כתובת אתר Eddystone, SSDP ו- mDNS תומכים באינטרנט פיסי

כתובת אתר Eddystone, SSDP ו- mDNS תומכים באינטרנט פיסי

מבוא לרשת הגופנית

משואות מתאימים לכל מיני תרחישי יישומים הדורשים תקשורת בין חפצים יומיומיים לסביבתם. האינטרנט הפיזי מסייע למשתמשים לנצל בצורה מיטבית את ההזדמנויות המתקבלות. במאמר זה, אנו נציג כיצד עובד רשת פיזית, ואין ספק שכתובת האתר של Eddystone ממלאת תפקיד חשוב במהלך עבודתו של Eddystone.

ב 2014, גוגל הציגה את פרויקט הקוד הפתוח שלה Physical Web במטרה לקשר את העולם הווירטואלי ביתר שאת עם זה האמיתי. תחנות אוטובוס, אטרקציות תיירותיות, חפצים יומיומיים או פריטי סופרמרקט – בעקרון, כולם יכולים כעת לשלוח באופן עצמאי הודעות לסמארטפונים באמצעות משואות. הבסיס לתקשורת כזו הוא ה- Bluetooth Low Energy (הפכתי) טכנולוגיית רדיו. אם פריט מצויד במגדלור, הוא יכול לשלוח הודעות לסמארטפונים התומכים ב- BLE, למשל מידע על עיכובים, מבצעים מיוחדים או ימי קמפיין.

בהקשר הזה, האינטרנט הפיזי מבטיח, בין השאר, שמשתמשים לא צריכים להתקין אפליקציות חדשות בכל מקום, אך ניתן להציג את החדשות בממשק אחיד. ניתן להשתמש בו כמעט בכל המקרים בהם המשתמשים מעוניינים במידע על הסביבה שלהם או בהם יש צורך באינטראקציה בינם לבין אובייקטים חכמים.. על מנת לקבל מושג טוב יותר לגבי תרחישים כאלה, להלן שלוש דוגמאות יישום קצרות.

תחנת האוטובוס החכמה: תחנת אוטובוס בקרבת מקום יכולה להודיע ​​להמתין לאנשים דרך הסמארטפון שלהם כאשר האוטובוס הבא יגיע. במקרה הזה, חיישן BLE האינטרנט הפיזי שולח כתובת אתר המובילה לאתר של תחנת האוטובוס. על מנת להבדיל אותם מאחרים, כתובת האתר תכיל קוד זיהוי של העצירה.

אינטראקציה עם מכונות אוטומטיות: מכונה אוטומטית עם חיבור לאינטרנט שולחת כתובת שבה לקוחות יכולים להשתמש כדי לגשת לאתר באמצעות פונקציית התשלום של מכונת האוטומט אם אין להם מזומנים איתם. כתובת האתר כוללת אסימון המשתנה באופן דינמי לאחר כל רכישה. המכונה ואתר האינטרנט שנפתח בסמארטפון מתחברים לשרת האחורי של הספק באותה אסימון. לאחר עיבוד הרכישה, השרת שולח בקשה למכונה אוטומטית להנפיק את המוצרים שנרכשו. האינטרנט הפיזי משמש להעברת ה- URL לסמארטפון. כל שאר הצעדים מתקיימים באינטרנט כרגיל. לדוגמה, ניתן להשתמש בשקעי האינטרנט כביכול לתקשורת דו כיוונית בין המכונה או האתר לשרת.

מכשירי חשמל ביתיים מפוקחים: ניתן להשתמש ברשת הפיזית גם לשליטה ובקרה על מכשירי חשמל ביתיים כמו מכונת הכביסה. כל מכשיר שולח URL שמתייחס לכתובת IP וניתן להגיע אליו רק כאשר הוא מחובר לרשת המקומית. ניתן להגביל את החשיפה של כתובת האתר למכשירים ברשת אם נעשה שימוש בטכניקות גילוי רשת כגון mDNS ו- SSDP במקום BLE.

אינטרנט פיזי או אפליקציות בודדות

בניגוד להצעות מידע אחרות (לְמָשָׁל. מידע על לוחות זמנים או עמותת תיירות), שם המשתמשים צריכים להתקין אפליקציה משלהם עבור כל ספק, האינטרנט הפיזי משלב כתובת URL של Eddystone המועברת על ידי המשואות כאילו היו שאילתת חיפוש בדף. כך שמשתמשים יכולים למצוא חפצים חכמים בסביבתם באמצעות אפליקציה אחת בלבד ולקיים אינטראקציה ישירה איתם. יתרון נוסף: לא נשלחות התראות יזומות. המשתמש רואה רק רשימת אובייקטים באזור שלו אם הוא רוצה.

