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Thread网络拓扑用于支持Matter的xpj家居和商业建筑

igoseo.net   2021年08月05日

  本文将引领开发人员深入了解部署Thread设备的经典网络拓扑结构。首先解释网络上不同类型的Thread设备,然后分别详细介绍xpj家庭和商业建筑网络。

  因为Thread是基于IP的,所以它的网络拓扑相对简单易懂。与其他网络技术不同,不需要转换器或网关将IP数据包转换为专有协议。这不仅允许Thread设备可以单独和直接寻址,无论是来自云还是来自家庭或企业网络中的某个位置,而且还提供了更好的安全性,因为在应用程序消息完全解密的通信路径上没有引入更多的“弱点”。

  Thread路由设备和终端设备

  Thread是一种网状网络技术,因此Thread设备可以是路由设备或(休眠)终端设备。通常,Thread网络中的主电源供电的Thread设备(如灯泡)具有路由功能。这些具有路由功能的Thread设备不仅可以接收用于特定设备的数据,还可以传递用于其他设备的数据。这就产生了一个覆盖范围大的非常稳定的网络,而不需要额外的中继器将无线号转播到更远的设备。Thread终端设备在网络上通常只能“按需”操作,如电灯开关。它们不会重新路由数据,可以是“休眠”设备以节省能源,只会在被激活并在使用后立即成为Thread网络的一部分。

  Thread边界路由器

  Thread边界路由器是在用户的家庭网络或企业网络与Thread使用的IEEE 802.15.4无线标准之间形成链路的设备。它不需要转换数据包,因为Thread使用与互联网,家庭和楼宇网络相同的IPv6协议,使Thread边界路由器成为简单操作的设备。特别是在商业应用下,Thread支持在同一网络上有多个边界路由器动态接管功能,因此不会出现单点故障。Thread边界路由器功能可以内置到其他设备(如Wi-Fi接入点)中,或最常见的消费类应用中,内置到xpj扬声器,xpj显示器或电视机顶盒中。

  Matter物联网通用标准

  Matter 是最新的xpj家居和xpj建筑应用标准,该标准由CSA连接标准联盟(Connectivity Standards Alliance,前身为Zigbee联盟)监管,并得到约200家公司的支持,包括亚马逊,苹果,谷歌,Signify/Philips和宜家,以及施耐德和西门子等工业公司。其利用了Zigbee群集库,Weave和HomeKit等现有技术,旨在帮助制造商简化支持多种生态系统的物联网设备开发,以及寻求不同厂家的设备兼容性。Matter在IP层上运行,目前支持Wi-Fi和以太网,其低功耗无线网状技术仅支持Thread。 支持Matter的xpj扬声器/显示器/机顶盒Matter设备可以添加到大量xpj家居生态系统中,比如内置在流行的xpj扬声器,xpj显示器或其他设备(如电视机顶盒)中。这意味着用户可以像往常一样控制Matterxpj家居设备,例如使用语音或他们喜爱的应用程序。其中一些设备可能包含Thread边界路由器功能,因此也可以立即使用基于Thread的Matter设备。

  Matter的Multi Admin功能

  Matter引入的许多优秀功能,其中之一是能够混合和匹配生态系统和服务,同时保持对家庭中所有物联网设备的互操作控制,这意味着,您将不局限于选择和坚持一种品牌或类型的控制器(即xpj扬声器,手机等)。一旦Matter设备添加到网络中,用户可以选择将其连接到其他Matter支持的生态系统,以使用自己的xpj扬声器,显示器或应用程序控制这些设备。

  连接到其他物联网网状网络标准的桥梁

  Matter的IP基础意味着它可以用于以太网,Wi-Fi和Thread网络层,在许多生态系统和设备中提供极大的灵活度和易于控制的优势。在某些情况下,用户可能拥有基于其他协议的现存物联网设备网络,为了能够在Matter平台内控制这些设备,而无需将它们全部替换为Matter兼容设备,制造商可能会选择向集线器添加功能,以将Matter协议与其本机协议连接起来。尽管这些设备不会共享和扩展Thread网格网络,或保留完整的端到端加密,但它们可被当作是Matter设备并相应地进行控制和操作。

  企业主干网/楼宇自动化系统

  基于IP的楼宇自动化标准的优点之一是它们可以利用现有IP基础设施,并在需要时接入,无需安装,保护和维护单独的网状网络来控制物联网设备(如照明或暖通空调系统)。Thread是建筑IP网络的理想解决方案,允许使用低功耗或电池供电的设备,并在其网状网络上的所有设备之间实现组网,以提高可靠性,并通过添加的每个设备扩展其覆盖范围。所有基于IP的设备,包括Thread设备,都可以通过单个楼宇自动化系统(BMS)进行控制和监控。

  多样的楼宇自动化标准

  在商业建筑领域,部署了各种建筑自动化标准,每种标准都有其独特的优势。传统上,所有这些标准都需要自己的网状网络和布线,这可能大大增加安装和维护的复杂性及成本。随着许多楼宇自动化标准现在过渡到IP,可以在同一IP基础设施上同时使用多个标准。它们可以使用企业IP骨干网部署在整个建筑或校园内,然后使用Thread进行无线扩展。基于多种楼宇自动化标准的Thread设备甚至可以工作并扩展同一个Thread网格网络。

  Matter应用于商业建筑

  Matter为xpj家居用户带来了灵活性,让他们可以从各种生态系统和相关的xpj扬声器/显示器中进行选择(甚至可以与相同的设备同时使用)。对于xpj建筑领域,Matter的开源性质带来了新的机遇,将各种商用(甚至以消费者为中心)控制解决方案与专门开发的产品相结合,以定制特定需求,本博客进一步强调了Matter的开放式商业生态系统。

  总结

  基于IP的网络拓扑相对简单,因为其网状网络对所有设备采用单一接口,跨越Thread,以太网和Wi-Fi等各种物理网络层。它简化了安装,维护,强化安全性,并向多个可同时使用的应用程序和生态系统进行开放。Thread是现代基于IP的xpj家居和楼宇自动化标准的理想选择,提供稳健,可靠,范围广泛且低功耗的无线网状网络。

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