业自动化和农业应用。

调试网关

诸如 Rigado、Sierra Wireless 和 Laird Technologies 等 IoT 网关能让设计师将其低功耗无线网络连接到互联网和云服务,无需设计复杂的连接硬件和固件。但是,需要进行一些开发工作,以确保无缝操作。幸运的是,IoT 网关制造商通常提供便于此开发过程的产品、工具和服务。

例如,Laird 的 Sentrius 专门设计为针对无线传感器应用连接该公司的 RM186/191 系列 LoRaWAN/低功耗蓝牙无线???。这些装置结合了便利性和低功耗蓝牙的智能手机互操作性,LoRaWAN 扩展范围高达 15 km。Laird 提供开发套件 DVK-RM186-SM-01,可简化将??榱拥?Sentrius 网关的过程。利用该公司的 Node-RED 开发环境和相关指南,该过程变得较为直接明了。

Sierra Wireless 建议使用 Legato 开源 Linux 平台将其 FX30 IoT 网关连接到云。Legato 带有应用“沙盒”,为运行和控制多个应用程序提供安全的环境。该平台还提供应用程序编程接口 (API),使开发人员可以连接到云。

对于需要设计高级网络的开发人员,Legato 提供带有多语言支持的基于 Eclipse 的集成开发环境 (IDE),以及一套诊断工具,以启动本地和远程调试、故障排除、监控和分析。

发送数据至云

Rigado 已通过其 VG3-23E4-WIB0C0-ASA-DEK IoT 开发套件进一步简化了无线网络和云连接,包括 Vesta Gateway 和 Nordic Thingy:52 低功耗蓝牙开发套件(图 3)。该开发套件允许工程师设计连接蓝牙 5/低功耗蓝牙传感器与云的原型解决方案。使用 IoT 开发套件的优点在于无需射频经验,因为 Thingy:52 传感器已配置为与 Vesta Gateway 通信。由于 Rigado 的 Node-RED 开发环境包括演示应用程序,可将 Thingy:52 传感器的数据通过 Vesta Gateway 转发至 Amazon Web Services (AWS) 云服务,原型设计得到进一步简化。

Rigado 的 VG3-23E4-WIB0C0-ASA-DEK IoT 开发套件图

图 3: Rigado 的 VG3-23E4-WIB0C0-ASA-DEK IoT 开发套件包括 Vesta Gateway 和 Nordic Semiconductor 的 Nordic Thingy:52 IoT 开发套件。Rigado 的 Node-RED 开发环境可简化网关配置。(图片来源: Rigado)

通过 Vesta Gateway 将 Nordic Thingy:52 各传感器数据发送至 AWS 的方式直接明了。Vesta 首先配置为 Wi-Fi 接入点并通过浏览器连接至开发人员的 Wi-Fi 网络。单击提供的 URL 可启动 Node-RED 应用程序,该程序随后自动扫描 Nordic Thingy:52,尝试连接并扫描通用唯一标识符 (UUID)。建立连接后,从 Nordic Thingy:52 读取传感器数据,并发送至 AWS 和 Node-RED 应用程序仪表板??⑷嗽笨赏ü潜戆褰懈?,以筛选要传输的信息、以及发送频率。

Node-RED 开发环境还为经验丰富的开发人员提供简便方式,以创建基于浏览器的工作流来连接硬件设备、应用程序编程接口 (API) 和云服务。

通过 IoT 网关将传感器网络连接至云可成倍提高系统的利用率。云服务提供商通常提供基础设施,以处理传感器原始数据、控制和分析数据并从中提供有用信息或反馈。

例如,在使用 AWS 云系统时,Vesta Gateway 连接 AWS 的 API 网关(图 4)。通过 API 网关,开发人员可以创建、配置并托管 API,以便 Vesta Gateway 应用程序接入云。例如,应用程序可以使用 API 上传来自 Nordic Thingy:52 内置传感器的温度和湿度数据。然后,原始数据可以存储在 Amazon S3“存储桶”或 Amazon DynamoDB 数据库服务中。