בנוסף BLE, MOKOSmart, בו עובד המחבר, מציע שיטה לשליחה וקבלה של כתובות אתרים ברשתות מקומיות המבוססות על פרוטוקול גילוי השירות (SSDP). בעזרת SSDP, אפשר להגביל את החשיפה של כתובת אתר Eddystone שנשלחה ברשתות מקומיות ובכך להגדיל את אבטחת החיבור.

האינטרנט הפיזי זמין כפרויקט תחת רישיון Apache ב- MOKOSmart וכולל יישומים לפלטפורמות כמו אנדרואיד, iOS, ו- Node.js. יישומי האינטרנט הפיזיים עבור אנדרואיד ו- iOS זמינים בחנות האפליקציות של אפל ובחנות Google Play. יש להבין את כל היישומים כאבות-טיפוס, המאפשרים למפתחים להתנסות באינטרנט הפיזי בשלב מוקדם. בעתיד, זה אמור להיות זמין במכשירים ניידים אחרים בנוסף לסמארטפונים.

כתובת אתר eddystone

כיצד פועל הרשת הפיזית?

הרשת הפיזית נאמרת כשלוחה של האינטרנט. כמו כל טכנולוגיות הרשת, הוא פתוח לכולם וכל אחד יכול לפתח אותו הלאה. מכיוון שהמערכת מבוססת על הצגת כתובות URL, זה מבוזר ולא נשלט על ידי אף אחד. כתובת האתר של Eddystone יכולה להוביל לדפי מידע פשוטים, למורכב יותר, יישומי אינטרנט אינטראקטיביים או אפילו ליישומים מקוריים. רשת האינטרנט הפיזית דומה לחיפוש באינטרנט:

המשתמש מציג רשימת אובייקטים מסביבתו.
מוצגת רשימת כתובות אתרים.
המשתמש בוחר אחד.
כתובת האתר יוצאת בחלון הדפדפן.
יש לקחת בחשבון את ההיבטים הבאים מנקודת מבט טכנית:
1. שלח משוב
2. הִיסטוֹרִיָה
3. שמור
4. קהילה

• שליחת וקבלת כתובות URL: ישנן דרכים רבות לשלוח כתובות אתרים. האינטרנט הפיזי תומך כרגע בהעברה דרך BLE, mDNS, ו- SSDP (עוד על כך בסעיף הבא).
אחזור מידע בסיסי מאתרי אינטרנט: לקוח האינטרנט הפיזי אוסף כתובות אתרים שנמצאו ושולח אותן יחד עם כל המידע הרלוונטי (לְמָשָׁל. עוצמת אות) לשירות אינטרנט. זֶה, בתורו, קורא את המידע הבסיסי כמו הכותרת, תיאור, וסמל האתר ומחזיר את תוצאות החיפוש ללקוח. יישום האב-טיפוס של שירות האינטרנט זמין במאגר ה- GitHub של הפרויקט.

• הצגת התוצאות: דירוג חשוב בכל הקשור להצגת המכשירים הרבים השולחים כתובות אתרים מהאזור. לקוח האינטרנט הפיזי יכול למיין לפי חוזק האות, העדפה אישית וקריטריונים אחרים. על המערכת למיין דואר זבל לפני כן. מכיוון שלנועי חיפוש יש את אותה הבעיה, ניתן להשתמש בגישה שלהם עבור האינטרנט הפיזי. בתצוגת התוצאות, המשתמש לוחץ על אובייקט רשימה והדפדפן פותח את האתר המשויך אליו.

• כפי שהוזכר, האינטרנט הפיזי יודע כרגע שלוש דרכים לשלוח ולקבל כתובות URL. הם מבוססים על שני תהליכים שונים: גילוי אנרגיה נמוכה של Bluetooth ושירותי רשת. תיאורטית, ניתן להוסיף שיטות נוספות בעתיד. לדוגמה, מפתחים יכולים להשתמש בטכנולוגיית סימוני מים כדי להטמיע כתובת באות שמע. במקרה הזה, היה צריך להרחיב את לקוח האינטרנט הפיזי בכדי שיוכל לקבל אותות שמע ולפענח את כתובות האתרים הכלולות בו.

Ble Bluetooth ו- Eddystone

הטיוטה הראשונה של האינטרנט הפיזי משתמשת BLE בכדי לשלוח את כתובת האתר לחבילה המתאימה. הטכנולוגיה מאוד חסכונית באנרגיה, במיוחד אם המוצר המשתמש בו מופעל במצב שידור (מצב BLE שאינו ניתן לחיבור), כמו במקרה של האינטרנט הפיזי. מכשירי BLE קטנים יכולים לשלוח כתובת אתר Eddystone עם תא כפתור בודד במשך כמעט שנתיים.

