Зигби
![]() | |
Международный стандарт | IEEE 802.15.4 |
---|---|
Разработан | Альянс стандартов подключения |
Введено | 13 июня 2005 г. |
Промышленность | Промышленные, научные, медицинские и IoT |
Физический диапазон | От 10 до 100 метров (от 30 до 300 ') |
Веб -сайт | CSA-IOT |
Zigbee является IEEE 802.15.4 спецификацией используемых для набора высокоуровневых протоколов связи, для создания личных сетей областей с небольшими цифровыми радиоэффективными радиостанциями , такими как для домашней автоматизации , сбора данных медицинских устройств и других низких мощных сил. Потребности с низкой пропускной способностью, предназначенные для небольших проектов, которые нуждаются в беспроводном соединении. Следовательно, Zigbee-это низкая мощная, низкая таблица, и беспроводная специальная сеть с непосредственной близостью (то есть личная область) .
Технология, определенная спецификацией Zigbee, предназначена для того, чтобы быть проще и дешевле, чем другие сети беспроводных личных областей (WPAN), такие как Bluetooth или более общая беспроводная сеть, такие как Wi-Fi (или Li-Fi ). Приложения включают в себя беспроводные выключатели света, энергетические мониторы дома , системы управления движением и другое потребительское и промышленное оборудование, которое требует краткосрочной беспроводной передачи данных с низкой температурой.
Его низкое энергопотребление ограничивает расстояние передачи до 10–100 метров (от 30 до 300 футов) линии , в зависимости от выходной мощности и характеристик окружающей среды. [ 1 ] Устройства Zigbee могут передавать данные на большие расстояния, передавая данные через сеть сетки промежуточных устройств, чтобы охватить более отдаленные. Zigbee обычно используется в приложениях с низкой скоростью передачи данных, которые требуют длительного срока службы батареи и защиты сети. (Цифровые сети обеспечены 128-разрядными клавишами симметричного шифрования .) Zigbee имеет определенную скорость до 250 кбит/с , наиболее подходящую для прерывистой передачи данных с датчика или входного устройства.
Zigbee был задумано в 1998 году, стандартизировано в 2003 году и пересмотрен в 2006 году. Название относится к танцу Waggle медоносных пчел после их возвращения в улей. [ 2 ]
Обзор
[ редактировать ]с низким энергопотреблением, Zigbee-это беспроводная сетчатая сеть предназначенную для устройств с батарейным питанием в приложениях для управления и мониторинга беспроводного управления и мониторинга. Zigbee обеспечивает связь с низкой задержкой. Ципы зигби обычно интегрируются с радиоприемниками и с микроконтроллерами .
Zigbee работает на радиопромышленных, научных и медицинских ( ISM ) радиопологах. Поскольку полоса 2,4 ГГц в основном используется для устройств освещения и домашней автоматизации в большинстве юрисдикций по всему миру. В то время как устройства для коммерческого измерения коммунальных услуг и сбора данных о медицинских устройствах часто используют частоты суб-ГЗ (902-928 МГц в Северной Америке, Австралии и Израиле, 868-870 МГц в Европе, 779-787 МГц в Китае, даже эти регионы Страны по-прежнему используют 2,4 ГГц для большинства, продаваемых Zigbee устройствами, предназначенными для домашнего использования. полосы до 250 кбит/с для каналов на диапазоне полос 2,4 ГГц).
Zigbee опирается на физический уровень и контроль доступа к медиа, определяемый в IEEE Standard 802.15.4 для низкокачественных беспроводных личных сетей (WPAN). Спецификация включает в себя четыре дополнительных компонента ключа: сетевой уровень , уровень приложения , Объекты Zigbee Device (ZDO) и определяемые производителями объекты приложения. ZDO отвечают за некоторые задачи, в том числе отслеживание ролей устройств, управление запросами на присоединение к сети, а также обнаружение устройств и безопасность.
Сетевой уровень Zigbee Network национально поддерживает как звездные , так и деревьев сети , а также общие сети сетки . Каждая сеть должна иметь одно устройство координатора. В Star Networks координатор должен быть центральным узлом. Как деревья, так и сетки позволяют использовать Zigbee Routers для расширения связи на сетевом уровне. Еще одна определяющая особенность Zigbee - это средства для выполнения безопасной связи, защиты создания и транспортировки криптографических ключей, шифровых рам и управления устройством. Он основан на базовой структуре безопасности, определенной в IEEE 802.15.4.
