EnOcean Link是無線無源技術中第一款接口軟件（中間軟件）。它將EnOcean報文轉換成可讀的數據包，這些數據包可以很容易的進行各種應用或者封裝到別的網絡報文中，從而使得EnOcean技術與別的網絡系統深度鏈接更加方便。

自獲能技術早已進入我們的日常生活。自獲能無線電系統已經存在于各種各樣的建筑、廠房以及其他領域。在如今這樣深度網絡連接的時代，一個日益增長的需求就是將無線無源設備鏈接入基于各種不同網絡協議的網絡系統中，這些不同的網絡協議如：WiFi、GSM、Ethernet/IP、BACnet、LON、KNX、DALI。以前，設備生產商不得不開發自己的軟件方案來將EnOcean信號轉換為滿足要求的通信協議。這個困難現在可以被第一款為自獲能無線網絡設計的插件 —EnOcean Link解決掉了。

無需電池供電

無線自獲能技術源自一個簡單的理念 — 無線傳感器安裝的地方，總會有足夠的環境能量供其感應信息和發送無線電信號。自獲能的能量來源包括：機械運動、室內光線以及溫度變化。這種隨時存在的能源提供了足夠的能量用來發射和接收無線開關、傳感器、執行和控制器之間的無線電信號，從而使得至關重要的無線電通信系統得以維持。微型能量采集轉換器代替電池為無線電設備供電。通過已裝有專門開發的軟件的網關（gateway），無線電設備能夠與不同的通信標準相連接，通常，這個網關軟件可以連接EnOcean信號和另外一種協議。

即插即用

即插即用的EnOcean Link為自獲能無線電方案和其它各種進一步處理無線信息的自動化應用提供了一個通用接口，掃除了之前所遇到的障礙。因此，該軟件可以把EnOcean報文字節轉變成數據值。因此，例如溫濕度的傳感器數據，無論是來自設備還是服務器甚至是云服務器，都可以立刻得到處理。設備生產商現在可以輕松快速的將EnOcean技術融入各種應用和系統。例如在智能家居系統中的應用。

EnOcean Link是一個鏈接不同系統和應用的接口軟件。它本身并不直接服務于應用程序，但是卻能使應用程序理解網絡中不同的部件和系統，即使他們基于不同的協議標準。由于不同的協議地址使用類似的方式，使得這種無縫通信成為可能。這就為簡化集成不同的功能和應用程序提供了有益的技術框架。EnOcean Link是目前第一款專門為超低功耗的無線自獲能技術網絡設計的接口軟件。其他的同類接口軟件將進一步推出。它相當于一個函數庫，不需要別的內部運行就可以為各通信層提供服務。通過應用該軟件，開發者增加了對出入接口和數據存儲的執行次序的控制。

該接口軟件最大的功能是自動解釋EnOcean協議棧和EnOcean聯盟應用文件（EnOcean設備文件，EEPs），當然也包括數據加密文件。一般來說，該軟件可以完成以下三個任務：
1.協議標準接收和解碼并轉入數據通信
2.設備連接，包括學習報文的接收和設備信息的存儲
3.相應協議標準編碼要輸出的數據，并將其發送給更多的處理系統

解釋協議棧

ESP3（EnOcean Serial Protocol 3.0）描述了主機和無線無源接收機之間的串口通信協議。主機可以是外部微處理器也可以是包括特定應用程序的PC。ESP3是一個點到點的數據報文協議。該協議包會攜帶如：用戶數據（有效負載）、命令、時間或者應答消息。

每一個ESP3數據包包含報文頭、數據和可選數據。每一個這樣的部分都包含1或X字節的數據。例如，數據包頭包含如下部分：數據長度（數據部分的字節數），可選長度（可選數據部分的字節數），數據包類型（如：無線電、應答、事件、命令）。

EnOcean Link為無線無源網絡提供了數個協議層的服務。在物理層，EnOcean Link從網關（gateway）接收UART數據串（通用異步收發）。這些數據串可以直接來自于網關（gateway）或者選擇性的來自于骨干網的封裝負載協議。ESP3的編碼器是位于物理層。物理層包含著所有有必要的操作內容，用來封裝成相應數據報文提供給以后的處理。有兩個最重要的數據區域是有效負載和發送ID。

配置文件的翻譯是基于預存的應用程序配置文件，將報文段中的有效負載信息翻譯成人們可以看得懂的數據，如溫度、濕度。提供這些數據的被稱為設備通道。設備通道可以通過API接口為應用程序提供服務。API接口可以被應用程序源代碼直接請求，也可以通過包含EnOcean Link的隧道協議請求。

包含應用程序

設備通道是EnOcean Link應用程序接口非常重要的一部分。它們在一個摘要結構中傳送這些由設備提供的數據。裝載著設備發送和編碼信息的設備配置文件是按照EnOcean設備配置文件（EEP）編寫的。這些標準化應用程序協議是由EnOcean聯盟技術委員會依照國際無線電標準ISO/IEC 14543-3-10編寫的。該協議為自獲能結構以及底層協議做了無線電短報文協議優化。該協議為無線自獲能傳感器和開關提供了足夠有效的資源利用。這是唯一一個專門為節約能耗提出的協議標準，來滿足傳感器尤其是需要按壓形變極小的開關的要求。通過發送非常短并且多次發送的報文來滿足要求，同時通過選擇使用利用率較低的頻率來降低干擾。該協議提出了類似于網絡OSI模型的物理層和鏈路層。應用程序文件時為了時間來自不同廠商的產品之間的互操作性而定義的，使其可以在同一個系統中無縫的實現協同工作。

