Eddystone URL, يدعم SSDP و mDNS الويب المادي

جدول المحتويات
Eddystone URL, يدعم SSDP و mDNS الويب المادي

مقدمة في الشبكة المادية

منارات مناسبة لجميع أنواع سيناريوهات التطبيق التي تتطلب التواصل بين الأشياء اليومية وبيئتها. تساعد شبكة الويب المادية المستخدمين على الاستخدام الأمثل للفرص الناتجة. في هذه المقالة, سوف نقدم كيف يعمل الويب المادي, وليس هناك شك في أن عنوان URL الخاص بـ Eddystone يلعب دورًا مهمًا أثناء عمل Eddystone.

في 2014, قدمت Google مشروعها مفتوح المصدر الشبكة المادية بهدف ربط العالم الافتراضي بشكل أوثق بالعالم الحقيقي. محطات الحافلات, الجذب السياحي, الأشياء اليومية أو أغراض السوبر ماركت – مبدئيا, يمكن لكل منهم الآن إرسال رسائل بشكل مستقل إلى الهواتف الذكية عبر منارات. أساس هذا الاتصال هو Bluetooth Low Energy (أصبح) تكنولوجيا الراديو. إذا تم تجهيز عنصر ما مع منارة, يمكنه إرسال رسائل إلى الهواتف الذكية التي تدعم BLE, على سبيل المثال الإبلاغ عن التأخيرات, عروض خاصة أو أيام الحملة.

في هذا السياق, يضمن الويب المادي, ضمن أشياء أخرى, أنه لا يتعين على المستخدمين تثبيت تطبيقات جديدة في كل مكان, ولكن يمكن عرض الأخبار على واجهة موحدة. يمكن استخدامه في جميع الحالات تقريبًا التي يهتم فيها المستخدمون بمعلومات حول بيئتهم أو يكون التفاعل بينهم وبين الكائنات الذكية ضروريًا. من أجل الحصول على فكرة أفضل عن مثل هذه السيناريوهات, تتبع ثلاثة أمثلة تطبيق قصيرة.

محطة الحافلات الذكية: يمكن أن تخبر محطة الحافلات القريبة الناس عن انتظارهم عبر هواتفهم الذكية عندما تأتي الحافلة التالية. في هذه الحالة, يرسل مستشعر BLE للويب الفعلي عنوان URL يؤدي إلى موقع الويب الخاص بمحطة الحافلات. وذلك لتمييزهم عن غيرهم, سيحتوي عنوان URL على رمز تعريف المحطة.

التفاعل مع آلات البيع: ترسل آلة البيع المتصل بالإنترنت عنوان URL يمكن للعملاء استخدامه للوصول إلى موقع ويب باستخدام وظيفة الدفع بآلة البيع إذا لم يكن لديهم نقودًا معهم. يتضمن عنوان URL رمزًا مميزًا يتغير ديناميكيًا بعد كل عملية شراء. يتصل الجهاز والموقع الإلكتروني المفتوحان على الهاتف الذكي بخادم الجهة الخلفية للموفر باستخدام نفس الرمز المميز. بعد معالجة الشراء, يرسل الخادم طلبًا إلى آلة البيع لإصدار المنتجات المشتراة. يتم استخدام الويب المادي لنقل عنوان URL إلى الهاتف الذكي. تتم جميع الخطوات الأخرى على الإنترنت كالمعتاد. فمثلا, يمكن استخدام ما يسمى بمآخذ الويب للاتصال ثنائي الاتجاه بين الجهاز أو موقع الويب والخادم.

الأجهزة المنزلية المراقبة: يمكن أيضًا استخدام الويب المادي للتحكم في الأجهزة المنزلية ومراقبتها مثل الغسالة. يرسل كل جهاز عنوان URL يشير إلى عنوان IP ولا يمكن الوصول إليه إلا عند الاتصال بالشبكة المحلية. يمكن أن يقتصر ظهور عنوان URL على الأجهزة الموجودة في الشبكة إذا تم استخدام تقنيات اكتشاف الشبكة مثل mDNS و SSDP بدلاً من BLE.