История
[ редактировать ]Самоорганизация в стиле Zigbee Ad HOC цифровых радиосетей были задуманы в 1990-х годах. Спецификация Zigbee IEEE 802.15.4-2003 была ратифицирована 14 декабря 2004 года. [ 3 ] Альянс стандартов подключения (ранее Zigbee Alliance) объявил о наличии спецификации 1.0 13 июня 2005 года, известной как спецификация Zigbee 2004 .
Кластерная библиотека
[ редактировать ]В сентябре 2006 года была объявлена спецификация Zigbee 2006 , устаревшая стек 2004 года. [ 4 ] Спецификация 2006 года заменяет структуру пары сообщений и пары клавиш, используемую в стеке 2004 года с помощью библиотеки кластеров . Библиотека представляет собой набор стандартизированных команд, атрибутов и глобальных артефактов, организованных в рамках групп, известных как кластеры с такими именами, как Smart Energy, Home Automation и Zigbee Light Link . [ 5 ]
В январе 2017 года Альянс стандартов подключения переименовал библиотеку до Dotdot и объявил об этом как новый протокол, который будет представлен эмотиком ( || :) . Они также объявили, что теперь будет дополнительно запускать другие типы сети, используя интернет -протокол [ 6 ] и будет взаимодействовать с другими стандартами, такими как нить . [ 7 ] С момента его открытия DotDOT функционировал в качестве уровня приложения по умолчанию почти для всех устройств Zigbee. [ 8 ]
Zigbee Pro
[ редактировать ]Zigbee Pro, также известный как Zigbee 2007, был завершен в 2007 году. [ 9 ] Устройство Zigbee Pro может присоединиться и работать в устаревшей сети Zigbee и наоборот. Из-за различий в параметрах маршрутизации, устройство Zigbee Pro должно стать не маршрутизированным устройством Zigbee Cond (ZED) в устаревшей сети Zigbee, а устаревшее устройство Zigbee должно стать ZED в сети Zigbee Pro. [ 10 ] Он работает с использованием полосы ISM 2,4 ГГц и добавляет полосу суб-ГЗ. [ 11 ]
Варианты использования
[ редактировать ]Протоколы Zigbee предназначены для встроенных приложений, требующих низкого энергопотребления и переносимых низких скоростей передачи данных . Полученная сеть будет использовать очень мало мощности - у индивидуальных устройств должно быть время автономной работы не менее двух лет, чтобы пройти сертификацию. [ 12 ] [ 13 ] [ сомнительно - обсудить ]
Типичные области применения включают в себя:
- Домашняя автоматизация [ 14 ] [ 15 ]
- Беспроводные сенсорные сети
- Промышленные системы управления
- Встроенное зондирование [ 16 ]
- Сбор медицинских данных
- Предупреждение о дыме и злоумышленниках
- Автоматизация здания
- Конфигурация удаленного беспроводного микрофона [ 17 ]
Зигби не для ситуаций с высокой подвижностью среди узлов. Следовательно, он не подходит для тактических специальных радиосетей на поле битвы, где присутствует высокая скорость передачи данных и высокая мобильность. [ Цитация необходима ] [ 18 ]
Профили приложений
[ редактировать ]Первый профиль приложения Zigbee, Home Automation, был объявлен 2 ноября 2007 года. [ Цитация необходима ] С тех пор были опубликованы дополнительные профили приложений.
А Технические характеристики Zigbee Smart Energy 2.0 определяют интернет -протокол общения для мониторинга, управления, информирования и автоматизации доставки и использования энергии и воды. Это улучшение спецификаций Zigbee Smart Energy Version 1. [ 19 ] Он добавляет услуги для зарядки подключаемого электромобиля , установки, конфигурации и загрузки прошивки, предоплаты, информации пользователя и обмена сообщениями, управления нагрузкой, ответа спроса и общей информации и интерфейсов профиля приложения для проводных и беспроводных сетей. Он разрабатывается партнерами, включая:
- Homegrid Forum Отвечает за маркетинг и сертификацию ITU-T G.HN технологий и продуктов
- HomePlug Powerline Alliance
- Международное общество автомобильных инженеров SAE International
- IPSO Alliance
- Sunspec Alliance
- Wi-Fi Alliance
Zigbee Smart Energy зависит от Zigbee IP, сетевого уровня, который направляет стандартный трафик IPv6 по сравнению с IEEE 802.15.4, используя сжатие заголовка 6lowpan . [ 20 ] [ 21 ]
В 2009 году радиочастотная консорциум потребительской электроники (RF4CE) и альянс стандартов подключения (ранее Zigbee Alliance) согласился совместно поставить стандарт для радиочастотных удаленных контролей. Zigbee RF4CE предназначен для широкого спектра продуктов потребительской электроники, таких как телевизоры и приставки. Он обещал много преимуществ по сравнению с существующими решениями дистанционного управления, включая более богатую связь и повышенную надежность, повышенную функции и гибкость, взаимодействие и отсутствие линейного барьера. [ 22 ] Спецификация Zigbee RF4CE использует подмножество функциональности Zigbee, позволяющую работать на небольших конфигурациях памяти в более низких затратах, таких как дистанционное управление потребительской электроникой.
