Fraunhofer集成電路研究所正研發(fā)具有IPv6支持和集成安全概念的物聯(lián)網(wǎng)總線。它是一種基于EIA / RS-485和IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的通信總線，可實現(xiàn)測量值和控制命令的安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸以及與物聯(lián)網(wǎng)的連接。物聯(lián)網(wǎng)總線形成跨媒體通信協(xié)議，將WPAN和現(xiàn)場總線這兩個世界聯(lián)合起來，無需復(fù)雜的協(xié)議轉(zhuǎn)換。新技術(shù)IoT-Bus是SEEDs項目的一部分。

盡管Fraunhofer IIS IoT總線并非專門用于照明控制，但它為控制LED燈具提供了巨大的機會：橋接距離可達500 m，最高可達1 MBit / s

物聯(lián)網(wǎng)上的IP通信

在工業(yè)4.0，能源管理和設(shè)施管理領(lǐng)域日益交叉和數(shù)字化的背景下，終端節(jié)點內(nèi)的IP能力變得越來越重要。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）對數(shù)據(jù)速率，范圍，可靠性，成本，靈活性，互操作性以及某些情況下的數(shù)據(jù)安全性有特殊要求。協(xié)議和跨不同域的無縫數(shù)據(jù)流的一致性對于實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要?；ヂ?lián)網(wǎng)連接以數(shù)據(jù)處理和網(wǎng)絡(luò)攻擊的方式存在安全風(fēng)險。

能源互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)操縱安全通信

在能源管理領(lǐng)域，通過分散發(fā)電，簡單，安全和可靠的當(dāng)?shù)刭Y源，生產(chǎn)者和消費者之間的互聯(lián)變得越來越必要。特別是在基于云的應(yīng)用程序中，需要安全的基于IP的通信。它允許通過具有IP功能的控制設(shè)備（如智能手機，平板電腦或PC）進行訪問，以實現(xiàn)可視化或控制目的。弗勞恩霍夫IIS正在開發(fā)一種通信總線，除了本地通信之外，它還允許在互聯(lián)網(wǎng)上直接連接系統(tǒng)組件。可提供更高數(shù)據(jù)速率和更長距離的IoT-Bus可靠傳輸，因為這提供了傳統(tǒng)現(xiàn)場總線和無線解決方案。通過自動地址分配和安裝過程的分配變得容易。

功能

物聯(lián)網(wǎng)總線是一款具有IPv6支持和集成安全概念的現(xiàn)場總線。它將原生互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持的優(yōu)勢與現(xiàn)場總線的優(yōu)點相結(jié)合，具有范圍廣，可靠性強，魯棒性強和低延遲等特點。

該技術(shù)基于對通信標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.15.4的修改，該標(biāo)準(zhǔn)是無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WPAN）和傳感器網(wǎng)絡(luò)的實際標(biāo)準(zhǔn)，因此允許使用這些有線日志。這個概念設(shè)想在2線或4線線路上進行通信。4線解決方案還可以通過總線為通信節(jié)點的通信提供電源。

IEEE標(biāo)準(zhǔn)的使用和改編802.15.4 IoT總線允許一個中等邊界的通信信道。對于802.15.4節(jié)點而言，無需破壞協(xié)議即可實現(xiàn)有線物聯(lián)網(wǎng)總線和無線IEEE標(biāo)準(zhǔn)的綜合通信網(wǎng)絡(luò)。使用特殊的訪問方法可以使IoT-總線實時通信。串行接口使用標(biāo)準(zhǔn)EIA-485（RS-485），但也可以適用于其他接口。

該系統(tǒng)最多由三條不同的物理通信路徑組成，基于IEEE Std 802.15.4的實際IoT總線（1）可以擴展IEEE 802.15.4無線節(jié)點（2）定義的總線訪問方法，并且可以擴展連接在物聯(lián)網(wǎng)總線路由器上的互聯(lián)網(wǎng)（3）。

標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的簡單和靈活的集成

IoT總線使用6LoWPAN，從而實現(xiàn)終端節(jié)點的IPv6能力。這允許基于TCP / IP的所有協(xié)議都可以在概念上使用。除此之外，終端節(jié)點可以是傳感器，執(zhí)行器或在上下文中的物聯(lián)網(wǎng)“物聯(lián)網(wǎng)”。他們可以簡單地與互聯(lián)網(wǎng)溝通或連接到云。

此外，物聯(lián)網(wǎng)總線通過其數(shù)據(jù)容器概念提供了所謂的消息和協(xié)議隧道化的可能性，例如CAN消息。該功能可用于有限本身現(xiàn)場總線的范圍擴展。CAN消息的隧道正在SEEDs項目中進行。

與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和WPAN解決方案相反，IoT總線得分具有更高的可靠性，魯棒性和更大的點對點連接范圍。與普通的樓宇自動化通信技術(shù)相比，它還為物聯(lián)網(wǎng)總線提供實時通信以及IP功能和IT安全性。

通信總線的獨特特性：

?通過

跨媒體通信連接有線和無線世界基于IPv6的現(xiàn)場總線

?物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)速率和范圍的理想組合

數(shù)據(jù)速率高達1 Mbit / s，范圍可達500米

?實時功能

通過確定性總線訪問方法

?端節(jié)點的IPv6功能

支持Internet標(biāo)準(zhǔn)（6LoWPAN，UDP，IPv6等）的IoT功能

?協(xié)議的一致性

與基于IEEE 802.15.4的無線電直接兼容

?啟用標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用協(xié)議

MQTT，MQTT-S，OPC-UA，CoAP

?集成安全概念的傳輸

使用標(biāo)準(zhǔn)化的加密方法（TLS，D-TLS）

?無需額外的網(wǎng)關(guān)

無需協(xié)議轉(zhuǎn)換的快速數(shù)據(jù)包路由

應(yīng)用：

?本地資源，生產(chǎn)者，消費者之間甚至長距離通信

?優(yōu)化能源流和能源管理

?智能樓宇自動化

?內(nèi)部電網(wǎng)控制（直流和交流）通信

?系統(tǒng)組件直接連接到能源互聯(lián)網(wǎng)

?集成智能電表（用于本地通信）

?連接物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)組件

可能的應(yīng)用領(lǐng)域

憑借其IP能力和實時能力，物聯(lián)網(wǎng)總線適用于工業(yè)4.0，樓宇自動化和能源管理等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

?CAN范圍擴展器

使用其數(shù)據(jù)容器概念，可以傳輸各種協(xié)議。這使得IoT-總線可以用作范圍擴展器。該功能已經(jīng)可用于CAN協(xié)議。數(shù)據(jù)包過濾器可用于選擇將哪些消息從一個CAN域傳輸?shù)搅硪粋€CAN域

?工業(yè)4.0

的IoT總線IoT-總線允許相互依存的生產(chǎn)設(shè)施交換信息?，F(xiàn)有的系統(tǒng)可以改裝成IP，可用于工業(yè)應(yīng)用

?樓宇自動化

樓宇自動化系統(tǒng)中的設(shè)備，例如百葉窗，散熱器，空調(diào)和照明設(shè)備可以很容易地與大型綜合體中的物聯(lián)網(wǎng)總線進行長距離連接。因此可以實現(xiàn)自動化和手動控制的通信

?安全照明控制

IoT總線適用于現(xiàn)代建筑中的單獨照明控制 - 例如“Light As A Service”和“Human Cenctric Lighting”