الويب المادي أو التطبيقات الفردية

على عكس عروض المعلومات الأخرى (على سبيل المثال. معلومات الجدول الزمني أو جمعية السياحة), حيث يتعين على المستخدمين تثبيت التطبيق الخاص بهم لكل مزود, تدمج شبكة الويب المادية عنوان URL الخاص بـ Eddystone الذي تنتقله الإشارات وكأنها استعلام بحث على إحدى الصفحات. حتى يتمكن المستخدمون من العثور على كائنات ذكية في بيئتهم باستخدام تطبيق واحد فقط والتفاعل معها مباشرة. ميزة أخرى: لا يتم إرسال إخطارات استباقية. يرى المستخدم فقط قائمة الأشياء في منطقته إذا أراد ذلك.

بالإضافة إلى BLE, موكوسمارت, الذي يعمل فيه المؤلف, يقترح طريقة لإرسال واستقبال عناوين URL في الشبكات المحلية التي تستند إلى بروتوكول Simple Service Discovery Protocol (SSDP). بمساعدة SSDP, من الممكن الحد من رؤية عنوان URL الخاص بـ Eddystone المرسل في الشبكات المحلية وبالتالي زيادة أمان الاتصال.

تتوفر الشبكة المادية كمشروع بموجب ترخيص Apache على MOKOSmart وتتضمن تطبيقات لمنصات مثل Android, iOS, و Node.js. تتوفر تطبيقات الويب المادية لنظامي التشغيل Android و iOS في متجر تطبيقات Apple ومتجر Google Play. يجب فهم جميع التطبيقات على أنها نماذج أولية, التي تمكن المطورين من تجربة الويب المادي في مرحلة مبكرة. فى المستقبل, يجب أن يكون متاحًا على الأجهزة المحمولة الأخرى بالإضافة إلى الهواتف الذكية.

eddystone url

كيف يعمل الويب المادي?

يقال إن الويب المادي هو امتداد للإنترنت. مثل جميع تقنيات الويب, إنه مفتوح للجميع ويمكن للجميع تطويره بشكل أكبر. نظرًا لأن النظام يعتمد على عرض عناوين URL, إنها لا مركزية ولا يتحكم فيها أحد. يمكن أن يؤدي عنوان URL الخاص بـ Eddystone إلى صفحات معلومات بسيطة, إلى أكثر تعقيدًا, تطبيقات الويب التفاعلية أو حتى التطبيقات الأصلية. يمكن مقارنة الويب المادي بالبحث في الويب:

يستدعي المستخدم قائمة الأشياء من محيطه.
يتم عرض قائمة عناوين URL.
يختار المستخدم واحدة.
يظهر عنوان URL في نافذة المتصفح.
يجب أن تؤخذ الجوانب التالية في الاعتبار من منظور تقني:
1. ارسل رأيك
2. التاريخ
3. تم الحفظ
4. تواصل اجتماعي

• إرسال واستقبال عناوين المواقع: هناك طرق عديدة لإرسال عناوين URL. يدعم الويب المادي حاليًا الإرسال عبر BLE, مدنس, و SSDP (المزيد عن هذا في القسم التالي).
استرجاع المعلومات الأساسية من المواقع: يجمع عميل الويب الفعلي عناوين URL الموجودة ويرسلها مع جميع المعلومات ذات الصلة (على سبيل المثال. قوة الاشارة) لخدمة الويب. هذه, بالمقابل, يستدعي المعلومات الأساسية مثل العنوان, وصف, وأيقونة الموقع الإلكتروني وإرجاع نتائج البحث إلى العميل. يتوفر تنفيذ النموذج الأولي لخدمة الويب في مستودع GitHub للمشروع.

• عرض النتائج: يعد التصنيف مهمًا عندما يتعلق الأمر بعرض العديد من أجهزة إرسال عناوين URL من المنطقة. يمكن لعميل الويب المادي الفرز وفقًا لقوة الإشارة, التفضيل الشخصي ومعايير أخرى. يجب أن يقوم النظام بفرز البريد العشوائي مسبقًا. لأن محركات البحث لديها نفس المشكلة, يمكن استخدام نهجهم للويب المادي. في عرض النتائج, ينقر المستخدم على كائن قائمة ويفتح المتصفح موقع الويب المرتبط.

