實現物聯網願景　JenNet-IP無線網路角色吃重

2011-08-15

Jim Lindop

JenNet-IP是一種可實現物聯網(Internet of Things)發展的網際網路通訊協定(IP)網路技術解決方案，該技術利用網際網路工程任務組(IETF)增強型6LoWPAN網路層，特別針對國際電機電子工程師學會(IEEE)802.15.4超低功耗網路所設計，適用於住宅和工業應用。

透過Mesh Under網路技術以成熟的恩智浦(NXP)JenNet網路層為平台核心，JenNet-IP具備自動修復、高穩健性及可擴充的中樞網路等多重優勢，可支援具有五百個節點的大型無線網路。

藉由JN5148無線微控制器(MCU)的支援，此解決方案為產品研發提供超低功耗的開發平台。其精緻且可擴充的應用程式介面(API)與SNAP指令，支援相關資訊管理庫(Management Information Base, MIB)資料庫設備管理與控制，協助應用研發工程師以業界常見的方法，更快捷地研發產品。

功能特點多樣

圖1為利用智慧手機透過網路控制照明網路的範例。透過網路或利用閘道進入JenNet-IP無線網路，智慧手機應用程式可向照明設備發出SNAP控制指令。照明網路中每個照明設備的無線微控制器，透過應用程式解譯SNAP指令，進而達到控制照明設備，監控能耗的目的。

圖1　利用智慧手機連線控制照明網路

JenNet-IP無線網路的功能特點為，可自動修復及重新修整樹狀網路，支援超過五百個節點，並具高穩健性且易於擴充；支援物聯網的IP網路技術；提供閘道與非閘道應用選擇，可支援63F4網路運作及獨立運作；具低待機功耗；含SNAP API，易用、精緻，且可擴充；提供Mesh Under網路技術，包括最佳化的路由層達成低功耗無線連結、封包緩衝區數目達成最小化、封包緩衝區數目達成最小化等特性；具有高安全性，有128位元AES加密，並支援安全驗證和設備接入；支援網路下載，經得起時間考驗，可進行設備應用和網路升級；小於128Kb的記憶體使用空間；此外，其記憶體占用空間小且開發簡單，並且免授權，無強制規範要求，所以擁有成本低。

至於JenNet-IP的優勢則包括：以IP為網路的基礎且全球通用；獲得IEEE、IEFT標準組織認可的開放式架構；低功耗、低成本、多節點網路；可利用現有IP達成智慧無線設備無縫整合；其2.4GHz全球解決方案，同時兼具無線區域網路(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)功能；採用業界常用的API與介面，包括類IP、使用者資料傳輸通訊協定(UDP)、網際網路控制訊息通訊協定(ICMP)和簡易網路管理協定(SNMP)的SNAP介面，以及MIB管理資訊資料庫。

應用範圍也十分廣泛，在住宅/智慧家居方面，包括A/V射頻遠程控制、智慧照明、家庭醫療保健、保全、防火和門禁控制，以及智慧電源、電能計量、負荷控制、恆溫器控制等，且可提前顯示。而在工業系統的智慧互聯應用，則包括資產管理、商業與工業照明、建築控制、環境監控，以及智慧電源、電網監控。

圖2　JenNet-IP網路堆疊架構

善用常見技術完成控制

JenNet-IP系統架構(圖2)符合住宅及工業應用中對於低功耗、低成本無線設備的要求。透過開放的標準化技術，比如IEEE 802.15.4媒體存取控制(MAC)和實體(PHY)、6LoWPAN、IP和UDP，可協助研發工程師達成常用技術開發。

此外，SNAP API及恩智浦成熟的JenNet自動修復樹狀網路進一步提升開放式架構的易用性，透過簡單常用的技術即能達成設備的管理與控制。

‧	SNAP API
	SNAP API為無線網路內外的IP設備通訊提供簡單的表格化方式。MIB代表設備的控制與狀態屬性，也就是設備控制和狀態的報告方式。例如，燈泡MIB即代表開/關控制、調光與耗電監控。而以SNMP模型為基礎的SNAP可支援SET和GET的MIB設定指令，此外，利用原始TRAP可報告事件狀態。

‧	JenNet
	JenNet提供Mesh Under網路連結方式，這種可自動修復、自動成形且具備可擴充性的可靠網路層符合工業和住宅環境應用的需求。少於128Kb的記憶體占用空間，易於安裝使用的JN5148無線微控制器、免授權且無強制規範要求，上述優勢可提供真正低成本高效益的解決方案。

應用實例：小型化螢光燈

小型化螢光燈(CFL)由驅動器、電源供應器和JN5148無線微控制器所組成(圖3)。天線置於電路板內，直接與JN5148連結。無線微控制器具備超低功耗，其無線發射耗電量為15毫安培(mA)，無線接收耗電量為17.5毫安培，休眠模式則僅耗費些微的毫安培。