干货!智能照明无线传输2种协议深度对比分析
,Jennet-IP广泛应用于智能家居、A/V射频遥控、智能照明、家庭智能医疗、安全消防、门禁控制、智能能源等领域。6LoWPAN,即IPv6 over IEEE 802.15.4,原名为IPv6 over Lowpower Wireless Personal,即低速无线个域网标准。IPv6作为网络层互联方案,6LoWPAN技术引起了广泛的关注,众多无线组网解决方案都集成了6LoWPAN。
由于Jennet-IP是以IP为基础的解決方案,具备出色的扩展能力,可支援最多达500台设备的大型网络,具有极大的发展潜力;在有无网关支持的情況下均可运作;Jennet-IP整合众多特性于一身,支持IPv4、Ipv6、Zigbee多种协议,兼容6LoWPAN,具有功耗低、射频范围幅度大、存储空间占用小、成本低等特点。
Jennet-IP以恩智浦(NXP)的Jennet网络通讯协议栈为基础,安全性能较高,能够提供128位AES加密算法和设备加入功能,于2011年以开源授权方式发布。Jennet-IP的主要特性在于,其是以IP协议为基础的网络协议,符合IEEE,IEFT发布的标准,符合低功耗、低成本的大规模节点网络需求,能够与无线设备和公用网络IP形成无缝链接,是目前2.4GHz较成熟解决方案的代表,能够与Wi-Fi、蓝牙共存,具备常用的API接口。
Jennet-IP的主要特性包括:
(1)支持网关或无网关运行,可连接到互联网或进行单机操作;
(2)超低待机功耗,支持路由层优化技术,低功耗无线链路;
(3)高安全性128位AES加密,安全验证和设备加入,可靠性;
(4)内核小巧,低内存占用,不到128个字节,低成本,开源授权;
(5)普及性:Jennet-IP在LR-WPAN网络中使用IPv6,基于IP网络的广泛应用,作为下一代互联网核心技术的IPv6,更容易得到不同领域的融合;
(6)适用性强:IP网络协议架目前受到广泛认可,新一代互联网络也是以IP网络协议为基础的,因此,融合IPv6协议的LR-WPAN网络具有更强的适应性,开发和应用更为简单;
(7)更多地址空间:运用IPv6的LR-WPAN网络可以提供庞大的地址空间。这正是大规模、高密度低功耗无线网络设备的需要;
(8)实现地址自动匹配:节点处于激活状态时,属于IPv6网络的节点能够自行读取自身MAC地址,并根据既定的规则转换成节点的IPv6地址,这个特性对于无线传感器网络非常重要,因为在一般情况下,对于大规模的无线传感网络节点不坑内分别进行界面配置,所以节点能够自行进行网络配置将从根本上提高实际应用的价值;
(9)易接入:运用IPv6的LR-WPAN网络,接入其他IP网络的难度将大大降低,随着下一代互联网的发展,使不同的网络都可充分利用IP网络内的所有资源;
(10)易开发性:随着新一代IP网络发展,基于IPv6的应用技术逐渐成熟,运用IPv6的LR-WPAN网络,可以更为容易对成熟技术进行整合,大大简化了协议发展过程。
3、协议特性比较
针对物联网设计的无线传输协议应主要关注互操作性、网络传输性能、有效载荷数据与帧长度比、安全性、可用性和成本等几个方面,下面从这几个层面针对Zigbee(主要指目前使用广泛的Zigbee协议,不包括2013年初发布的Zigbee-IP协议)与Jennet-IP的主要区别进行分析:
(1)互操作性
互操作性是选择一个无线传输协议时的主导因素。从技术角度分析,具有可互操作的装置之间应用程序不需要受到物理链路层数据包发送约束条件的限制。Zigbee协议在两个802.15.4节点之间定义底层链接,之后再定义上层应用,也就是说,Zigbee设备可以与跟它运用相同配置环境(参照蓝牙通信)的Zigbee设备进行互操作。而Jennet-IP协议基于6LoWPAN,支持通过一个简单的桥接设备实现与其他无线802.15.4设备以及其他任何IP网络链接设备进行互操作,但建立Zigbee与非Zigbee网络之间则需要一个更加复杂的过程。
综上所述,基于IP协议的Jennet-IP允许建立与其他IP网络链接的端到端传输,而Zigbee协议需要特殊定制的网关协议才能实现与非Zigbee协议之间的网络传输。
(2)网络传输性能
IEEE 802.15.4网络中的IPv6协议运行,主要需要解决两个问题:
一方面,802.15.4协议物理层帧长度能够支持最多127个字节,然而IPv6协议的报头长度就需要40个字节,另外再算上MAC层、安全、传输层等报头,剩下的留给应用层使用的报文长度将非常有限;
另一方面,在IPv6协议中,规定最小的MTU值是1280个字节,也就是说IP层只能将数据包分到最小1280个字节中。如果链路层所能支持的MTU小于1280个字节,那么,链路层就要自行完成报文分片以及重组。针对这一问题,6LowPan工作组增加了一个适配层的设计,完成将IPv6数据包适配到规
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