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特集:IoTがもたらす製造業の革新〜進化する製品、サービス、工場のかたち〜
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» 2016年07月12日 11時30分 公開

Z-Waveの相互互換性を紐解くIoT時代の無線規格を知る【Z-Wave編】(2)(2/2 ページ)

[小川誠(Z-Works),EDN Japan]
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IDはどのように振り分ける?

 ネットワークにノードを追加することは、インクルージョンと呼ぶ。ノードを削除することはエクスクルージョンと呼んでいる。Node IDを設定できるのは、ネットワーク内に1つだけと規定された「Gateway Primary Controller」である。

 Home IDは、Z-Waveアライアンスにより管理されており、完全にユニークな番号が付加される。ゲートウェイには、工場からの出荷時にHome IDが付加される。

 なお、Z-Waveでは、複数のゲートウェイが同じネットワーク、同じHome IDで動作することを求めている。Primary Controllerとして既に動作しているゲートウェイがあるネットワークに、追加でゲートウェイをインクルージョンした場合、追加されたゲートウェイは「Secondary Controller」として、Home IDとNode IDが割り振られれる。

 一方、スレーブデバイスとなるセンサー類は、工場出荷時には、Home IDもNode IDもなく出荷される。実際に使用する際は、インクルージョンされたとき、ゲートウェイからHome IDおよびNode IDが割り振られる。

MAC層(Media Access Function)

 Z-WaveのMAC層は、最大64バイトまでのPHY(Physical layer:物理層)フレームを使用する。このフレームで規定されたデータが、実際に送受信に使われる。

構造
・Home ID:4バイト
・送信元のNode ID:1バイト
・フレーム制御データ:2バイト
・フレームの長さ:1バイト
・送信先のNode ID:1バイト
・データ格納部分:最大54バイト
・チェックサム:1バイト

 フレーム制御のデータは、ヘッダのタイプ指定、スピード、ルーティングされたフレームかどうかのフラグ、シーケンスナンバーなどが格納されている。フレームの最後には、チェックサムが付加される。データを間違いなく送受信できたか確認を行う。

送信は、特定ノードへのシングルキャスト、複数ノードへのマルチキャスト、一斉送信となるブロードキャストが規定されている。左はマルチキャストの例。右はブロードキャストの例 (クリックで拡大)

データ送受信のシーケンス
(1)データパケットの受信
(2)チェックサムの確認→間違いがない
(3)Home IDの確認→Home IDが一致
(4)Node IDの確認→送信先に指定された受取り側のNode IDが一致
(5)Ack(受取確認のデータパケット)を送信

 次回は、Z-Waveのルーティングによるメッシュネットワークについて解説し、なぜZ-Waveが相互互換性を実現できているのかを、引き続きひもといていく。

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