Радио -оборудование
[ редактировать ]Радио -дизайн, используемый Zigbee, имеет несколько аналоговых этапов и использует цифровые цепи , где это возможно. Доступны продукты, которые интегрируют радио и микроконтроллер в один модуль. [ 23 ]
Процесс квалификации Zigbee включает в себя полную проверку требований физического уровня. Все радиостанции, полученные из одного и того же проверенного полупроводникового набора масок, будут иметь одинаковые характеристики РЧ. Зигби радиостанции имеют очень жесткие ограничения на мощность и пропускную способность. Несертифицированный физический слой, который неисправности могут увеличить энергопотребление других устройств в сети Zigbee. Таким образом, радиоприемники испытывают с руководством, указанным в пункте 6 стандарта 802.15.4-2006. [ 24 ]
Этот стандарт определяет работу в нелицензированных от 2,4 до 2,4835 ГГц [ 25 ] (по всему миру), с 902 до 928 МГц (Америка и Австралия) и с 868 до 868,6 МГц (Европа) ISM Bands . Шестнадцать каналов выделяются в полосе 2,4 ГГц, расположенные на расстоянии 5 МГц друг от друга, хотя используя только 2 МГц пропускания каждую. Radios использует кодирование спектра прямого последовательности , которое управляется цифровым потоком в модулятор. Бинарно-фазовый сдвиг (BPSK) используется в полосах 868 и 915 МГц, а смещение квадратурного сдвига фазового сдвига (OQPSK), которое передает два бита на символ в полосе 2,4 ГГц.
Необработанная, в эфире скорость передачи данных составляет 250 кбит/с на канал в полосе 2,4 ГГц, 40 кбит/с на канал в полосе 915 МГц и 20 кбит/с в полосе 868 МГц. Фактическая пропускная способность данных будет меньше, чем максимальная указанная битовая скорость из -за накладных расходов пакета и задержек обработки. Для внутренних применений при расстоянии передачи 2,4 ГГц составляет 10–20 м, в зависимости от строительных материалов количество проникновенных стен, а также выходная мощность, разрешенная в этом географическом месте. [ 26 ] Выходная мощность радиостанций, как правило, составляет 0–20 дБм (1–100 мВт).
Типы устройств и режимы работы
[ редактировать ]Есть три класса устройств Zigbee:
- Координатор Zigbee (ZC) : наиболее способное устройство, координатор формирует корень сетевого дерева и может переключаться к другим сетям. В каждой сети есть Zigbee Comporinator, так как это устройство изначально запустило сеть (спецификация Lightlink Zigbee также позволяет работать без координатора Zigbee, что делает его более полезным для готовых домашних продуктов). В нем хранится информация о сети, в том числе выступая в качестве трастового центра и репозитория для ключей безопасности. [ 27 ] [ 28 ]
- Zigbee Router (ZR) : а также запуск функции приложения, маршрутизаторы могут выступать в качестве промежуточных маршрутизаторов, передавая данные на другие устройства. Эти типы продуктов Zigbee, как правило, используются на сети, поэтому они всегда доступны в сети. Устройства маршрутизатора Zigbee иногда называют Zigbee Repeaters или Extenders Zigbee.
- Zigbee End Device (ZED) : содержит достаточно функциональности, чтобы поговорить с родительским узлом (либо координатор, либо маршрутизатор); Он не может передавать данные с других устройств. Это отношение позволяет узел спать значительное количество времени, тем самым давая длительное время автономной работы. Эти типы продуктов Zigbee Device часто имеют батарею. Зед требует наименьшего количества памяти и, следовательно, может быть дешевле в производстве, чем ZR или ZC.
