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赌博破戒录电影: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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CC2530是适用于IEEE 802.15.4,Zigbee和RF4CE应用的真正片上系统(SoC)解决方案。它可以以非常低的总物料清单成本构建强大的网络节点。 CC2530将领先的RF收发器的卓越性能与行业标准的增强型8051 MCU,系统内可编程闪存,8 KB RAM以及许多其他强大功能相结合。 CC2530有四种不同的闪存版本:CC2530F32 /64/128/256,分别具有32/64/128/256 KB的闪存。 CC2530具有多种工作模式,非常适合需要超低功耗的系统。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(TI)业界领先的黄金单元状态ZigBee协议栈(Z-Stack),CC2530F256提供了强大而完整的功能。 ZigBee解决方案。 结合德州仪器(TI)的黄金单元状态RemoTI堆栈,CC2530F64及更高版本提供了强大而完整的ZigBee RF4CE远程控制解决方案。 特性 RF /布局 2.4 GHz IEEE 802.15.4兼容RF收发器 出色的接收灵敏度 可编程输出功率高达4.5 dBm 非常少的外部组件 异步网络只需要一个单晶体 6 mm×6 mm QFN40封装 适用于符合全球无线电规范的系统 - 频率规定:ETSI EN 300 328和EN 300 440(欧洲), FCC CF...
发表于 11-02 19:33 ? 30次 阅读
CC2530 用于 2.4 GHz IEEE 802.15.4 / RF4CE / ZigBee 的第二代片上系统解决方案

CC2531 用于 IEEE 802.15.4 和 ZigBee 应用的片上系统解决方案

CC2531是一款支持USB的真正片上系统(SoC)解决方案,适用于IEEE 802.15.4,ZigBee和RF4CE应用。它可以以低总物料清单成本构建USB加密狗或USB可升级网络节点。 CC2531将领先的RF收发器的性能与业界标准的增强型8051 MCU,系统内可编程闪存,8 KB RAM以及许多其他强大功能相结合。 CC2531具有多种工作模式,适用于需要超低功耗的系统。操作模式之间的短转换时间进一步确保了低能耗。 USB HID和CDC库和示例的源代码可从www.ti.com上的CC2531产品页面下载。 结合业界领先的黄金单元状态ZigBee协议栈(Z-Stack) )来自德州仪器,CC2531提供强大而完整的ZigBee USB加密狗或固件可升级网络节点。 结合德州仪器的黄金单元状态RemoTI堆栈,CC2531提供强大的ZigBee RF4CE??仄?- USB加密狗或TV /STB实现的控制目标。 特性 RF /布局 2.4 GHz IEEE 802.15.4兼容RF收发器 出色的接收灵敏度 可编程输出功率高达4.5 dBm 少数外部组件 异步网络只需要单个晶体 6毫米×6毫米QFN40封装 适用于符合全球无线电频率规定的系统:ETSI EN 300 328和EN 300 440(欧洲)...
发表于 11-02 19:33 ? 31次 阅读
CC2531 用于 IEEE 802.15.4 和 ZigBee 应用的片上系统解决方案

CC2520 二代 2.4GHz ZigBee/IEEE 802.15.4 射频收发器

CC2520是TI针对2.4 GHz免许可ISM频段的第二代ZigBee?/IEEE 802.15.4 RF收发器。该芯片通过提供最先进的选择性/共存性,出色的链路预算,高达125°C的工作温度和低电压工作,实现了工业级应用。此外,CC2520还提供广泛的应用硬件支持帧处理,数据缓冲,突发传输,数据加密,数据认证,空闲信道评估,链路质量指示和帧定时信息。这些功能可降低主控制器的负载。 在典型系统中,CC2520将与微控制器和一些额外的无源元件一起使用。 特性 申请 IEEE 802.15.4系统 ZigBee?系统 工业监控 家庭和楼宇自动化 自动抄表 低功耗无线传感器网络 机顶盒和??仄?消费类电子产品 主要特点 最先进的选择性/共存相邻信道抑制:49 dB 备用信道抑制:54 dB 出色的链路预算(103dB) 400 m视距范围 扩展温度范围(? ?40至+ 125°C) 宽电源范围:1.8 V ?? 3.8 V 广泛的IEEE 802.15.4 MAC硬件支持卸载微控制器 AES-128安全??? CC2420接口兼容模式 低功率 RX(接收帧,?? 50 dBm)18.5 mA TX 33.6 mA @ +5 dBm TX 25.8 mA @ 0 dBm 设备齐全的开发套件 硬件中的数据包嗅探器支持 ZigBee?是Z...
发表于 11-02 19:33 ? 13次 阅读
CC2520 二代 2.4GHz ZigBee/IEEE 802.15.4 射频收发器