• كما ذكر, يعرف الويب المادي حاليًا ثلاث طرق لإرسال عناوين URL واستلامها. إنها تستند إلى عمليتين مختلفتين: اكتشاف خدمة الشبكة منخفضة الطاقة والبلوتوث. نظريا, يمكن إضافة طرق أخرى في المستقبل. فمثلا, يمكن للمطورين استخدام تقنية العلامة المائية الصوتية لتضمين عنوان URL في إشارة صوتية. في هذه الحالة, يجب توسيع عميل الويب الفعلي حتى يتمكن من استقبال الإشارات الصوتية وفك تشفير عناوين URL الموجودة فيه.

Ble Bluetooth و Eddystone

تستخدم المسودة الأولى من الويب الفعلي BLE لإرسال عنوان URL إلى الحزمة المناسبة. التكنولوجيا موفرة للطاقة للغاية, خاصة إذا تم تشغيل المنتج الذي يستخدمه في وضع الإرسال (وضع BLE غير القابل للتوصيل), كما في حالة الويب المادي. يمكن لأجهزة BLE الصغيرة إرسال عنوان URL لـ Eddystone بخلية زر واحدة لمدة عامين تقريبًا.

أحد اللبنات الأساسية للشبكة المادية هو عنوان URL الخاص بـ Eddystone. كمواصفات بروتوكول, يعرّف Eddystone تنسيق رسالة Bluetooth منخفض الطاقة لإشارات القرب بناءً على مواصفات Bluetooth الأساسية. فهو يصف أنواع الإطارات المختلفة التي يمكن أن تستخدمها إشارات المرور بشكل فردي أو جماعي: إديستون- UID, إديستون- TLM, وعنوان URL الخاص بـ Eddystone المذكور أعلاه, وهي الوحيدة ذات الصلة بالشبكة المادية.

تتكون رسالة Eddystone من نوعين أساسيين من البيانات في كتلة بيانات إعلانية (ميلادي): UUID وخدمة البيانات. يستخدم كلا النوعين معرفًا فريدًا عالميًا 16 بت (UUID) يتوافق مع معايير البلوتوث. خدمة UUID المحجوزة لـ Eddystone هي 0xFEAA. يوفر آلية للكفاءة, مسح الخلفية عبر الأنظمة الأساسية الذي يسمح به كل من Android و iOS. تحتوي البايتات اللاحقة من كتلة AD على البيانات الخاصة بالإطار. يحدد البايت الأول نوع الإطار. يتم استخدام البتات الأربعة الأكثر أهمية حاليًا. الأربعة السفلية محجوزة للاستخدام لاحقًا ويجب أن يكون لها القيمة 0000.

يرسل إطار Eddystone UID معرفًا فريدًا من 16 بايتًا يتكون من معرف مساحة اسم 10 بايت ومعرف مثيل 6 بايت. على الرغم من أنه يمكن استخدام معرف مساحة الاسم لتجميع مجموعة معينة من الإشارات, معرف المثيل مفيد لتحديد الأجهزة في المجموعة.

إذا نظرت إلى مفهوم Eddystone UID, إنه يعمل بطريقة مشابهة لأجهزة iBeacons التي قدمتها Apple في 2013. تحتوي حزمة iBeacon على ملفات 16 بايت قريبة من UUID, مجال أساسي ثنائي البايت, ومجال ثانوي ثنائي البايت. تحتوي حزم iBeacon على UUID تقارب 16 بايت, 2-حقول البايت الرئيسية والثانوية 2 بايت. يمكن استخدام UUID التقريبي لتحديد مؤسسة أو تطبيق مثل شركة. تسمح الحقول الرئيسية والثانوية بتخصيص أكثر تفصيلاً للهوية التي يحددها UUID, كما في حالة الفرع. يقوم Eddystone-TLM الآن بإرسال معلومات القياس عن بعد مثل حالة البطارية, درجة حرارة الجهاز وعدد الحزم التي يرسلها المرشد.