通用的通道類型

對于EnOcean Link，EEP將通過設備通道映射到已經存在的通用設備協議。通過設備用到，EEP可以抽象到一個更一般的定義。由于設備通道和設備時彼此獨立的，這有助于在應用層處理EEP。因此，設備制造商可以更簡單的開發出能和外部應用程序對接的基于EnOcean的新方案或者集成設備/網絡。

完整的設備通道描述包括CHANNEL_TYPE和計數信息（工程最小值、工程最大值、比例因子）以及SUB_FLAG。SUB_FLAG只能應用于當一個設備和與其相匹配的CHANNEL_TYPE同時嵌入通道時。在這種情況下，SUB_FLAG負責區分通道。

EnOcean Link包括三種不同的CHANNEL_TYPE:
1.GNAL - 這類通道呈現物理值，即可測量的值。Signal類設備通道有：溫度、濕度、照明通道等
2.AG – 僅顯示兩種情況的值，如開/關、上/下、壓/沒壓，比如窗磁數據
3.UM – 枚舉現實狀態、位置、計數以及別的不能以FLAG或者SIGNAL形式顯示的數值，如，房間操作板

命令安全

對于越來越多的內部連接應用程序（如：智能家居、控制系統、M2M、能源管理系統）來說，安全性越來越重要。應用車庫門感應器、人體傳感器以及窗磁可以感知到居民的行為，同時也可能未經授權的檢測到一棟建筑的內部情況。為了滿足特殊的加密要求，EnOcean提供了增強的加密機制，用以防止信息被竊取攻擊。一個連續不斷的統計所有傳入傳出報文的EnOcean節點也因此確保了報文不會丟失。一個16bit或者24bit的遞增循環碼不斷變化的加入每一個報文中來實現安全機制。報文頭、報文數據以及當前循環碼都要核對一個24bit或者32bit的數字消息驗證碼（CMAC）。CMAC計數也被AES128加密算法保護。接收系統可以在編碼的基礎上驗證數據報文。這個功能很好的保護了網絡免于應答攻擊。另一個機制是發射機發送加密的數據包，數據用有128bit秘鑰的AES加密算法加密。通過這種方法可以免于竊聽攻擊。

如果無線電報文在空中接口處加密，EnOcean Link可以在將其轉送給外置處理器處理之前對其解碼。反之亦然，EnOcean Link可以在轉發一個應用程序之前對其進行加密。這種安全功能使得設備制造商很容易在他們的應用程序里實現數據加密，這使得EnOcean Link很適用于有重要的應用程序需要傳輸的情況。

圖1: EnOcean Link接口軟件功能 – 協議層，功能，接口

應用程序舉例

設備生產商可以通過EnOcean Link將EnOcean設備和系統與更多地外部網絡相連接，比如：BACnet、KNX、Z-wave、Zigbee、低功耗藍牙以及GSM。

在智能家居中的應用

在智能家居中，網關可以使用EnOcean Link快速解釋EnOcean傳感器信息，例如溫度、人體感應以及光強度信息，同時將這些信息轉發到建筑的核心控制系統。在這里，EnOcean Link是智能家居盒子的一部分，通常中央單元控制房屋里的連接系統。智能家居盒子掌握著應用程序的人工智能，而且許多情況下通過第三方協議連接到云服務器。因此，將EnOcean Link程序和智能家居控制程序運行于同一個硬件上，也已作為借口連接EnOcean身背。結果使得智能家居系統甚至在改造項目中也可以安裝簡單，同時集合了無線無源傳感系統的優點以及智能家居應用程序的安全性。

圖2: EnOcean Link接口軟件在智能家居系統中的應用

控制建筑

除了住宅應用，EnOcean Link還可以應用于各種復雜的建筑場景。在這種情況下，EnOcean Link被應用中中央設備里，比如控制整個建筑，掌控人工智能，同時連接外部網絡的控制服務器。在建筑中，一些網關需要接收數以千計的EnOcean傳感器信息，還要應答接收者、發送返回信息或者如果需要的話還要發送命令數據。這些網關通過骨干網與控制服務器連接，骨干網并不一定基于EnOcean技術。比如，它可以是EnOcean/IP網關。位于中央單元的EnOcean Link可以立即為整個智能系統解釋所有來自于網關的報文。

圖3: EnOcean Link接口軟件在樓宇自動化系統中的應用

快速開發

由于EnOcean Link幫助節約了開發資源，設備開發商可以很快的生產出基于EnOcean的應用程序并將其推向市場。設備開發商無需再另行開發軟件用于轉換EnOcean協議了，他們可以利用現成的EnOcean Link。同樣適用于將EnOcean協議作解釋用于下一步處理的應用程序。隨著EnOcean Link的高效率使用，它可以很快在全世界范圍內得到應用。盡管它最初是基于Linux系統開發的，該軟件同樣適用于別的架構平臺，比如OSGi或者EEBus。購買了正版的軟件后，設備生產商第一年能夠接收到所有免費的更新。之后，還會依照相關的協議提供相應的技術支持。

作者：Marian Hönsch，德國易能森有限公司
翻譯：劉磊，德國易能森有限公司北京代表處

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