אחד מאבני הבניין הבסיסיות של האינטרנט הפיזי הוא כתובת האתר Eddystone. כמפרט פרוטוקול, Eddystone מגדיר תבנית הודעה בעלת צריכת חשמל נמוכה של Bluetooth למשואות קירבה על פי מפרט הליבה של Bluetooth. הוא מתאר סוגי מסגרות שונות שמשואות יכולות להשתמש בהן בנפרד או בשילוב: Eddystone-UID, Eddystone-TLM, וכתובת האתר של Eddystone הנ"ל, שהוא היחיד הרלוונטי לאינטרנט הפיזי.

הודעת Eddystone מורכבת משני סוגי נתונים בסיסיים בגוש נתונים פרסומי (מוֹדָעָה): שירות UUID ושירות נתונים. שני הסוגים משתמשים במזהה ייחודי של 16 סיביות (UUID) העומד בתקני Bluetooth. שירות UUID השמור לאדיסטון הוא 0xFEAA. זה מספק מנגנון יעיל, סריקת רקע חוצה פלטפורמות המאפשרת גם ל- Android וגם ל- iOS. הבתים שלאחר מכן של חסימת AD מכילה את הנתונים הספציפיים למסגרת. הבייט הראשון מגדיר את סוג המסגרת. כיום משתמשים רק בארבע הקטעים המשמעותיים ביותר. ארבעת התחתונים שמורים לשימוש מאוחר יותר והם חייבים להיות בעלי הערך 0000.

מסגרת ה- UID של Eddystone שולחת מזהה משואה ייחודי של 16 בתים המורכב ממזהה מרווח שמות בן 10 בתים ומזהה מופע בן 6 בתים.. אם כי ניתן להשתמש במזהה מרחב השמות לקבוצת מערכת משואות ספציפית, מזהה המופע שימושי לזיהוי המכשירים בקבוצה.

אם אתה מסתכל על הרעיון של UID Eddystone, זה עובד בצורה דומה ל- iBeacons שהציגה אפל ב- 2013. חבילת iBeacon מכילה 16 בתים קרובים ל- UUID, תחום ראשי של שני בתים, ותחום משני של שני בתים. מנות iBeacon כוללות UUID של 16 סיביות, 2-שדות בתים גדולים ושני בתים מינוריים. ניתן להשתמש ב- UUID בקרבה לזיהוי ארגון או יישום כמו עסק. שדות מרכזיים וקטינים מאפשרים הקצאה מפורטת יותר של הזהות שנקבעה על ידי UUID, כמו במקרה של סניף. Eddystone-TLM שולח כעת מידע טלמטרי כמו מצב סוללה, טמפרטורת המכשיר ומספר המנות שנשלחו על ידי המשואה.

מסגרת ה- URL של Eddystone שולחת גרסה מופחתת של כתובת האתר שנוצרה על ידי קידוד. הדחיסה מאפשרת להעביר יותר נתונים באמצעות חבילת הפרסום המוגבלת. הפורמט של הראשון 11 בתים (בתים 0 דרך 10) של הודעת Eddystone זהה לכל סוגי המסגרות. כיצד מוגדרים הבתים הבאים (החל בבתים 11), למרות זאת, תלוי בסוג המסגרת:

• בייט 11 מגדיר את סוג המסגרת. הערך שלה למסגרות URL של Eddystone הוא 0x10.
• בייט 12 מגדיר את כוחה של טקסס. זהו ערך מספר שלם חתום על 8 סיביות כמתואר בתכונת ה- Bluetooth ברמת העוצמה של TX

גילוי שירות רשת

בנוסף משואות BLE וכתובת Eddystone, שיטות גילוי רשת כגון SSDP ו- mDNS מציעות אפשרות להעברת כתובות אתרים. אתה יכול גם לשלוח כתובות URL למכשירים ברשתות מקומיות. לשיטה שני יתרונות על פני BLE: ראשון, רק משתמשים המחוברים לרשתות מקומיות יכולים לראות את כתובות האתרים, ושנית, אין הגבלת אורך URL כמו עם BLE.

השימוש הגלישה ברשת עבור האינטרנט הפיזי הגיוני במצבים בהם אבטחה ופרטיות ממלאים תפקיד מפתח. דוגמה לכך היא אזור הבית החכם אם הגישה למכשירים צריכה להיות מוגבלת רק לאנשים מאותו משק בית.