Текущие протоколы Zigbee поддерживают сети с поддержкой маяков и не с поддержкой Beacon.
В сетях, не связанных с банками, CSMA/CA CSMA/CA используется механизм доступа к каналу . В этом типе сети Zigbee маршрутизаторы обычно имеют свои приемники постоянно активно активно, что требует дополнительной мощности. [ 29 ] Тем не менее, это учитывает гетерогенные сети, в которых некоторые устройства непрерывно получают, в то время как другие передают при необходимости. Типичным примером гетерогенной сети является беспроводной выключатель света : узел Zigbee на лампе может постоянно получать, поскольку он надежно питается при подаче сети к лампе, в то время как выключатель света с батарейным питанием останется до тех пор, пока не будет выпущен переключатель Полем В этом случае переключатель просыпается, отправляет команду в лампу, получает подтверждение и возвращается ко сну. В такой сети узел лампы будет, по крайней мере, Zigbee Router, если не координатор Zigbee; Узел коммутатора, как правило, является конечным устройством Zigbee.
В сетях с поддержкой маяков маршрутизаторы Zigbee передают периодические маяки, чтобы подтвердить свое присутствие в других сетевых узлах. Узлы могут спать между маяками, тем самым продлевая срок службы батареи. Интервалы маяка зависят от скорости передачи данных; Они могут варьироваться от 15,36 миллисекунды до 251,65824 секунды при 250 кбит/с, от 24 миллисекундов до 393,216 секунды при 40 кбит/с и от 48 миллисекунд до 786,432 секунды при 20 кбит/с. Длинные интервалы маяка требуют точного времени, которое может быть дорогого для реализации в недорогих продуктах.
В общем, протоколы Zigbee сводят к минимуму время, в котором находится радио, чтобы уменьшить использование мощности. В сетях маяки узлы должны быть активными, пока передается маяк. В сетях, не связанных с биаконами, энергопотребление явно асимметрично: некоторые устройства всегда активны, в то время как другие проводят большую часть своего времени во сне.
За исключением Smart Energy Profile 2.0, устройства Zigbee обязаны соответствовать стандарту IEEE 802.15.4-2003 Низкоскоростной беспроводной личной сети (LR-WPAN). Стандарт определяет более низкие слои протокола - физический слой (PHY) и управления доступом к носителям часть слоя канала данных . Основной режим доступа к каналу представляет собой многочисленное доступ к перевозчике с предотвращением столкновений (CSMA/CA). То есть узлы общаются в некотором смысле, аналогично тому, как люди общаются: узел кратко проверяет, что другие узлы не разговаривают до начала. CSMA/CA не используется в трех заметных исключениях:
- Сообщение подтверждения.
- Маяки отправляются по графику с фиксированным сроком.
- Устройства в сетях с поддержкой маяков, которые имеют низкую задержку с требованиями в реальном времени, также могут использовать гарантированные временные интервалы.
Сетевой уровень
[ редактировать ]Основными функциями сетевого уровня является обеспечение правильного использования подблея MAC и предоставления подходящего интерфейса для использования следующим верхним уровнем, а именно уровня приложения. Сетевой уровень имеет дело с сетевыми функциями, такими как подключение, отключение и настройка сетей. Он может установить сеть, распределять адреса, а также добавлять и удалять устройства. Этот слой использует топологию звезды, сетки и деревьев.
Данная сущность транспортного уровня создает и управляет блоками данных протокола в направлении прикладного уровня и выполняет маршрутизацию в соответствии с текущей топологией. Контрольная сущность обрабатывает конфигурацию новых устройств и устанавливает новые сети. Он может определить, принадлежит ли соседнее устройство к сети, и обнаруживает новых соседей и маршрутизаторов.
Протокол маршрутизации, используемый сетевым уровнем, является AODV . [ 30 ] Чтобы найти назначение устройства, AODV используется для передачи запроса маршрута для всех своих соседей. Затем соседи транслировали запрос своим соседям и далее, пока пункт назначения не будет достигнут. После того, как пункт назначения достигнут, ответ на маршрут отправляется через одноадресную коробку передач после самой низкой стоимости пути обратно к источнику. Как только источник получает ответ, он обновляет свою таблицу маршрутизации с адресом назначения следующего прыжка в пути и связанной с этим стоимости пути.