يرسل إطار Eddystone URL نسخة مصغرة من عنوان URL الذي تم إنشاؤه عن طريق الترميز. يتيح الضغط نقل المزيد من البيانات باستخدام الحزمة الإعلانية المحدودة. شكل أول 11 بايت (بايت 0 عبر 10) رسالة Eddystone هي نفسها لجميع أنواع الإطارات. كيف يتم تعيين وحدات البايت التالية (تبدأ من البايت 11), ومع ذلك, يعتمد على نوع الإطار:

• بايت 11 يحدد نوع الإطار. قيمته لإطارات Eddystone URL هي 0x10.
• بايت 12 يحدد قوة TX. إنها قيمة صحيحة 8 بت موقعة كما هو موضح في خاصية TX Power Level Bluetooth المميزة

اكتشاف خدمة الشبكة

بالإضافة إلى إشارات BLE و Eddystone URL, توفر طرق اكتشاف الشبكة مثل SSDP و mDNS خيار إرسال عناوين URL. يمكنك أيضًا إرسال عناوين URL إلى الأجهزة الموجودة على الشبكات المحلية. الطريقة لها ميزتان على BLE: أول, يمكن فقط للمستخدمين الذين قاموا بتسجيل الدخول إلى الشبكات المحلية رؤية عناوين URL, والثانية, لا يوجد قيود على طول URL كما هو الحال مع BLE.

يعد استخدام Network Discovery للويب المادي أمرًا منطقيًا في المواقف التي يلعب فيها الأمان والخصوصية دورًا رئيسيًا. مثال على ذلك هو منطقة المنزل الذكي إذا كان الوصول إلى الأجهزة يجب أن يقتصر فقط على الأشخاص من نفس المنزل.

بروتوكول اكتشاف الخدمة البسيط (SSDP) هو بروتوكول شبكة للإعلان عن الخدمات والأجهزة في الشبكات المحلية واكتشافها. إنها تشكل طبقة الاكتشاف لبروتوكول التوصيل والتشغيل العالمي (بنب) ويساعد على الدعاية للأجهزة المضافة حديثًا والتي تم تعريفها كنقاط تحكم. كما يسمح لك بالبحث عن الأجهزة والخدمات المحددة.

تعتمد هذه الوظائف على نوعين من رسائل SSDP. أول, هناك رسالة إعلانية مفادها أن الجهاز يرسله بمجرد إضافته إلى الشبكة. الرسالة إلى عنوان الإرسال المتعدد القياسي والمنفذ 239.255.255.250:1900 هو ssdp: على قيد الحياة. تستمع نقاط التحكم إلى المنفذ لتلقي رسائل SSDP وبالتالي لتتمكن من اكتشاف الأجهزة والخدمات الجديدة. قبل أن تختفي أجهزة UPnP من الشبكة أو لم تعد متوفرة, يجب عليهم إرسال رسالة ssdp: وداعا لنفس عنوان الإرسال المتعدد والمنفذ المقابل.

من ناحية أخرى, هناك وظيفة اكتشاف يسمح فيها SSDP لنقاط التحكم بالعثور على الأجهزة والخدمات ذات الأهمية حتى في الشبكة. في هذه الحالة, ترسل نقطة التحكم طلب بحث إلى عنوان البث المتعدد والمنفذ 239.255.255.250:1900. ترسل أجهزة UPnP التي تدعم الخدمات المطلوبة استجابة أحادية الإرسال إلى عنوان نقطة التحقق التي أرسلت الطلب. تنسيق الاستجابة مشابه لرسالة SSDP من النوع ssdp: على قيد الحياة.

تدعم الشبكة المادية SSDP لإرسال واستقبال عناوين URL في الشبكات المحلية. Fraunhofer FOKUS طور مفهوم وتنفيذ الآلية المقابلة. يتضمن التنفيذ دمج SSDP في تطبيق الويب الفعلي لنظامي Android و iOS لتلقي عناوين URL عبر البروتوكول. بالاضافة, تتوفر أداة مشتركة بين الأنظمة الأساسية تستند إلى Node.js لإرسال عناوين URL بالطريقة نفسها.

