基于标准的物联网无线访问控制设计

基于标准的物联网无线访问控制设计物联网是一个令人兴奋的机会。设备能够联系到更广泛的网络,这样可以经常访问的数据和容易嵌入式系统设计师提供了更多的选项。为连接这些设备的关键技术之一——无论是传感器、控制器或终端——当然是无线。而无线个域网等组织有这个应用程序的核心活动从一开始,蓝牙特别兴趣小组已经开始添加功能来支持物联网与现有的设计可穿戴计算,智能手机终端和外围设备。最新修订的蓝牙智能协议添加这些功能通过软件对现有硬件、工业领域带来重大的经济规模。图1:实现一系列的节点选择在互联网上的东西。这是一个关键的例子nRF51822从北欧半导体。这是一个多协议为超低功耗单片机(ULP)的应用程序。它结合了北欧的收发器,一只手臂Cortex-M032位核心,16k字节的RAM协议栈和其他应用程序,和256kB的闪存存储与用户可用40kB到180kB。它还包括一个AES引擎来处理数据的加密。这个数据在互联网上运行,加密的无线节点更重要。工业物联网应用,外围结构变得更加重要。而更标准的蓝牙应用程序一套合理定义良好的、稳定的外围设备,无线传感器节点和不同控制器通常是一个需要不同的外围设备。可编程外围互连(PPI)系统在nRF5182216通道总线支持与系统直接和自动连接外围设备无需CPU。这降低了通信的延迟,使其更可预测,帮助开发人员编写更具响应性的软件。这也有助于减少电力消耗,如CPU不需要启动。而芯片有两个全球权力模式,每一个外围设备都可以单独关闭,再次降低整体功耗。nRF51家庭设备,输出功率是现在可伸缩+4dBm在4dB--20dBm步骤与灵敏度高达-93dBm蓝牙智能应用程序。图2:nRF51822单片机的蓝牙智能北欧半导体。nRF51822的关键优势之一是,它能够为开发人员提供一个干净的分离应用程序代码开发和嵌入式协议栈。这意味着编译、链接、运行时依赖关系和嵌入的堆栈的调试和相关的挑战是可以避免的。这是通过蓝牙智能堆栈作为预编译二进制文件提供,让应用程序代码被编译单独和独立而与栈交流通过异步事件驱动接口。虽然这可能会给设计师调整堆栈的机会越少对于一个特定的应用程序,它提供了大量的时间储蓄在应用程序的开发和测试。这也将需要一个更复杂的实时操作系统框架,它可以增加代码的复杂性。这种分离使得北欧添加IPv6特性上现有的蓝牙智能4.0硬件软件开发工具包。它提供了驱动程序、库的例子,和api与IPv6nRF51系列设备蓝牙智能适配层(6lowpan)和一个完整的互联网协议套件。它还提供了本地IPv6支持蓝牙智能应用程序,让他们直接对话的云服务和其他“东西”在基于ip的网络连接。开发工具包可以支持大规模、分布式的云,异构网络部署相关的智能家居,工业、自动化和企业应用程序中,物流、访问控制和云服务技术可以完全不可知。这使得“无头”蓝牙智能系统没有用户界面方便地互相沟通,和与其他启用ipv6有线或无线技术,如wi-fi、以太网、无线个域网IP,和线程,以形成一个异构网络。而不是使用一个网关,nRF51物联网SDKIP寻址一直延伸到“事”,从而使“无头路由器”。第一个版本的协议栈包括:互联网协议支持概要(IPSP),6lowpan适应层,IPv6网络路由层,用户数据报协议(UDP)和传输控制协议(TCP)传输层,限制应用协议(CoAP)和消息队列遥测传输(MQTT)应用程序层,加上一系列的应用实例。这些都是小内存占用优化nRF51822,和SDK包括示例配置设备蓝牙智能6lowpan节点,与IP层传输层如UDP和TCP、以及在应用程序级别CoAP和MQTT。芯片系统(SoC)不是必须,中央处理器运行简单的无线个域网或6lopan栈一个独立收发器等爱特梅尔公司的AT86RF231可以使用,允许设计师来实现专有算法和开发自己的协议实现。这是一个低功率2.4GHz无线收发机设计用于工业和消费者内部无线个域网/IEEE802.15.4,提供服务6lowpanRF4CE2.4GHz频率和高数据率ISM波段的应用程序。无线电收发器是一个真正的SPI-to-antenna所有RF-critical组件解决方案,除了天线,水晶以及电容器脱钩,集成芯片上的模拟广播、数字调制和解调,包括时间和频率同步和数据缓冲。图3:AT86RF231的2.4GHz的乐队是一个独立的收发器可以很容易地一个中央控制器在一个物联网节点的连接。模块无线物联网不仅仅是32位处理器;等因素易于集成到设计可以是一个问题。在这种情况下,一个模块集成无线收发器,一个控制器和一个天线可以节省相当多的时间在开发和成本。的主要组件deRFmega128-22M00无线电模块德累斯顿Elektronik是8位ATmega128RFA1单片机。这是加上2.4GHz收发器在一个紧凑的模块为无线应用程序像无线个域网或6lowpan,和内部符合IEEE802.15.4标准提供服务。收音机模块作为无线传感器网络的节能终端设备而设计的。用户可以访问重要的信号通过共有51或55焊LGA垫在0.80mm间距定位模块的底部。22m00类型有一个集成天线射频设计,不再需要额外的时间和BOM成本最小化集成定制设计。22m10类型模块射频垫,使外部天线的设计或同轴插座更长时间范围或更高性能的应用程序。集成收发器的接收机灵敏度为-100dBm以及128位AES数据加密装置来帮助确保链接。8MHz单片机时钟意味着无线电模块有一个非常低的电流消耗大约18马英九在传输和接收模式。当前消费小于1µA睡眠模式。等认证标准蓝牙智能,模块可以提供一个简单,dropin选项,已经认证工作。的BLE113从硅实验室是一个蓝牙智能模块针对小,低功率传感器在物联网。它集成了蓝牙智能应用程序所需的所有功能,包括收发器,软件堆栈和GATT-based配置文件,可以同时支持主人和奴隶与8连接模式。这有一个额外的优势,因为它也可以承载终端用户应用程序,这意味着对于简单的应用程序不需要外部微控制器。这是对设计尤其重要,针数(即,足迹)是有限的。这也需要一个8位方法与8051-类可编程控制器核心加上灵活的硬件接口连接到不同的外围设备和传感器。图4:BLE113蓝牙模块从硅实验室使用一个8位控制器。在最低睡眠模式就消耗500nA和将在几百微秒醒来,传输电流的18马马和接收当前14。这意味着它可以直接从一个标准的3V供电的硬币电池或对AAA电池小的形状设计。9.15x15.75x15.75mm模块芯片包括一个单极子天线的阻抗匹配优化的主板PCB厚度1毫米-2毫米,随着辐射模式