Приложение слой
[ редактировать ]Уровень приложения является уровнем высочайшего уровня, определяемый спецификацией, и является эффективным интерфейсом системы Zigbee для своих конечных пользователей. Он включает в себя большинство компонентов, добавленных спецификацией Zigbee: как ZDO (объект устройства Zigbee), так и его процедуры управления вместе с объектами приложения, определенными производителем, считаются частью этого уровня. Этот слой связывает таблицы, отправляет сообщения между связанными устройствами, управляет адресами групп, собирает пакеты, а также транспортирует данные. Он отвечает за предоставление услуг для профилей устройств Zigbee.
Основные компоненты
[ редактировать ]ZDO ( объект устройства Zigbee), протокол в стеке протокола Zigbee отвечает за общее управление устройствами, ключи безопасности и политики. Он отвечает за определение роли устройства как координатора или конечного устройства, как упомянуто выше, но также за обнаружение новых устройств в сети и идентификацию их предлагаемых услуг. Затем он может продолжать установить безопасные ссылки с внешними устройствами и ответить на соответствующие запросы на обязательство.
Sublayer поддержки приложений (APS) является другим основным стандартным компонентом стека, и поэтому он предлагает четко определенные службы интерфейса и управления. моста между сетевым уровнем и другими элементами уровня приложения: он поддерживает актуальные таблицы связы Он работает в качестве Эти различные устройства предлагают. Как союз между обоими указанными уровнями, он также направляет сообщения по слоям стека протоколов .
Модели связи
[ редактировать ]
Приложение может состоять из передачи объектов, которые сотрудничают для выполнения желаемых задач. Задачи, как правило, будут в основном локальными для каждого устройства, например, контроль каждого бытового прибора. В центре внимания Zigbee - распространять работу среди многих различных устройств, которые находятся в отдельных узлах Zigbee, которые, в свою очередь, образуют сеть.
Объекты, которые образуют сеть, общаются с использованием объектов, предоставленных APS, контролируемыми ZDO Interfaces. В пределах одного устройства могут существовать до 240 объектов приложения, пронумерованные в диапазоне 1–240. 0 зарезервировано для интерфейса данных ZDO и 255 для трансляции; Диапазон 241-254 в настоящее время не используется, но может быть в будущем.
Для использования объектов приложения доступны две службы (в Zigbee 1.0):
- Служба пары ключей ( KVP ) предназначена для целей конфигурации. Он позволяет описание, запрос и модификацию атрибута объекта через простой интерфейс на основе примитивов GET, SET и EVENT, некоторые из которых позволяют запрос на ответ. Конфигурация использует XML .
- Служба сообщений предназначена для того, чтобы предложить общий подход к информационной обработке, избегая необходимости адаптировать протоколы приложений и потенциальные накладные расходы, понесенные KVP. Это позволяет передавать произвольные полезные нагрузки по кадрам APS.
Адресация также является частью уровня приложения. Сетевой узел состоит из трансивера IEEE 802.15.4-конформы и одного или нескольких описаний устройств (коллекции атрибутов, которые могут быть опрошены или установлены, или можно контролировать с помощью событий). Приемопередатчик является основой для решения, а устройства в узле определяются идентификатором конечной точки в диапазоне от 1 до 240.
Объединение связи и устройства
[ редактировать ]Для приложений для общения устройства, которые их поддерживают, должны использовать общий протокол приложения (типы сообщений, форматов и т. Д.); Эти наборы конвенций сгруппированы в профилях . Кроме того, привязка определяется путем сопоставления идентификаторов ввода и выходных кластеров [ объяснить ] уникальный в контексте данного профиля и связан с входящим или исходящим потоком данных в устройстве. Таблицы привязки содержат пары источника и назначения.
В зависимости от доступной информации, обнаружение устройства может следовать различным методам. Когда сетевой адрес известен, адрес IEEE может быть запрошен с использованием одноадресной связи. Когда это не так, петиции транслируются . Конечные устройства будут просто отвечать за запрошенный адрес, в то время как координатор сети или маршрутизатор также отправят адреса всех связанных с ним устройств.
Этот расширенный протокол открытия [ объяснить ] позволяет внешним устройствам узнать о устройствах в сети и предлагаемых ими услугах, о которых конечные точки могут сообщать при запросе устройством обнаружения (которое ранее получило свои адреса). Подходящие услуги также могут быть использованы.
