如何开始使用15.4 Mesh网络

本系列博文为根据silicon labs live: 亚太区无线连接技术对谈(wireless connectivity tech talks)主题演讲的摘要文章,本篇内容聚焦“15.4 网状网络技术探讨”。
网络特性、规模大小、性能和成本的平衡,以及能否同时在一个设备上支持双协议——这些是开发人员在选用无线标准解决方案时要考虑的因素。在这次技术讲座中,silicon labs的无线技术工程专家为开发人员详细介绍了如何开始使用15.4 mesh网络(zigbee和thread协议),以及选用适当的工具和平台时需要了解的内容。
zigbee技术的基础zigbee技术构建在一个完整的堆栈中,共有四层,具体如下说明:第一层(无线电|ieee 802.15.4)—建立在全球可用的无线电标准之上,运行在2.4 ghz ism波段,具有用于监控的低数据速率协议。
第二层(连通性|网络协议栈)—zigbee联盟创建和维护的zigbeepro网络栈。该网络栈允许智能网状网络路由,使其具有极强的可伸缩性、可靠性和强健性,特别是对于低功率设备。
第三层(互操作性|应用层)—维护良好的资源库,也被称为zigbeeclusterlibrary,这一层是最普遍的语言,允许所有的设备在zigbee pro网域沟通和理解对方,例如一个设备的定义、特点和描述。
第四层(一致性|认证和标识)—通过平台认证和产品认证确保一致性和互操作性。前者可通过silicon labs的硬件和堆栈软件来作为一个认证平台,开发者的设备可以建立在上面。后者可由客户和设备制造商通过使用silicon labs的堆栈和硬件测试他们的设备类型——这包括加入zigbee联盟,在他们的产品上使用zigbee的名称和标识。
zigbee软件的特性开发者使用zigbee技术有很多原因。首先,zigbee软件拥有完整的解决方案,拥有完全集成的栈架构和经过充分认证的zigbee 3.0平台,包括zigbee 3.0设备、green power设备支持、智能能源应用支持。其次,它高度灵活、易于使用,与appbuilder无缝集成,处理所有常见用例,如调试、zigbee的安全特性、ota升级和bootloaders。第三,zigbee软件是领域升级,其中开发者可以在一个串行接口做无线固件更新和ncp固件更新。
silicon labs的zigbee 3.0(emberzbet) sdk路线图,其中包括为开发人员希望连接到hub的zigbee设备构建一个认证计划。这一倡议被称为works with all hubs。另一个类似的项目是friends of hue,这是专门针对飞利浦hue设备和生态系统的合作与支持计画。2021年第二季度左右,zigbee pro网络的升级版本-zigbee r23版,将增加新的安全特性、调试特性和路由改进。
thread和openthread sdkthread是另一个silicon labs支持的基于15.4网络的技术。它是一项与zigbee类似的技术,但thread的关键区别在于它是基于ipv6的架构,也没有定义应用层,因为它只是一个网络协议,为任何类型的应用层提供通信层。这种结构可想成如wi-fi网络是wi-fi骨干网络,但是在wi-fi网络上运行的所有tcp、udp和应用程序层都由用户决定。与zigbee一样,thread旨在实现控制和自动化,并围绕物联网的前提构建,专门用于智能家居和商用建筑应用。
openthread是thread网络协议的开源版本,目前它的规范版本为1.1。我们目前提供openthread 1.1版本。efr32mg12、efr32mg13和efr32mg21三种设备的认证。
管理wi-fi共存和公共平台当通过我们的平台使用15.4 mesh协议时,wi-fi共存是许多附加的价值之一,特别是在网关类型的设备中。这些网关设备通常拥有企业级、多输入多输出的wi-fi,在相邻的2.4ghz的频段运行——这使得它们容易出现误译和其他错误。为了解决这个问题,我们开发了基于802.15.2标准的1-4线管理wi-fi共存接口来管理分组流量。
我们还提供了一种称为网络分析仪的工具,它结合我们的硬件封包追踪接口,在不影响无线电性能的情况下,提供了整个网络正在发生的事情的整体视图。
我们所有的协议栈——蓝牙、openthread、zigbee和flex sdk——都构建在一个共同的平台上。无论使用什么硬件或协议栈,都使用相同的无线电抽象接口层(rail)和bootloaders。由于有如此多的共享组件、工具和开发环境,这提供了极大的灵活性,使得同时采用几种不同协议进行开发变得非常简单。
启用无线网状网络模块要开始网格网络的开发,请访问我们的线程网络解决方案和zigbee无线网络系统产品页面,其中包括关于要订购什么套件的全面信息,包括无线初学者工具包,它包括三个板,供开发人员使用他们的设备运行一个小型网格网络。


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