CC2592 2.4GHZ 射频范围扩展器

CC2592器件是一款针对低功率和低压2.4GHz无线应用的经济高效且高性能的RF前端。 CC2592器件是一款针对德州仪器(TI)所有CC25XX 2.4GHz低功率RF收发器,发射器和片上系统产品的范围扩展器。 为了增加链路预算,CC2592器件提供一个可增加输出功率的功率放大器,以及一个具有低噪声系数的LNA,以提升接收器灵敏度。 CC2592器件提供一个极小尺寸,高输出功率RF设计,此设计采用4mm x 4mm四方扁平无引线(QFN)-16封装。 CC2592器件包含高性能无线应用简单设计所需的PA,LNA,开关,RF匹配和不平衡变压器。 特性 与德州仪器(TI)2.4GHz低功率RF器件的无缝对接 + 22dBm输出功率 CC2520,CC253X和CC85XX上3dB典型经改进灵敏度 极少的外部组件 集成开关 集成匹配网络 集成不平衡变压器 集成电感器 集成功率放大器(PA) 集成低噪声放大器(LNA) 通过HGM端子的LNA增益数字控制 断电时(LNA_EN = PA_EN = 0),电流100nA 低发送流耗 对于+ 22dBm,PAE = 34%,电压3V时的电流为155mA 低接收流耗 针对高增益模式的4.0mA电流 针对低增益模式的1.9mA电流 4.7dB L...
发表于 11-02 19:32 ? 21次 阅读
CC2592 2.4GHZ 射频范围扩展器

CC2538 用于 2.4GHz IEEE 802.15.4-2006 和 ZigBee 应用的强大片上系统

CC2538xFnn是适用于高性能ZigBee应用的理想无线微控制器片上系统(SoC)。该器件包含基于ARM Cortex M3的强大的MCU系统,具有高达32KB的片上RAM和高达512KB的片上闪存以及可靠的IEEE 802.15.4射频功能。这使得该器件能够处理涉及安全性,要求严格的应用程序以及无线下载的复杂网络协议栈.32个通用输入和输出(GPIO)以及串行外设接口可实现到电路板其它部分的简单连接。强大的硬件安全加速器可在CPU处理应用任务的同时实现快速且高效的认证和加密。具有保持功能的多个低功耗模式可实现从休眠状态快速唤醒并且显着降低执行顺期平稳开发,CC2538xFnn包括一个强大的调试系统和一个综合性驱动器库。为了减少应用闪存封装尺寸, CC2538xFnn ROM包含一个实用功能库和一个串行引导加载器.CC2538与T我免费提供的稳健且全面的Z-Stack软件解决方案搭配使用,可提供市场上功能最强大,最稳定的ZigBee解决方案。 特性 微控制器 强大的ARM Cortex-M3,具有代码预提取功能 高达32MHz的时钟速度 512KB,256KB或128KB系统内可编程闪存 支持片上无线升级(OTA) 支持双Zigbee应用配置 高达32KB的RAM(...
发表于 11-02 19:32 ? 20次 阅读
CC2538 用于 2.4GHz IEEE 802.15.4-2006 和 ZigBee 应用的强大片上系统

zigbee无线组网协议栈Cellsnet快速使用指南

本文介绍无线路由协议栈Cellsnet的使用操作方法,适用于晓网电子所有的WLT??榧癢GT设备,包....
发表于 11-02 16:53 ? 151次 阅读
zigbee无线组网协议栈Cellsnet快速使用指南

RT-Thread正式开源了电源管理框架

MCU 通??梢栽诵性诓煌钠德?,也可以进入不同的休眠模式。在 PM 组件的底层实现里,是将这些模式....
的头像 RTThread物联网操作系统 发表于 11-02 15:45 ? 1539次 阅读
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如何使用ZigBee对环境监控网络路由协议进行研究论文

无线传感器网络是由大规模的低功耗传感器节点组成的无线自组织网络,作为一项新型的信息获取处理技术,无线....
发表于 11-01 17:43 ? 128次 阅读
如何使用ZigBee对环境监控网络路由协议进行研究论文

如何设计一个基于ZigBee技术的网络环境监测系统论文免费下载

随着数字通信和计算机网络的飞速发展,许多短距离无线通信理论和标准相继被提出。从GSM、蓝牙再到Wi.....
发表于 11-01 17:43 ? 138次 阅读
如何设计一个基于ZigBee技术的网络环境监测系统论文免费下载

如何使用Zigbee无线技术设计无线定位系统的资料概述

ZigBee技术是一种短距离、低功耗、低成本的无线组网通讯技术。本文设计了一种基于Zigbee无线技....
发表于 11-01 17:43 ? 120次 阅读
如何使用Zigbee无线技术设计无线定位系统的资料概述

zigbee学习教程之SampleApp中通讯流程的示例程序资料免费下载

环境:主机:WIN7开发环境:IAR8.10.3MCU:CC2530示例程序:SampleApp
发表于 11-01 09:32 ? 104次 阅读
zigbee学习教程之SampleApp中通讯流程的示例程序资料免费下载

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 ? 231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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