Thread — ячеистая сеть для умного дома

В цикле статей ранее мы рассмотрели технологии ячеистых сетей и их применение на практике на примере 6LoWPAN и MQTT. Последнее время всю большую известность приобретает Thread относящийся к следующему поколению ячеистых сетей. Рассмотрим данную технологию подробнее.

TG-threadstack-illo.svg

Базовые принципы ячеистых сетей остаются неизменными. Это легко объяснимо, так как Thread в значительной части основан на 6LoWPAN. О чём прямо указывается на странице описания технологии. Основные усовершенствования коснулись взаимодействия с конечным пользователей, а также упрощения процесса разработки. Доработке подверглись процедуры первоначальной конфигурации сети (задание ролей, добавление устройств в сеть), а также такие аспекты, как повышение надёжности и снижение энергопотребления. Также значительно упростился процесс разработки для производителей устройств. За счёт добавления дополнительной прослойки с улучшенной документацией (относительно Contiki-OS) и большим количеством примеров. Практически всё это является заслугой Thread Group,  которая регулирует спецификацию технологии, а также объединяет всех заинтересованных в ней. По сути озвученные выше особенности составляли основные сложности при эксплуатации известных ранее ячеистых сетей. Thread Group выявила недостатки, определила основные задачи и применения, определила программные и аппаратные требования к решения, и в дальнейшем  стандартизировала это в виде документа. В свою очередь компании-члены группы на основе спецификации представили свои реализации под различные аппаратные платформы. Особо стоит отметить открытую реализацию от Google (бывшей Nest) — OpenThread. Она интересна тем, что является кроссплатформенной и работает на решениях от 9 производителей полупроводниковых компонентов. Также можно запустить OpenThread в виртуальной машине, что очень удобно с точки зрения отладки и разработки базовых приложений.   В результате технология стала гораздо более дружелюбной и готовой к эксплуатации конечными пользователями.

Рассмотрим основные особенности технологии Thread. Тезисно:

  • технология была разработана специально для умного дома:
    • поддерживаются профили управления бытовой техникой, системами  контроля доступа и безопасности, климат-контролем, энергопотреблением, освещением,
  • надёжная самоорганизующаяся сеть,
    • нет единой точки отказа
    • До 250+ устройств в одной сети
      • динамическое задание ролей в сети:
        • если сеть разделилась и пропал координатор, то в каждом сегменте появляется свой координатор,
        • если сеть потом объединилась обратно, то координатором назначается наиболее молодой из двух,

ot-primer-partitions_2x

С точки зрения пользователя данное решение имеет ряд существенных преимуществ:

  • Простая установка при помощи смартфона, планшета или ПК
    • Код для установки и добавления устройства к существующей сети (генерируемый предварительно на заводе)
    • Человек сканирует QR код при помощи телефона с устройства, которое нужно добавить в сеть.
    • Телефон, авторизован в сети Thread и имеет право добавлять новых членов в сеть,
    • Через приложение на телефоне вносятся первоначальные настройки устройства,
    • Устройство подключено и далее работает независимо от телефона
  • Динамическое задание ролей в сети быстро и незаметно для пользователя
  • Безопасность:
    • Шифрование на сетевом и прикладном уровнях (3 и 7 модели OSI)
    • Криптография с открытыми ключами уровня банковских систем
  • Низкое энергопотребление
    • спящие узлы работают годами от одной батарейки AA,
    • Короткие сообщения экономят энергии и не занимают радио-канал
    • Оптимизированная маршрутизация снижает задержки и издержки в сети
    • Разработана для работы на доступных на рынке беспроводных СнК

Главные преимущества, которые можно подвести в итоге:

  • Низкое потребление
  • Сеть самоорганизующаяся незаметно для пользователя,
  • Удобный интерфейс безопасного добавления устройств в сеть,
  • Шифрование на 2 уровнях по умолчанию,
  • Удобные инструменты для разработки,
  • Решение готово как аппаратно, так и программно!

В следующей статье мы рассмотрим пример запуска сети на основе открытой реализации OpenThread от Google.

Thread — ячеистая сеть для умного дома: Один комментарий

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s