智能家居技术的基本问题.ppt

智能家居技术的基本问题 与ZigBee互操作性分析,王斌 博士 ,2012年9月21日 上 海,报告大纲,智能家居的本质 把电子、信息技术应用于居住区，服务于人们生活。 家庭自动化是智能家居的核心内容之一。,智能家居的本质与特征,目标是使人们生活的更好 安全、方便、舒适、健康,智能家居的特征 以家庭网络为基础。 以设备互操作为条件 以提升居家质量为目的,智能家居的本质与特征,大家好才是真的好 互联、互通、互操作,采用何种通讯介质 传递那些种数据 如何建立网络 如何让家庭网络知道新设备加入或退出网络 如何让家庭网络知道是什么设备，提供何种服务 如何让家庭网络知道如何操作 如何保证网络安全,智能家居技术的基本问题,任何一个问题没有考虑好，设计的系统都有技术缺陷的！,物联网技术 强调积极、主动的对物体识别或信息获取 RFID、二维码等标识识别技术 传感器网络 音视频智能处理技术 GPS、无线定位等,智能家居与物联网技术,概念大、前景广、争议多,智能家居与物联网的相互作用 相对于物联网的概念智能家居更为具体 智能家居属于物联网的一个应用范围 从某从程度上来讲，具体的智能家居技术比新兴物联网更为成熟、实用。 物联网为智能家居的体系提供了新的参考模型 物联网技术迅猛发展促使智能家居发展的更好,智能家居与物联网技术,物联网必将推动智能家居技术革新,ZigBee概念 Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。 其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。 主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。 简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。,ZigBee技术互操作性分析,ZigBee技术互操作性分析,ZigBee应用条件,低功耗 低成本 较低的报文吞吐率 需要支持大型网络接点的数量级 对通信服务质量QoS要求不高（甚至无QoS） 需要可选择的安全等级（采用AES-128） 加密 发送鉴别 报文的完整性 需要多方面的较复杂的网络拓扑结构应用 要求高的网络自组织、自恢复能力,ZigBee堆栈是在IEEE 802.15.4标准基础上建立的，从下往上依次是物理层，MAC层，网络/安全层，应用支持子层，应用层。,ZigBee技术互操作性分析,ZigBee的堆栈架构,物理层,MAC层,网络层,安全层,应用层,应用支持子层,ZigBee 联盟,IEEE 802.15.4,用户,硬件实现,ZigBee平台通信栈,应用层,同样采用ZigBee 技术的产品 能连起来吗,ZigBee技术互操作性分析,物理层,ZigBee技术互操作性分析,应用层,功能： 、地址抽象机制，提供透明传输 、信息分装与重组 、通过应用框架（AF）协议支持多种多样的应用,三个组件：（一） APS子层 功能： 底层传输支持，16/64位地址转换 绑定表管理 组表管理，多播通信支持 原语： APSDE-DATA.request/indication/confirm / 数据传输、确认 APSME-BIND.request/confirm / 绑定表管理 APSME-ADD-GROUP.request/confirm / 组表管理,ZigBee技术互操作性分析,三个组件：（二） 应用框架协议（AF） What is framework? 一堆概念的集合！ Cluster ID, Profile, Endpoint, 设备描述，XX描述符 功能： 地址抽象，信息分流 通过应用profile支持多种多种的应用,ZigBee技术互操作性分析,XX描述符的概念：ZigBee设备使用各种描述符数据结构描述自身-（ZB协议页） 用途：ZDO设备发现和服务发现及输入/出匹配，间接寻址等 例：ZDconfig.c 第行,相当于计算机系统上的进程标识符PID,ZigBee技术互操作性分析,应用profile 一个标识值，代表一种应用,比如，家庭自动化应用的Profile ID=0x0104，公共Profile 一种应用会有很多不同意义的数据消息，用Cluster ID来区分 一种应用可能会升级更新，为保证兼容，Cluster ID 不能随意更改，但可以用新的Device ID，作为辅助性的区分标志，具体应用如何解释不同的Device ID不作规范 ZB设备profile（ZDP） 协议规范保留的一个标识值，代表ZB设备上的基础应用 包括：设备发现，服务发现，绑定支持等 Ex: NWK_addr_req Node_Desc_req Active_EP_req (ZDProfile.h 第115行) NWK_addr_rsp Node_Desc_rsp Active_EP_rsp,ZigBee技术互操作性分析,组件三：ZDO对象 绑定于0号端点的应用程序对象，负责网络管理和配置，定义设备角色，安全管理，提供ZDP服务（设备发现，服务发现，绑定等。） 设备角色 协调器（Coordinator） 负责启动网络 路由器（router） 转发数据和扩展网络的覆盖能力 终端设备（end device) 普通设备,ZigBee技术互操作性分析,设备制造商是否过分的关注技术而忽略了产品本身 产品的设计是否能从人本身的生理、心理