Использование идентификаторов кластера обеспечивает привязку дополнительных объектов, используя таблицы связывания, которые поддерживаются координаторами Zigbee, поскольку таблица всегда должна быть доступна в сети, и координаторы, скорее всего, будут иметь постоянный источник питания. Резервные копии, управляемые уровнями более высокого уровня, могут потребоваться некоторыми приложениями. Привязка требует установленной связи; После того, как он существует, в соответствии с приложением и политикой безопасности определяется, следует ли добавить новый узел в сеть.
Общение может произойти сразу после ассоциации. Прямая адресация использует как радиоактив, так и идентификатор конечной точки, тогда как косвенная адресация использует каждое соответствующее поле (адрес, конечная точка, кластер и атрибут) и требует, чтобы их отправляли в координатор сети, который поддерживает ассоциации и переводит запросы на связь. Косвенная адресация особенно полезна, чтобы сделать некоторые устройства очень простыми и минимизировать их потребность в хранении. Помимо этих двух методов, доступна для всех конечных точек в устройстве, и адресация группы используется для связи с группами конечных точек, принадлежащих к указанному набору устройств.
Службы безопасности
[ редактировать ]В качестве одной из его определяющих функций Zigbee предоставляет средства для выполнения безопасных коммуникаций , защиты создания и транспортировки криптографических ключей и данных шифрования. Он основан на базовой структуре безопасности, определенной в IEEE 802.15.4.
Основная модель безопасности
[ редактировать ]Основным механизмом обеспечения конфиденциальности является адекватная защита всего материала Keying. Ключи являются краеугольным камнем архитектуры безопасности; Таким образом, их защита имеет первостепенное значение, и ключи никогда не должны транспортироваться через небезопасенный канал . Мгновенное исключение из этого правила возникает на начальной фазе добавления к сети ранее неподтвержденного устройства. Доверие должно быть принято при первоначальной установке ключей, а также при обработке информации о безопасности. Модель сетевой сети Zigbee должна заниматься особыми соображениями безопасности, поскольку специальные сети могут быть физически доступны для внешних устройств. Также состояние рабочей среды не может быть предсказано.
В стеке протоколов различные сетевые слои не разделены криптографически, поэтому необходимы политики доступа, и принял обычный дизайн. Модель Open Trust в устройстве допускает разделение ключей, что в частности, снижает потенциальную стоимость. Тем не менее, слой, который создает кадр, отвечает за ее безопасность. Поскольку вредоносные устройства могут существовать, каждая полезная нагрузка сетевого уровня должна быть шифрована, поэтому несанкционированный трафик может быть немедленно отключить. Исключением, опять же, является передача сетевого ключа, которая дает унифицированный уровень безопасности в сетку, новое соединительное устройство.
Архитектура безопасности
[ редактировать ]Архитектура безопасности Zigbee Security основана на CCM*, которая добавляет функции только для шифрования и целостности в режим CCM . [ 31 ] Zigbee использует 128-битные ключи для реализации своих механизмов безопасности. Ключ может быть связан либо с сетью, которую можно использовать с помощью слоев Zigbee и Sublayer Mac, либо со ссылкой, приобретенной посредством предварительной установки, соглашения или транспорта. Создание Keys Link основано на главной клавише, которая управляет корреспонденцией ключа Link. В конечном счете, по крайней мере, начальный мастер-ключ должен быть получен через безопасную среду (транспорт или предварительная установка), поскольку от нее зависит безопасность всей сети. Ссылка и основные ключи видны только на уровне приложения. Различные сервисы используют разные односторонние вариации ключа Link, чтобы избежать утечек и рисков безопасности.
Распределение ключей является одной из наиболее важных функций безопасности сети. Безопасная сеть назначит одно специальное устройство, трастовый центр , которому доверяют другие устройства для распределения ключей безопасности. В идеале, устройства будут иметь адрес трастового центра и первоначальный мастер -ключ предварительно загружены; Если разрешена мгновенная уязвимость, она будет отправлена, как описано выше. Типичные приложения без особых потребностей безопасности будут использовать сетевой ключ, предоставляемый Центром доверия (через первоначально небезопасенный канал) для связи.
Таким образом, Центр доверия поддерживает как сетевой ключ и обеспечивает безопасность точки-точки. Устройства будут принимать сообщения только из ключа, предоставленного Центром доверия, за исключением первоначального мастер -ключа. Архитектура безопасности распределяется между сетевыми уровнями следующим образом:
- Sublayer Mac способен к надежной связи с одним ходом. Как правило, уровень безопасности, которую он использует, определяется верхним слоями.
