Спецификация Lorawan. Активация Конечных Устройств

Продолжение.

Спецификация LoRaWAN 1.0.2. Начинать: Спецификация LoRaWAN. Введение.

Основные понятия и классы терминальных устройств

Спецификация LoRaWAN. Активация конечных устройств

Для подключения к сети LoRaWAN конечное устройство должно пройти процедуру активации (End-Device Activation).

Спецификация предусматривает два варианта активации устройств:

  • OTAA, беспроводная активация (необходимо пройти процедуру присоединения, в ходе которой генерируются ключи шифрования сеанса и адрес DevAddr).

  • ABP, активация путем персонализации (процедуру присоединения проходить не нужно, ключи шифрования и адрес DevAddr прописываются в устройство заранее (персонализация устройства))
После активации устройство должно содержать следующие значения:
  • Адрес конечного устройства (DevAddr) — локальный адрес устройства в этой сети [32 бита].

    DevAddr состоит из двух полей: NwkID (идентификатор сети, биты 31.25) и NwkAddr (сетевой адрес, биты 24.0).

  • Ключ сеанса сети (NwkSKey) — ключ сеанса сети [128 битов], используемый для вычисления и проверки поля MIC (код целостности сообщения) сообщений, которыми обмениваются конечное устройство и Сетевой сервер, а также для шифрования сообщений уровня MAC.
  • Сеансовый ключ приложения (AppSKey) — сеансовый ключ [128 бит], используемый для шифрования данных на уровне приложения (между конечным устройством и сервером приложений).

  • Также устройство должно иметь идентификатор приложения [64 бита], который прописывается заранее — Идентификатор приложения (AppEUI)


Спецификация LoRaWAN. Активация конечных устройств



Беспроводная активация

При активации OTAA конечное устройство должно проходить процедуру присоединения к сети каждый раз, когда информация о сеансе (локальный адрес DevAddr, NwkSKey, ключи AppSKey) отсутствует или неактуальна в устройстве.

Перед процедурой подключения в устройстве необходимо записать:

  • Идентификатор конечного устройства (DevEUI) — уникальный идентификатор, который присваивается устройству в процессе производства [64 бита].

  • Идентификатор приложения (AppEUI) — уникальный идентификатор приложения [64 бита], о котором говорилось ранее.

  • Ключ приложения (AppKey) — ключ [128 бит], который используется в процессе присоединения к сети для получения сеансовых ключей NwkSKey и AppSKey.


Процедура присоединения при активации OTAA

Процедура присоединения всегда инициируется конечным устройством и состоит из двух сообщений, которыми обмениваются конечное устройство и сетевой сервер: запрос на присоединение (устройство → сервер) и присоединиться принять (сервер → устройство).



Спецификация LoRaWAN. Активация конечных устройств

Сообщение с запросом на присоединение содержит AppEUI, DevEUI и случайное число DevNonce:

Запрос на присоединение
8 байт 8 байт 2 байта
AppEUI DevEUI DevNonce
Для каждой конечной точки сетевой сервер запоминает значения DevNonce, которые использовались ранее, и игнорирует запросы, содержащие повторяющиеся значения DevNonce. В ответ на запрос на присоединение сервер отправляет сообщение о принятии присоединения.

Присоединиться Принять
3 байта 3 байта 4 байта 1 байт 1 байт 16 байт
AppNonce NetID ДевАддр DLНастройки Задержка приема CFList
Где: AppNonce - случайное число.

NetID — идентификатор сети.

ДевАддр — адрес устройства в сети.

DLНастройки — параметры, используемые для нисходящих сообщений (сервер -> устройство).

Задержка приема — задержка между окончанием передачи терминального устройства и началом окна приема Rx1 (что такое окна приема — см.

Спецификация LoRaWAN. Введение.

Основные понятия и классы терминальных устройств ).

CFList — список дополнительных частотных каналов, которые может использовать терминальное устройство.

Поле DLНастройки [8 бит] имеет следующий формат:

DLНастройки
7-й бит биты 6.4 биты 3.0
РФУ RX1DRсмещение Скорость передачи данных RX2
Где: РФУ — Зарезервировано для будущего использования, не используется.

RX1DRсмещение — разница между скоростями передачи данных восходящей и нисходящей линии связи, используемой для первого окна приема Rx1. По умолчанию — 0. Скорость передачи данных RX2 — скорость, используемая для второго окна приема Rx2. Случайные числа DevNonce И AppNonce используется при вычислении сеансовых ключей NwkSKey И AppSKey .



Активация посредством персонализации

«Активация путем персонализации» означает, что значения записываются непосредственно на устройство.

ДевАддр , NwkSKey И AppSKey (происходит персонализация устройства).

Согласно спецификации, каждое устройство должно содержать уникальные значения сеансовых ключей NwkSKey и AppSKey, чтобы компрометация этих значений, содержащихся в одном устройстве, не приводила к компрометации других устройств в сети.

При таком способе активации терминальному устройству не нужно проходить процедуру подключения к сети; сразу после включения устройство готово к передаче данных.

Ссылки по теме:

Теги: #Беспроводные технологии #iot #Разработка Интернета вещей #Разработка систем связи #lorawan #lpwan #iiot #стандарты связи #LoRa #базовая станция lorawan #EFO #спецификация lorawan #lorawan Alliance
Вместе с данным постом часто просматривают: