כתובת אתר Eddystone, SSDP וזה mDNS תמיכת אינטרנט פיזי

כתובת אתר Eddystone, SSDP וזה mDNS תמיכת אינטרנט פיזי

מבוא לאינטרנט הפיזי

משואות מתאימים לכל מיני תרחישים יישום הדורשים תקשורת בין חפצים יומיומיים לבין סביבתם. עם התפתחות האינטרנט הפיזי מסייע למשתמשים לעשות שימוש אופטימלי של הזדמנויות והתוצאה. במאמר זה, נציג כיצד עובד אינטרנט פיזי, ואין ספק כי URL Eddystone ממלא תפקיד חשוב במהלך העבודה של Eddystone.

בשנת 2014, גוגל הציגה פרויקט הקוד הפתוח של האינטרנט הפיזי במטרה לחבר בין העולם הווירטואלי עוד יותר הדוק עם אחד אמיתי. תחנות אוטובוס, אטרקציות תיירותיות, חפצים יומיומיים או פריטים בסופרמרקט – בעקרון, כולם יכולים כעת לשלוח הודעות הסמארטפונים עצמאיים באמצעות אלומות. הבסיס לתקשורת כזו היא ב- Bluetooth Low Energy (BLE) טכנולוגיית רדיו. אם פריט צויד מגדלור, זה יכול לשלוח הודעות לטלפונים חכמים כי BLE תמיכה, למשל להודיע ​​על עיכובים, מבצעים מיוחדים או ימי קמפיין.

בהקשר הזה, מבטיחה האינטרנט הפיזי, בין השאר, שמשתמשים אינם צריכים להתקין אפליקציות חדשות בכל מקום, אבל יכול להציג את החדשות על ממשק אחיד. זה יכול לשמש כמעט בכל המקרים בהם משתמשים מעוניינים במידע על סביבתם או שבו אינטראקציה בינם לבין אובייקטים חכמים הכרחי. כדי לקבל מושג טוב יותר של תרחישים כאלה, שלוש דוגמאות יישום קצרות אחרי.

תחנת האוטובוס האינטליגנטית: תחנת אוטובוס סמוכה יכולה להגיד מחכה אנשים באמצעות הסמארטפון מתי מגיע האוטובוס הבא יגיע. במקרה הזה, חיישן BLE האינטרנט הפיסי שולח לכתובת אתר מוביל לאתר של תחנת האוטובוס. כדי להבדיל אותם מאחרים, את כתובת האתר יכיל קוד זיהוי של התחנה.

אינטראקציה עם מכונות אוטומטיות: במכונות אוטומטיות עם חיבור לאינטרנט שולחות כתובת אתר שלקוחות יכולים להשתמש כדי לגשת לאתר באמצעות פונקצית התשלום של המכונות האוטומטיות אם אין להם מזומן איתם. האתר כולל אסימון שמשנה באופן דינמי לאחר כל רכישה. המכונית ואתר האינטרנט פתח על הטלפון החכם להתחבר לשרת העורפי של הספק שימוש באותו האסימון. לאחר רכישת מעובד, השרת שולח בקשה אל האוטומט להנפיק את המוצרים שנרכשו. עם התפתחות האינטרנט הפיזי משמש להעביר את כתובת האתר הסמארטפון. כל הצעדים האחרים מתקיימים באינטרנט כרגיל. לדוגמה, ארובות האינטרנט שנקראות יכולות לשמש לתקשורת דו כיוונית בין המכונה או האתר והשרת.

מכשירי חשמל ביתיים מנוטרים: עם התפתחות האינטרנט הפיסי יכול לשמש גם כדי מכשירים לשלוט ולפקח ביתיים כגון מכונת הכביסה. כל מכשיר שולח URL המתייחס כתובת IP ניתן להגיע רק כאשר הוא מחובר לרשת המקומית. הניראות של כתובת האתר יכולה להיות מוגבלת התקנים ברשת אם טכניקות גילוי רשת כגון mDNS ו SSDP משמשות במקום BLE.

אינטרנט פיזי או יישומים יחידים

בניגוד להצעות ופרטים נוספים (למשל. מידע לוח זמנים או עמותה לתיירות), שבו משתמשים צריכים להתקין אפליקציה משלהם לכל ספק, באינטרנט הפיזי משתלב URL Eddystone המועברות על ידי אלומות כאילו היו שאילתת החיפוש בדף. כך שמשתמשים יוכלו למצוא אובייקטים חכמים בסביבה שלהם עם רק יישום אחד ולתקשר ישירות עם אותם. יתרון נוסף: אין הודעות פרואקטיבית נשלחות. המשתמש רואה רק רשימה של אובייקטים באזור שלו אם הוא רוצה.