- Сетевой уровень управляет маршрутизацией, обработкой полученных сообщений и способен к трансляции запросов. Если доступно, исходящие рамки используют соответствующий ключ Link в соответствии с маршрутизацией. В противном случае используется сетевой ключ.
- Приложенный уровень предлагает ключевые услуги по созданию и транспорту как для ZDO, так и для приложений.
Согласно немецкому компьютеру E-Magazine Heise Online , Zigbee Home Automation 1.2 использует запасные ключи для переговоров по шифрованию, которые известны и не могут быть изменены. Это делает шифрование очень уязвимым. [ 32 ] [ 33 ] Стандарт Zigbee 3.0 имеет улучшенные функции безопасности и снижает вышеупомянутую слабость, предоставляя производителям устройств возможность использования пользовательского ключа установки, который затем отправляется вместе с устройством, тем самым предотвращая сетевой трафик, когда -либо используя ключ запасного. Это гарантирует, что весь сетевой трафик надежно зашифровано даже при составе устройства. Кроме того, все устройства Zigbee должны рандомизировать свой сетевой ключ, независимо от того, какой метод спаривания они использовали, тем самым повышая безопасность для старых устройств. Координатор Zigbee в сети Zigbee может быть настроен на отказ в доступе к устройствам, которые не используют эту рандомизацию этого ключа, что еще больше повышает безопасность. Кроме того, протокол Zigbee 3.0 оснащена контрмерами с удалением уже парных устройств из сети с намерением прослушивания обмена ключами при повторном панели.
Симуляция
[ редактировать ]Сетевые симуляторы, такие как NS-2 , OMNet ++ , OPNET и NETSIM , могут использоваться для моделирования IEEE 802.15.4 Zigbee Networks. Эти симуляторы поставляются с с открытым исходным кодом C или C ++ библиотеками для модификации пользователей. Таким образом, пользователи могут определить обоснованность новых алгоритмов перед аппаратной реализацией.
Смотрите также
[ редактировать ]- Сравнение 802.15.4 радио модулей
- Сравнение стандартов беспроводных данных
- Материя (стандарт) -Стандарт подключения к смарт-дому.
- Беспроводная специальная сеть
- Z-волна
Ссылки
[ редактировать ]- ^ "Zigbee Specification FAQ" . Zigbee.org . Zigbee Alliance. Архивировано с оригинала 27 июня 2013 года . Получено 14 июня 2013 года .
- ^ Гисласон, Дрю (2 июля 2010 г.). «Зигби беспроводная сеть» . EE времена .
- ^ Zigbee Document 053474R06, версия 1.0: спецификация Zigbee . Zigbee Alliance. 2004.
- ^ IEEE 802.15 WPAN Task Group 4 (27 ноября 2019 г.). "IEEE 802.15" . IEEE802.org . Институт инженеров электротехники и электроники . Получено 18 октября 2012 года .
{{cite web}}
: CS1 Maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Руководство пользователя библиотеки Zigbee Cluster (PDF) , NXP , получено 3 января 2020 года .
- ^ Корфилд, Гарет (4 января 2017 г.). «Дотдот. Кто там? Еще один слой приложения IoT» . Реестр . Получено 18 января 2017 года .
- ^ «Zigbee Dotdot Rash для объединения стеков подключения» . Electroncdesign.com . 18 января 2017 года . Получено 18 января 2017 года .
- ^ «Кто сделал дело? Все, что вам нужно знать о CSA» . Smarthomescene . 7 марта 2022 года . Получено 8 марта 2024 года . [ Самостоятельно опубликованный источник? ]
- ^ Джек Шендл (27 ноября 2007 г.), что означает Zigbee Pro для вашего приложения? , EE Times Design , Получено 25 апреля 2024 г.
- ^ «Zigbee vs Zigbee Pro - Difference между Zigbee и Zigbee Pro» . Rfwireless-world.com . 2012
- ^ "Zigbee Pro" . Zigbee.org . Zigbee Alliance. Архивировано с оригинала 2 ноября 2019 года . Получено 2 октября 2018 года .
- ^ «Новые микроконтроллеры Atmel нацелены на Zigbee с низкой мощью» . Архивировано из оригинала 13 декабря 2006 года.