Vesta Gateway 使用 Amazon AWS 云服务的示意图

图 4: Vesta Gateway 利用 Amazon 的 AWS 云服务收集数据,并运行所有相关代码。(图片来源: Rigado。)

AWS 的另一部分 AWS Lambda 可提供计算服务,允许开发人员运行基于云的代码,无需准备或管理服务器。AWS Lambda 支持 Node.js、Java、C#Python。

例如,开发人员可以使用 AWS Lambda 上运行的代码利用 Nordic Thingy:52 发送的原始数据通告温度和湿度极端值和每日、每周及每月均值。

配置 AWS Lambda 在响应触发事件时运行代码相对直接,如对存储桶或数据库中数据进行特定更改。例如,开发人员可选择运行一组代码,以在温度或湿度超过设定阈值时向智能手机发送通知。

原型设计完成后,可使用 Rigado 基于半导体的 Nordic???橄盗校ㄓ糜诶堆?5/蓝牙低功耗无线传感器网络应用)替代 Nordic Thingy:52,以形成最终的生产设计。

总结

云连接对于最大程度利用智能无线技术的益处至关重要,然而由于主流低功耗无线协议和 IP 之间缺少互操作性,仍然存在严峻的技术挑战。应用 IoT 网关是一种方便快捷的解决方案,这种嵌入式设备能以最小的设计开销将无线传感器网络连接到云端。

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如何使用ARM与ZigBee进行嵌入式无线传感器网络网关的设计资料概述

zigbee特点是怎么样的及如何学习zigbee的资料概述

对应电子工程师而言,学习ZigBee、掌握ZigBee,已经是一个不能回避的新课题,但电子工程师如何....

发表于 10-24 14:45 ? 82次 阅读
zigbee特点是怎么样的及如何学习zigbee的资料概述

Zigbee定位系统的特点,原理和实验等详细资料解析资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是Zigbee定位系统的特点,原理和实验等详细资料解析资料免费下载网关部分....

发表于 10-24 11:50 ? 68次 阅读
Zigbee定位系统的特点,原理和实验等详细资料解析资料免费下载

如何使用ZigBee技术对智能家居进行研究和设计

分析了ZigBee 技术及家庭网络的特点。介绍了一种基于ZigBee 技术的智能家居系统。重点阐述了....

发表于 10-23 19:32 ? 86次 阅读
如何使用ZigBee技术对智能家居进行研究和设计

CC2430芯片的主要特点和引脚功能及典型应用电路的资料概述

CC2430芯片是Chipcon公司生产的首款符合ZigBee技术的2.4 GHz射频系统单芯片。适....

发表于 10-23 19:32 ? 57次 阅读
CC2430芯片的主要特点和引脚功能及典型应用电路的资料概述

基于使用ZigBee技术的低功耗电能参数无线监测系统的详细资料概述

电力设备在线故障诊断以安全、稳定为根本目标和先决条件,受到电力企业的普遍重视,而基于ZigBee技术....

发表于 10-23 19:32 ? 57次 阅读
基于使用ZigBee技术的低功耗电能参数无线监测系统的详细资料概述

如何创建一个ZigBee的项目工程详细资料概述

NXP JN-516x提供了- ~套完整的ZigBee家庭自动化软件解决方案,其中包括ZigBee ....

发表于 10-23 17:06 ? 59次 阅读
如何创建一个ZigBee的项目工程详细资料概述

如何使用ZigBee技术进行智能家居系统的设计与实现的方案资料概述

本文提出了一种基于ZigBee 技术的网络化智能家居系统的设计与实现方案。系统采用ZigBee 网状....

发表于 10-23 14:18 ? 76次 阅读
如何使用ZigBee技术进行智能家居系统的设计与实现的方案资料概述

ZigBee协议栈系统任务怎么被添加又是怎么被切换的

弄了这么久ZigBee协议栈,今天终于有一点头绪了,基本上知道了整个系统任务怎么被添加,又是怎么被切....