בנוסף BLE, MOKOSmart, שבו המחבר עובד, מציע שיטה עבור שליחה וקבלה של כתובות ברשתות מקומיות המבוססות על פרוטוקול גילוי השירות פשוט (SSDP). בעזרת SSDP, אפשר להגביל את החשיפה של ונשלח Eddystone URL ברשתות מקומיות ובכך להגביר את אבטחת חיבור.

עם התפתחות האינטרנט הפיסי זמין כפרויקט תחת רישיון Apache על MOKOSmart וכולל יישומים עבור פלטפורמות כגון אנדרואיד, iOS, ו Node.js. יישומי האינטרנט הפיזיים עבור אנדרואיד ו- iOS זמינים ב- App Store של אפל בחנות Google Play. כל יישומים כדי להיות מובנים כמו אבות טיפוס, אשר מאפשרים למפתחי ניסוי עם האינטרנט הפיסי בשלב מוקדם. בעתיד, זה צריך שיהיה זמין במכשירים ניידים אחרים בנוסף הסמארטפונים.

url eddystone

כיצד פועל האינטרנט הפיזי?

עם התפתחות האינטרנט הפיזי הוא אמר להיות שלוחה של האינטרנט. כמו כל טכנולוגיות האינטרנט, הוא פתוח לכולם וכל אחד יכול לפתח אותו עוד יותר. מאז המערכת מבוססת על התצוגה של כתובות, הוא מבוזר ולא נשלט על ידי אף אחד. כתובת האתר Eddystone יכול להוביל דפי מידע פשוט, כדי מורכב יותר, יישומי אינטרנט אינטראקטיביים או אפילו יישומים טבעיים. עם התפתחות האינטרנט הפיזי דומה לחיפוש באינטרנט:

המשתמש קורא את הרשימה של אובייקטים מן בסביבה שלו.
רשימה של כתובות אתרים מוצגת.
האחד המשתמש בוחר.
כתובת האתר יוצאה בחלון הדפדפן.
ההיבטים הבאים חייבים להילקח בחשבון מנקודת מבט טכני:
1. שלח משוב
2. ההיסטוריה
3. שמור
4. הקהילה

• שליחה וקבלה של כתובות: ישנן דרכים רבות כדי לשלוח כתובות. עם התפתחות האינטרנט הפיזי תומך כעת שידור באמצעות BLE, mDNS, ו SSDP (עוד על כך בסעיף הבא).
אחזור מידע בסיסי מאתרים: לקוח האינטרנט הפיסי אוסף כתובות שנמצאו ושולח אותם יחד עם כל מידע הרלוונטי (למשל. עוצמת אות) לשירות אינטרנט. זה, בתורו, קורא את המידע הבסיסי כגון הכותרת, תיאור, סמל של האתר ומחזיר את תוצאות החיפוש ללקוח. יישום אב הטיפוס של שירות האינטרנט זמין במאגר GitHub של הפרויקט.

• הצגת התוצאות: מדרג חשוב כשמדובר הצגת מכשירים הרבים שולח-URL מהאזור. לקוח האינטרנט הפיסי יכול למיין על פי עוצמת אות, העדפה אישית וקריטריונים נוספים. המערכת צריכה לברר מראש זבל. מאז מנועי החיפוש יש את אותה בעיה, הגישה שלהם יכולים לשמש עבור האינטרנט הפיזי. בתצוגת התוצאות, המשתמש לוחץ על אובייקט רשימה ואת הדפדפן פותח את האתר שויך.

• כפי שהוזכר, באינטרנט הפיזי כיום יודע שלוש דרכים לשלוח ולקבל כתובות. הם מבוססים על שני תהליכים שונים: אנרגיה נמוכה Bluetooth ו- Network Service Discovery. תיאורטית, שיטות נוספות ניתן להוסיף בעתיד. לדוגמה, מפתחים יכולים להשתמש בטכנולוגית watermarking אודיו להטביע את כתובת אתר ב אות אודיו. במקרה הזה, הלקוח האינטרנט הפיזי יצטרך יורחב כדי להיות מסוגל לקבל אותות אודיו ולפענח את כתובות האתרים הכלולים בו.

Bluetooth Ble ו Eddystone

הטיוטה הראשונה של האינטרנט הפיזי השימושים BLE לשלוח את כתובת האתר על החבילה המתאימה. הטכנולוגיה היא מאוד חסכונית באנרגיה, במיוחד אם המוצר משתמש בו מופעל במצב השידור (BLE מצב שאינו לחיבור), כמו במקרה של האינטרנט הפיזי. התקנים BLE קטנים יכולים לשלוח URL Eddystone עם תא כפתור אחת במשך כמעט שנתיים.