פרוטוקול גילוי השירות הפשוט (SSDP) הוא פרוטוקול רשת לפרסום וגילוי שירותים ומכשירים ברשתות מקומיות. זה מהווה את שכבת הגילוי של פרוטוקול plug-and-play האוניברסלי (UPnP) ועוזר לפרסם התקנים שהוספו לאחרונה המוגדרים כנקודות בקרה. זה גם מאפשר לך לחפש מכשירים ושירותים ספציפיים.

פונקציות כאלה מבוססות על שני סוגים של הודעות SSDP. ראשון, יש את הודעת הפרסומת שמכשיר שולח ברגע שהיא מתווספת לרשת. ההודעה לכתובת וליציאה לקבוצת הקבוצה הרגילה 239.255.255.250:1900 הוא ssdp: בחיים. נקודות בקרה מאזינות ליציאה לקבלת הודעות SSDP ובכך להיות מסוגלות לאתר מכשירים ושירותים חדשים. לפני שמכשירי UPnP נעלמים מהרשת או שאינם זמינים עוד, עליהם לשלוח את ההודעה ssdp: להתראות לאותה כתובת multicast וליציאה המתאימה.

מצד שני, קיימת פונקציית גילוי בה SSDP מאפשרת לנקודות הבקרה למצוא מכשירים ושירותים מעניינים גם ברשת. במקרה הזה, נקודת בקרה שולחת בקשת חיפוש לכתובת והיציאה לקבוצה 239.255.255.250:1900. מכשירי UPnP התומכים בשירותים המבוקשים שולחים תגובה unicast לכתובת המחסום ששלח את הבקשה. פורמט התגובה דומה להודעת ה- SSDP מהסוג ssdp: בחיים.

האינטרנט הפיזי תומך ב- SSDP לשליחה וקבלת כתובות URL ברשתות מקומיות. Fraunhofer FOKUS פיתחה את הרעיון והיישום של המנגנון המקביל. היישום כולל שילוב של SSDP ביישום האינטרנט הפיזי עבור אנדרואיד ו- iOS לקבלת כתובות אתרים באמצעות הפרוטוקול. בנוסף, כלי חוצה פלטפורמות המבוסס על Node.js זמין לשליחת כתובות URL באותו אופן.

בעת השימוש ב- SSDP, מכשיר אינטרנט פיזי המחובר לרשת המקומית שולח את ה- ssdp שלהלן: הודעה חיה ברגע שהיא זמינה ברשת:

לְהוֹדִיעַ * HTTP / 1.1 מנחה: 239.255.255.250:1900
בקרת בקשה: גיל מקסימום = שניות עד שפג תוקף הפרסום
מקום: כתובת האתר של דף האינטרנט לפרסום
NT: מֵיחָם: פיזי-אינטרנט-אורגני: התקן: בסיסי: 1
NTS: ssdp: בחיים
שרת: ה / גרסת UPnP / 1.0 מוצר / גִרְסָה
USN: פרסומת UUID
שיטת ה- NOTIFY בשורה הראשונה מצביעה על כך שהיא הודעה פרסומית. בעוד שכותרת LOCATION מגדירה את כתובת האתר הפיזית שנשלחת, כותרת NT מגדירה את סוג ההתקן, שבמקרה של האינטרנט הפיזי הוא כדים: פיזי-אינטרנט-אורגני: התקן: בסיסי: 1. ה- ssdp: הערך החי של כותרת NTS מציין כי מכשיר האינטרנט הפיזי זמין. סוף סוף, הכותרת USN מספקת שם ייחודי שניתן להשתמש בו לזיהוי המכשיר. לקוחות אינטרנט פיזיים הפועלים בסמארטפונים או בטאבלטים מאזינים לכתובת והיציאה לקבוצה 239.255.255.250:1900 ולסנן את הודעות ה- SSDP הפיזיות ברשת על ידי בדיקת הערך של כותרת NT. לאחר מכן תוכל לנתח את הודעת ה- SSDP ולקרוא את הערך של כותרת ה- LOCATION הנושאת את כתובת האתר שנשלחה.

על מכשירי אינטרנט פיזיים לשלוח את ה- ssdp הבא: הודעה ביי ביי לפני שנעלמת מהרשת:

לְהוֹדִיעַ * HTTP / 1.1 מנחה: 239.255.255.250: 1900
NT: מֵיחָם: פיזי-אינטרנט-אורגני: התקן: בסיסי: 1
NTS: ssdp: ביי ביי
USN: פרסומת UUID
ssdp: ביי-להבהיר כי מכשיר האינטרנט הפיזי כבר אינו זמין מעכשיו. הערך של כותרת ה- USN נשאר זהה לזה ב- ssdp: הודעה חיה. לקוחות אינטרנט פיזיים המקבלים הודעה כזו מחפשים את כתובת האתר המשויכת ל- USN ואז מסירים אותה מהרשימה.