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为什么线程网络在智能家居和建筑设计中很重要

线程有潜力将Internet协议(IP)无缝地引入到智能家居和智能建筑环境中的低功耗,受限和网状设备中。通过IP为物联网(IoT)设备供电的能力意味着开发人员可以在受限的网状设备上运行成熟的Internet应用程序。在安全方面,它也变得极为有用。

Thread是基于IP的标准,具有为智能家居监控摄像头和门锁供电的潜力,其安全解决方案与工程师使用和信任的DTLS和UD等信用卡交易相同。线程实现-OpenThread-是一个开放源代码平台,这意味着当设计工程师使用Thread时,他们将获得开发人员社区的力量,他们可以共同努力完善App堆栈。

考虑到物联网网络的规模,大家需要大家已经信任的安全解决方案。由于Thread基于IP,因此直接连接到Internet不需要在Thread网络和Internet之间使用转换器或映射网关。这简化了Thread网络结构,并使开发人员的体验更易于管理。

无缝的Internet连接还为线程网络增加了另一个重要的安全功能:端到端加密。数据将以智能锁进行加密,然后遍历Thread网络,然后遍历Internet的主干网,直到到达云服务器,同时一直进行加密。设计工程师可以开始想象为物联网消费者提供的隐私和安全优势,因为数据在家里打包,而在云数据中心才打包。

线程将自身定位为具有网络特性,并将所有应用程序层事务抽象为IP流量。因此,线程开发人员可以构建或使用他们喜欢的任何应用程序,从而保持相当大的自由度,而不必担心网络特性。物联网网络的应用层就是人类使用的语言,而网络相当于大脑。OpenThread为不同甚至并发的应用程序(语言)设置了可靠的平台(大脑)。

认为Thread是一个非常聪明的多语言朋友。通过使用Thread,开发人员可以随时修改其应用程序,甚至可以在Thread之上运行多个应用程序,从而使其无缝适合IoT App层融合。由于这种激励机制以及与基于IP的DSL和Wi-Fi等通信标准的兼容性,智能家居和智能建筑领域也采用Thread。

OpenThread无线电实现

线程基于IEEE 802.15.4低功耗,自我修复的网状协议。从硬件的角度来看,芯片提供商可以为线程终端节点提供可靠,低成本,小批量和高能效的SoC。半导体供应商正在OpenThread中维护其SoC驱动程序,从App的角度来看,OpenThread是Thread的开源实现。Thread的成长和发展,加上社区的力量,可以减少专利使用费,许可成本和总体设计工作量。

考虑到每个人都认为灯是理所当然的,打开或关闭灯的错误是不能容忍的。线程可以通过向IEEE 802.15.4自愈式网格引入无单故障点方案来解决这一问题。线程网络始终可以到达服务器,并将可靠性提高到一个新的水平。这意味着消费者不必担心他们的灯不会使用Thread网络可靠地打开/关闭。

Thread Group还将Thread升级为Thread 1.2,集成了多个扩展和功能,同时显着改善了Thread 1.2与智能建筑的兼容性。如果更容易安装Thread网络,则可以启用多播,从而增加Thread 1.2中可能的节点数。

线程还通过集成其他技术来扩展其范围。例如,线程1.2可以启用使用蓝牙设备的调试和供应。用户可以使用手机上的蓝牙来首次调试新的Thread设备进入网络。这使Thread成为将蓝牙设备连接到Internet的粘合剂。未来的智能建筑可能会将线程作为低功耗设备的基本IP层,同时利用蓝牙的普遍性和实时定位服务等功能。

协议一起工作

智能家居和智能建筑细分市场均配备了Wi-Fi,蓝牙和Zigbee等网络协议。这些协议中的每一个都有一个优势,使其适合于特定的解决方案或设备。Wi-Fi是家庭和商业环境中的通用无线连接协议,可提供可靠且快速的RF通信。另一方面,蓝牙和Zigbee仅为资源有限,电池供电的设备(例如智能恒温器和智能灯)提供可靠的RF通信。

在智能家居协议范围的一端,存在具有无处不在,可靠性和安全性的Wi-Fi。Wi-Fi由于是基于IP的,因此会马上将其节点连接到Internet。因此,任何Wi-Fi交易都可以端到端完全加密。但是,Wi-Fi占用大量资源和能源,这限制了其在家庭中受限的网状设备上的实用性。可以将线程视为Wi-Fi的替代方案,重点放在受限网状设备的低功耗上。它将许多Wi-Fi功能(安全性,可靠性和无缝Internet)扩展到了可以在IEEE802.15.4无线电上运行的低功耗节点。

在频谱的另一端,有一系列低功耗无线网状协议,例如Bluetooth Mesh,Zigbee和Z-Wave。这些工作人员可以为您的网络节省大量的电源。但是,它们都不是基于IP的。它们的节点需要特殊的网关才能连接到Internet。网关使实施设备到云的加密变得有些麻烦。转换器剥夺了端到端加密功能,这增加了安全风险,并使生活变得有些复杂,尤其是对于已经不堪重负的IoT消费者而言。线程填补了这一空白。

Thread通过IP设计的灵活性完善了低功耗网状网络协议系列。您能想到如何使用Wi-Fi操作打印机,发送电子邮件以及实行许多其他操作吗?另一方面,线程允许运行多个应用程序,从而帮助数字助理切换灯和控制门锁。

OpenThread和IoT融合

从消费者的角度来看,购买新的物联网小工具只是发现它与现有系统不兼容可能会很痛苦并且令人沮丧。为了避免这种情况,进而显着改善IoT消费者的体验,业界一直在寻求统一的IoT平台。此外,IoT开发人员和供应商之间达成共识,即IoT平台的统一将简化开发周期并实现更大的互操作性和兼容性。避免将平台的统一与单一协议适用于所有的解决方案混淆也很重要。

平台的统一是关于协调不同的协议并利用其真正的潜力来解决物联网领域的不同问题。另一方面,不可能构建一个适合物联网领域每个用例的协议。协议的多样性源于工程师正在解决的各种问题。

因此,AMAZON,苹果,GOOGLE和Zigbee联盟携手推动工作组的成立,以推动IP互联家庭项目。Zigbee联盟的成员IKEA,Legrand,恩智浦半导体,Resideo,SAMSUNGSmartThings,施耐德电气,Signify(以前是飞利浦照明),Silicon Labs,Somfy和Wulian也加入了工作组并为该项目做出贡献。

IP互联家庭项目的目标是简化制造商的开发并提高消费者的兼容性。该项目基于共同的信念,即智能家居设备应该安全,可靠并且可以无缝使用。通过建立在IP之上,该项目旨在实现智能家居设备,移动应用程序和云服务之间的通信,并为设备认证定义一套特定的基于IP的网络技术。

该项目将为设备认证定义一套特定的基于IP的网络技术。第一个规范版本的目标将是针对低功耗蓝牙(BLE)的Wi-Fi,线程和IP实现。

对于那些希翼通过IP联网家庭项目启动开发周期的热情开发人员,一个名为“如何使用Project CHIP建造门锁”的演示可作为有用的资源。

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