אחת מאבני הבניין הבסיסיים של האינטרנט הפיסי כתובת Eddystone. כתוצאה מפרט פרוטוקול, Eddystone מגדיר פורמט הודעה Bluetooth בעלי צריכת חשמל נמוכה עבור משואות הקרבה מבוסס על מפרט הליבה Bluetooth. הוא מתאר סוגים שונים מסגרת כי משואות יכולות להשתמש בנפרד או במשולב: Eddystone-UID, Eddystone-TLM, וכתובת האתר Eddystone הנ"ל, אשר הוא היחיד הרלוונטי באינטרנט הפיזי.

Eddystone הודעה מורכבת משני סוגי נתונים בסיסיים בבלוק נתוני פרסום (לספירה): שירות UUID ונתונים. שני סוגים משתמשים מזהה אוניברסלי 16 סיבי ייחודית (UUID) התואם את הסטנדרטים Bluetooth. השירות UUID שמורה Eddystone הוא 0xFEAA. הוא מספק מנגנון יעיל, סריקה ברקע בפלטפורמות ששני אנדרואיד ו- iOS לאפשר. הבתים העוקבים של גוש המודעות מכילים את מבוקש הנתונים למסגרת. הבית הראשון מגדיר את סוג המסגרת. רק ארבע הפיסות המשמעותיות ביותר משמשות כיום. הארבעה בנמוכים שמורים לשימוש מאוחר יותר חייב להיות הערך 0000.

מסגרת Eddystone UID שולח מזהה המשואה 16-בייט ייחודית שמורכבת מזהה מרחב 10-בייט ומזהה למשל 6-בייט. למרות מזהה מרחב יכול לשמש כדי להגדיר קבוצה ספציפית של אלומות, מזהה את המופע שימושי לזיהוי ההתקנים בקבוצה.

אם אתה מסתכל על הקונספט של Eddystone UID, זה עובד בצורה דומה iBeacons הציג על ידי אפל 2013. פתח את חבילת iBeacon מכילה 16 בתים סמוכים UUID, דומיין ראשי 2-בייט, וכן תחום משני 2-בייט. מנות iBeacon מכילים 16-בייט הקרבה UUID, 2-בתי שדות קטין גדולים 2-בייט. UUID הקרב יכולה לשמש לזיהוי ארגון או יישום כמו עסק. סרן ושדות קטין לאפשר הקצאה מפורטת יותר של הזהות נקבעת על ידי UUID, כמו במקרה של סניף. Eddystone-TLM עכשיו שולח מידע הטלמטרי כגון מצב הסוללה, טמפרטורת המכשיר ואת מספר המנות שנשלחו על ידי המשואה.

מסגרת URL Eddystone שולחת גרסה מופחתת של URL שנוצרה על ידי קידוד. הדחיסה מאפשרת להעביר נתונים יותר עם חבילת הפרסום המוגבלת. הפורמט של הראשון 11 בייטים (בייטים 0 דרך 10) הודעת Eddystone זהה עבור כל סוגי המסגרות. איך הבתים להלן מובאים (החל מהשעה בייט 11), למרות זאת, תלוי בסוג המסגרת:

• בייט 11 מגדיר את סוג המסגרת. הערך שלה עבור מסגרות URL Eddystone הוא 0x10.
• בייט 12 מגדיר את העוצמה של TX. זהו ערך שלם 8 סיבי חתם כמתואר מאפיין Bluetooth רמת כוח TX

גילוי שירותי רשת

בנוסף משואות BLE ו URL Eddystone, שיטות גילוי רשת כגון SSDP ו mDNS מציעות את האפשרות של כתובות שידור. אתה גם יכול לשלוח כתובות למכשירים ברשתות מקומיות. יש שיטת שני יתרונות על פני BLE: ראשון, משתמשים רק מי מחובר לרשתות מקומיות יכול לראות את כתובות האתרים, ושנית, אין הגבלה על אורך URL כמו עם BLE.

באמצעות רשת דיסקברי עבור האינטרנט הפיזי הגיוני במצבים שבהם האבטחה והפרטיות לשחק תפקיד מפתח. דוגמא תהיה באזור הבית החכם אם גישה למכשירים צריכה להיות מוגבלת רק לאנשים מאותו ביתי.

