8.3. RFM69-protocol#

We hebben in de RFM69-knopen te maken met de volgende protocolstack:

  • het hardware-protocol (RFM69 radio);

  • het protocol van de RFM69-library;

  • het protocol van de IoT-toepassing

../_images/IoT-rfm69-pakket.png

Fig. 8.2 RFM69 pakket met LPP payload#

8.3.1. Hardware-protocol#

Het hardware-protocol zorgt voor:

  • het adresseren (destination), zenden en ontvangen van pakketten;

  • het controleren van de CRC (cyclic redundancy check, checksum): als deze klopt, concludeert de hardware dat het pakket correct ontvangen is;

  • het versleutelen en ontsleutelen van de payload (encryptie).

De zender en ontvanger gebruiken dezelfde sleutel voor de encryptie: deze moet van je te voren aan beide kanten instellen. In zo’n geval spreken we over een pre-shared key.

Een beveiligde internet-verbinding, zoals voor https, maakt gebruik van public-key encryptie. In dat geval heb je geen pre-shared keys nodig.

8.3.2. RFM69-library protocol#

Het protocol van de RFM69-library voegt het adres van de afzender (source) toe aan het pakket, als eerste byte van de payload in het hardware-pakket. Het protocol van de RFM69-library noemen we hier het RFM69-protocol.

Het RFM69-protocol gebruikt 5-bits adressen (0..63) voor de knopen in het netwerk. De adressen 0, 61, 62 en 63 hebben een speciale betekenis. RFM69-adres 0 als destination is het broadcast address: alle IoT-knopen in het RFM69-netwerk ontvangen zo’n bericht.

De belangrijkste opdracht voor het zenden en ontvangen van een pakket zijn:

  • rf.receive(rxBuf, sizeof rxBuf);

    • het eerste byte van rxBuf geeft het adres van de afzender.

  • rf.send(dstNode, txBuf, len);

8.3.3. Toepassingsprotocol (payload)#

Het toepassingsprotocol gebruikt de rest van de hardware-payload. Dit protocol gebruikt verschillende formaten voor uplink- en voor downlink-pakketten. We bespreken hier alleen de binaire formaten op basis van het Cayenne low power payload (LPP) formaat.

uplink-berichten

De payload voor uplink-berichten bevat de volgende elementen:

  • port (1 byte): dit geeft aan welk protocol gebruikt wordt voor de payload; port=1 geeft het LPP-formaat aan.

  • nodeid (2 bytes): de identificatie van de knoop (gebruikt in het MQTT-topic);

  • counter (2 bytes): het volgnummer van het bericht; we gebruiken dit onder meer voor de veiligheid, om een replay attack te voorkomen.

  • LPP-upload-payload, zie verderop.

download-berichten

De payload voor een downlink-bericht is erg eenvoudig:

  • port: geeft het toepassingsprotocol aan; port=1 staat voor de LPP payload;

  • (de nodeid is niet nodig: de IoT-knoop kent zijn eigen nodeid)

  • de LPP-downlink-payload

  • een counter (volgnummer) voor de veiligheid is wel nodig.