عند استخدام SSDP, يرسل جهاز الويب الفعلي المتصل بالشبكة المحلية ssdp التالي: رسالة حية بمجرد توفرها في الشبكة:

إخطار * HTTP / 1.1 مضيف: 239.255.255.250:1900
التحكم في ذاكرة التخزين المؤقت: max-age = ثواني حتى انتهاء صلاحية الإعلان
موقعك: عنوان URL لصفحة الويب للإعلان
NT: جرة: موقع الويب المادي: جهاز: أساسي: 1
NTS: ssdp: على قيد الحياة
الخادم: أنت / نسخة UPnP / 1.0 المنتج / إصدار
USN: UUID للإعلان
تشير طريقة الإخطار في السطر الأول إلى أنها رسالة إعلانية. بينما يحدد رأس LOCATION عنوان URL الفعلي للويب الذي يتم إرساله, يحدد رأس NT نوع الجهاز, والتي تكون في حالة الشبكة المادية هي الجرة: موقع الويب المادي: جهاز: أساسي: 1. ملف ssdp: تشير القيمة الحية لرأس NTS إلى أن جهاز الويب الفعلي متاح. أخيرا, يوفر رأس USN اسمًا فريدًا يمكن استخدامه لتعريف الجهاز. يستمع عملاء الويب المادي الذين يعملون على الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية إلى عنوان البث المتعدد والمنفذ 239.255.255.250:1900 وتصفية رسائل SSDP على الويب المادية عن طريق التحقق من قيمة رأس NT. يمكنك بعد ذلك تحليل رسالة SSDP وقراءة قيمة رأس الموقع الذي يحمل عنوان URL المرسل.

يجب أن ترسل أجهزة الويب المادية ssdp التالي: رسالة وداعًا قبل أن تختفي من الشبكة:

إخطار * HTTP / 1.1 مضيف: 239.255.255.250: 1900
NT: جرة: موقع الويب المادي: جهاز: أساسي: 1
NTS: ssdp: مع السلامة
USN: UUID للإعلان
ssdp: يوضح باي باي أن جهاز الويب الفعلي لم يعد متاحًا من الآن فصاعدًا. تظل قيمة رأس USN كما هي في ssdp: رسالة حية. يبحث عملاء الويب المادي الذين يتلقون مثل هذه الرسالة عن عنوان URL المرتبط بـ USN ثم يقومون بإزالته من القائمة.

 

كتب بواسطة --
واي كيه هوانغ
واي كيه هوانغ
YK هو مدير منتج متمرس في MOKOSMART's R&قسم D مع أكثر من عقد من الخبرة في تطوير الأجهزة الذكية. وهو حاصل على شهادة PMP وNPDP مما يزيد من معرفته بكيفية التنقل بين الفرق متعددة الوظائف. بعد أن استخدمت الرؤية المبنية على البيانات لإطلاق أكثر من 40 المنتجات المتصلة. مع خلفية في الالكترونيات & هندسة, تعمل YK بشكل جيد في تحويل عروض القيمة التقنية المعقدة إلى حلول إنترنت الأشياء سهلة الاستخدام لكل من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية.
واي كيه هوانغ
واي كيه هوانغ
YK هو مدير منتج متمرس في MOKOSMART's R&قسم D مع أكثر من عقد من الخبرة في تطوير الأجهزة الذكية. وهو حاصل على شهادة PMP وNPDP مما يزيد من معرفته بكيفية التنقل بين الفرق متعددة الوظائف. بعد أن استخدمت الرؤية المبنية على البيانات لإطلاق أكثر من 40 المنتجات المتصلة. مع خلفية في الالكترونيات & هندسة, تعمل YK بشكل جيد في تحويل عروض القيمة التقنية المعقدة إلى حلول إنترنت الأشياء سهلة الاستخدام لكل من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية.
شارك هذا المنشور
تمكين المتصلين بك تحتاج مع MOKOSmart حلول الأجهزة الكثير!