פרוטוקול גילוי שירות פשוט (SSDP) פרוטוקול רשת לפרסום וגילוי של שירותים ומכשירים נמצא רשתות מקומיות. זה מהווה את שכבת גילוי פרוטוקול plug-and-play האוניברסלי (UPnP) ומסייע לפרסם תקנים חדשים שנוספים שמוגדרים נקודות בקרה. זה גם מאפשר לך לחפש התקנים ושירותים ספציפיים.

פונקציות כאלה מבוססים על שני סוגים של הודעות SSDP. ראשון, יש את הודעת הפרסומת למכשיר שולח ברגע שהוא מתווסף לרשת. המסר לכתובת multicast הסטנדרטי הנמל 239.255.255.250:1900 הוא SSDP: בחיים. בקרת נקודות להקשיב הנמל לקבל הודעות SSDP ובכך להיות מסוגל לזהות מכשירים חדשים ושירותים. לפני התקני UPnP להיעלם מהרשת או אינם זמינים עוד, הם חייבים לשלוח את ההודעה SSDP: ביי ביי לאותה הכתובה multicast ואת היציאה המקבילה.

מצד שני, קיימת פונקציה גילוי שבו SSDP מאפשר שליטה נקודות כדי למצוא מכשירים ושירותים של עניין אפילו ברשת. במקרה הזה, נקודת בקרה שולחת בקשת חיפוש לכתובת ונמל multicast 239.255.255.250:1900. התקני UPnP התומכים בשירותים ביקש לשלוח תגובה unicast לכתובת של המחסום ששלח את הבקשה. הפורמט של התגובה הוא דומה להודעת SSDP מסוג SSDP: בחיים.

האינטרנט פיזי תומך SSDP לשלוח ולקבל כתובות ברשתות מקומיות. Fraunhofer Fokus פיתח את הרעיון ואת הביצוע של המנגנון המתאים. היישום כולל שילוב של SSDP באפליקציית האינטרנט הפיסית עבור אנדרואיד ו- iOS לקבלת כתובות באמצעות הפרוטוקול. בנוסף, כלי חוצת פלטפורמות המבוסס על Node.js נגיש לשלוח כתובות באותו אופן.

בעת שימוש SSDP, מכשיר אינטרנט פיזי מחובר לרשת המקומית שולח את SSDP הבאה: הודעה בחיים ברגע זה זמין ברשת:

NOTIFY * HTTP / 1.1 מנחה: 239.255.255.250:1900
Cache-Control: max-age = שניות עד פרסומת תפוג
מקום: כתובת האתר של דף אינטרנט כדי לפרסם
NT: כד: אינטרנט פיזי-org: התקן: בסיסי: 1
NTS: SSDP: בחיים
שרת: OS / הגירסה UPnP / 1.0 מוצר / גרסה
USN: פרסומת UUID
השיטה ליידע את השורה הראשונה מציינת כי מדובר מסר הפרסומי. בעוד כותרת המיקום מגדירה את כתובת אתר האינטרנט הפיסית שנשלח, בכותרת NT מגדיר את סוג המכשיר, אשר במקרה של האינטרנט הפיזי הוא כד: אינטרנט פיזי-org: התקן: בסיסי: 1. SSDP: הערך בחיים של כותרת NTS מציין כי מכשיר עם חיבור לאינטרנט פיזי זמין. סוף סוף, בכותרת USN מספקת שם ייחודי שיכול לשמש כדי לזהות את המכשיר. לקוחות אינטרנט פיסיים פועלים בסמארטפונים או בטאבלטים להאזין את הכתובת ויציאת multicast 239.255.255.250:1900 ולסנן את המסרים SSDP האינטרנט הפיזי ידי בדיקת הערך של כותרת NT. לאחר מכן תוכל לנתח את מסר SSDP ולקרוא הערך של כותרת המיקום שנושא את כתובת האתר שנשלח.

התקני אינטרנט גופניים חייבים לשלוח את SSDP הבא: ביי ביי הודעה לפני שנעלם מהרשת:

NOTIFY * HTTP / 1.1 מנחה: 239.255.255.250: 1900
NT: כד: אינטרנט פיזי-org: התקן: בסיסי: 1
NTS: SSDP: ביי ביי
USN: פרסומת UUID
SSDP: ביי ביי מבהיר כי מכשיר עם חיבור לאינטרנט הפיזי אינו זמין עוד מעתה והלאה. שווי כותרת USN נשאר זהה כמו SSDP: הודעה בחיים. לקוחות אינטרנט פיסיים המקבלים מבט הודעה כזו עבור ה- URL הקשורים USN ולאחר מכן להסיר אותה מהרשימה.