发表于 10-23 11:04 ? 60次 阅读
ZigBee协议栈系统任务怎么被添加又是怎么被切换的

瑞兴恒方发布搭载RT-Thread的新一代Lora网关

在腾讯、阿里两大互联网巨头的加持下,LoraWAN在国内成为主流低功耗广域网络之一基本没有悬念,其良....

发表于 10-19 15:14 ? 1142次 阅读
瑞兴恒方发布搭载RT-Thread的新一代Lora网关

睿赛德科技发布RT-Thread IoT OS 4.0

RT-Thread 4.0在之前高可靠性、简易开发、高度可裁剪特性基础上,针对物联网发展的新需求和新....

发表于 10-19 14:53 ? 999次 阅读
睿赛德科技发布RT-Thread IoT OS 4.0

ZigBee是什么?Zigbee协议栈的详细资料概述免费下载

ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的,定义了协议的MAC和PHY层。Zig....

发表于 10-19 10:06 ? 61次 阅读
ZigBee是什么?Zigbee协议栈的详细资料概述免费下载

如何使用ZigBee进行无线传感器的网络研究详细资料概述

为了验证ZigBee协议的有效性,叙述了新型无线zigBee通信技术,介绍ZigBee协议的结构和特....

发表于 10-18 11:35 ? 64次 阅读
如何使用ZigBee进行无线传感器的网络研究详细资料概述

如何使用GSM和ZigBee的进行一个远程无线数据采集系统的设计

近年来,无线传感器网络技术发展非常迅速,并在很多领域得到了广泛的应用。通过对全球移动通讯系统(GsM....

发表于 10-16 16:18 ? 67次 阅读
如何使用GSM和ZigBee的进行一个远程无线数据采集系统的设计

如何使用ZigBee进行无线传感网络网关的设计详细资料分析

文章介绍了一种基于ZigBee协议的无线传感器网络的网关设计整体方案。以Intel?。校兀粒玻罚拔?...

发表于 10-16 11:13 ? 85次 阅读
如何使用ZigBee进行无线传感网络网关的设计详细资料分析

ZigBee技术在智能家居中有什么作用详细应用方案说明

近年来在无线个域网WPAN技术领域,各种标准的技术在竞相发展,而这些不同技术的产品之间既有竞争又有相....

发表于 10-16 11:13 ? 91次 阅读
ZigBee技术在智能家居中有什么作用详细应用方案说明

ZigBee在物联网中有什么作用和应用?

在物联网成为热点的今天,其应用前景令人关注。通过介绍ZigBee 技术标准及其优势,总结了ZigBe....

发表于 10-16 11:13 ? 109次 阅读
ZigBee在物联网中有什么作用和应用?

什么是ZigBee技术?ZigBee无线传感网络??榻馕黾笆迪窒晗杆得?/a>

 ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式,蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来通知发....

发表于 10-16 11:13 ? 70次 阅读
什么是ZigBee技术?ZigBee无线传感网络??榻馕黾笆迪窒晗杆得? />    </a>
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如何使用ZigBee技术实现无线水表及抄表系统的实现方法资料概述

开发了基于ZigBee技术实现无线水表及抄表系统, 并介绍了其软件、硬件设计方法。采用的MCU和射频....

发表于 10-16 10:11 ? 64次 阅读
如何使用ZigBee技术实现无线水表及抄表系统的实现方法资料概述

全球已有68个蜂巢式低功耗广域网络(NB-IoT/eMTC)投入商用服务

此外,随着3GPP(3rd Generation Partnership Project)于2016....

的头像 DIGITIMES 发表于 10-16 09:03 ? 1057次 阅读
全球已有68个蜂巢式低功耗广域网络(NB-IoT/eMTC)投入商用服务

关于ZigBee技术的安全问题以及存在的漏洞

Zigbee分配地址有两种方式,一种是通过MAC层的Assoc来分配地址,Zigbee的协调器或者路....

发表于 10-15 15:36 ? 663次 阅读
关于ZigBee技术的安全问题以及存在的漏洞

zigbee无线组网技术中需要的设备

在Zigbee网络中,有三种不同类型的设备,分别叫做:协调器(Coordinator)、路由器(Ro....