- ^ «Важность энергопотребления в режиме сна в приложениях Zigbee/802.15.4» . 11 сентября 2006 г. Получено 25 апреля 2024 года .
- ^ «Разработка приложений для вашего умного дома с Qivicon» (PDF) . osgi.org . 27 марта 2014 года. Архивировано из оригинала (PDF) 27 марта 2014 года.
- ^ Bellido-Outeirino, Francisco J. (февраль 2012 г.). «Автоматизация освещения в строительстве посредством интеграции DALI с беспроводными сенсорными сетями». IEEE транзакции по потребительской электронике . 58 (1): 47–52. doi : 10.1109/tce.2012.6170054 . S2CID 695261 .
- ^ "Что такого хорошего в сети Zigbee?" (PDF) . Daintree.net . Daintree Networks . Получено 19 января 2007 года .
- ^ Контни, Джек (21 января 2011 г.). «Шуре дебютирует, изменяя игру, беспроводное решение Axient» . TVTechnology.com . Архивировано с оригинала 3 ноября 2017 года . Получено 17 мая 2017 года .
- ^ Manoj, KS (2019). Промышленная автоматизация с SCADA: концепции, коммуникации и безопасность . Ченнаи: Пресса для понятия. ISBN 978-1-68466-829-8 .
- ^ "Зигби умный обзор энергии" . Zigbee.org . Zigbee Alliance. Архивировано с оригинала 20 сентября 2012 года . Получено 18 октября 2012 года .
- ^ "Zigbee IP и 920ip" . Zigbee.org . Zigbee Alliance . Получено 4 июня 2016 года .
- ^ «Zigbee IP: Smart Grid, встретитесь с Интернетом вещей» . Greentechadvocates.com . Greentech Advocates . Получено 4 июня 2016 года .
- ^ «Представление Zigbee RF4CE» (PDF) . Daintree.net . Daintree Networks . Получено 4 мая 2009 г.
- ^ «Zigbit Modules MCU Wireless- Microchip Corporation» . Microchip.com . Microchip Technologies . Получено 14 января 2018 года .
- ^ «Что такое Zigbee - Meshreen» (на китайском языке (Тайвань)). 13 мая 2022 года . Получено 8 марта 2024 года .
- ^ Ван, Чонганг; Цзян, Тао; Чжан, Цянь, ред. (12 марта 2014 г.). Протоколы и приложения Zigbee . CRC Press. ISBN 9781439816011 .
- ^ Иган, Дэвид. «Распространение Zigbee для интеллектуальных сетей» . Электрический свет и мощность .
- ^ Биельса, Альберто; Гаскон, Дэвид (15 апреля 2010 г.). «Тройная безопасность в Zigbee: шифрование уровня сети и приложений» . Sensor-networks.org . Исследовательская группа беспроводных сенсорных сетей. Архивировано с оригинала 26 марта 2015 года . Получено 18 октября 2012 года .
- ^ Гаскон, Дэвид (5 февраля 2009 г.). «Безопасность в 802.15.4 и Zigbee Networks» . Sensor-networks.org . Исследовательская группа беспроводных сенсорных сетей. Архивировано из оригинала 11 мая 2012 года . Получено 18 октября 2012 года .
- ^ Ergen, Collery Cinema (2004). «Суммал» (PDF) . UC Berkeley Т. 10. - №. 17. С. 11 ретрит Июль 20, 2021 .
- ^ Ройер, Элизабет М.; Chai-Keong Toh (1999). «Обзор текущих протоколов маршрутизации для специальных мобильных беспроводных сетей». IEEE личные коммуникации . 6 (2). Институт инженеров электротехники и электроники : 46–55. Citeseerx 10.1.1.11.8637 . doi : 10.1109/98.760423 .
- ^ «Стандарт IEEE для местных и столичных сетей района-Часто 15.4: Низкоскоростные беспроводные личные сети (LR-WPAN)» (PDF) . IEEE Стандарты . 5 сентября 2011 г. с. 229. Архивировано из оригинала (PDF) 30 января 2013 года . Получено 18 декабря 2015 года .
- ^ Соколов, Даниэль А.Дж. (21 ноября 2015 г.). «DeepSec: Zigbee делает умный дом в открытом доме» . Heise Online (на немецком языке). Хайнц Хейз . Получено 27 ноября 2019 года .
- ^ Zillner, Tobias (6 августа 2015 г.), Zigbee эксплуатируется (PDF)