发表于 10-15 15:03 ? 225次 阅读
zigbee无线组网技术中需要的设备

Zigbee主要是射频还是组网呢?浅谈Zigbee的概念并说明其优势

Zigbee是一种基于802.15.4物理层协议、支持自组网、多点中继,可实现网状拓扑的复杂的组网协....

发表于 10-15 14:14 ? 424次 阅读
Zigbee主要是射频还是组网呢?浅谈Zigbee的概念并说明其优势

简析Zigbee技术的如何实现及性能优势

Zigbee是一个由可多到65000个无线数传??樽槌傻囊桓鑫尴呤缙教?,十分类似现有的移动通信....

发表于 10-15 11:39 ? 200次 阅读
简析Zigbee技术的如何实现及性能优势

zigbee使用的频段与有几个不同的频率

这个指在世界范围,通用的ZigBee频段为2.4GHz,这个不是严格的2.400GHz,而是在2.4....

发表于 10-15 11:07 ? 1537次 阅读
zigbee使用的频段与有几个不同的频率

介绍zigbee的组成部分及zigbee技术与应用

Zigbee传输距离为数十米,使用频段为免费的2.4GHz与900MHz频段,传输速率为20kbps....

发表于 10-15 10:44 ? 368次 阅读
介绍zigbee的组成部分及zigbee技术与应用

zigbee pro与RF4CE的区别

zigbee pro可以说是zigbee的升级版协议,有很多增强型的功能,比如轮流寻址、多对一路由、....

发表于 10-15 09:53 ? 175次 阅读
zigbee pro与RF4CE的区别

RFX2401C CMOS 2.4GHz ZigBee ISM发射接收射频集成电路资料免费下载

RFX2401C是完全集成的单芯片单芯片RFeIC(RF前端集成电路),它集成了IEEE 802.1....

发表于 10-15 08:00 ? 78次 阅读
RFX2401C CMOS 2.4GHz ZigBee ISM发射接收射频集成电路资料免费下载

ZigBee教程之《ZigBee实战演练》电子教材免费下载

试想着有一天,你坐在电脑前,你家里的空调、冰箱、洗衣机、电视?等在你屏幕前受你掌控时,这便是物联网的....

发表于 10-11 08:00 ? 136次 阅读
ZigBee教程之《ZigBee实战演练》电子教材免费下载

CC2533 用于 2.4GHz IEEE 802.15.4 和 ZigBee 应用的真正的片上系统解决方案

CC2533是基于IEEE 802.15.4的远程控制系统的优化片上系统(SoC)解决方案。当用作灵活的SoC时,它可以以低物料成本构建单芯片??仄?。当在RemoTI RF4CE堆栈的无线网络处理器配置中使用时,它还提供了将RF4CE功能添加到设备或目标的简单路径??梢砸苑浅5偷淖芪锪锨宓コ杀竟菇ㄇ看蟮耐缃诘?。 CC2533将领先的RF收发器的卓越性能与单周期8051兼容CPU相结合,最高可达96 KB - 系统可编程闪存,高达6 KB RAM,以及许多其他强大功能。 CC2533具有高效的功耗模式,RAM和寄存器保持低于1μA,非常适合需要超低功耗的低占空比系统。工作模式之间的短转换时间进一步确保了低能耗。 结合德州仪器的黄金单元状态RemoTI堆栈,CC2533提供了强大而完整的ZigBee RF4CE远程控制解决方案。它也非常适合在具有SPI /UART /I 2 C接口的网络处理器配置中实现远程控制系统的目标端。 CC2533配有参考设计和实现远程控制系统的示例软件,以确保高效的设计。 CC2533有三种内存大小配置: CC2533F32 - 32 KB闪存,4 KB RAM CC2533F64 - 64 KB闪存,4 KB RAM CC2533F96 - 96 K...

发表于 08-21 18:44 ? 150次 阅读
CC2533 用于 2.4GHz IEEE 802.15.4 和 ZigBee 应用的真正的片上系统解决方案
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