어떤분으로부터 다음과 같은 내용에 대한 메일을 받았습니다.
>> 저는 센서네트워크 미들웨어 관련하여 과제를 수행중인데 zigbee에 궁금한게 있어서..
>> zigbee를 tinyos에 심어서 micaz에 올리려고 하는데요 자료가 많이 부족하네요.
...
>> z-stack이라는 걸 무료로 배포 하고 있는데 그걸 바로 사용해도 될까요?

아무래도 정리도 할겸 해서 블로그를 통해서 답변을 드리겠습니다.
먼저 ZigBee, TinyOS, Micaz라는 것에 대해서 명확해야겠죠.

1. ZigBee: 간단히 ZigBee Alliance에서 표준화하고 있는 프로토콜이라고 할 수 있습니다.
즉 프로토콜이죠. IEEE 802.15.4라는 MAC단까지 정립되어 있는 프로토콜 상위에 Network
Layer와 Application Layer를 추가하였죠. 좀더 자세히 보면 세분화 되어 있지만 크게는
이렇습니다. 그리고 ZigBee는 Industry 컨소시엄이며 실제 칩벤더에서 스택을 제공하고
있죠. 

2. TinyOS: 말 그래도 OS즉 플랫폼이며, Sensor Network를 위한 설계된 플랫폼이라고
보시면 됩니다. 그렇다면 ZigBee와 TinyOS는 어떠한 관계일까요? ZigBee가 TCP/IP를
기반으로 하는 프로토콜이라고 보신다면 TinyOS는 윈도우 운영체제라고 보시면 됩니다.
물론 많은 비약이 있지만 이해하기는 쉬울 것입니다.

3. Micaz: 그냥 하드웨어죠. 아마 모트(?)라고 부르죠. 먼저 Micaz는 ATmega128L+CC2420
으로 크게 구성이 되어 있네요. 그렇다면 Micaz에 ZigBee나 TinyOS가 올라갈까요? 물론
둘다 올라갑니다. 먼저 따로 따로 올라간다고 말씀 드리겠습니다. <= 요거는 뒷부분을 읽으
면 내용이 조금 이해하실 겁니다.

여기서 부터 아마 답변이 될거 같네요.
TinyOS는 ZigBee보다 먼저 나왔죠. 정확한건 모르겠지만 WSN이라는 개념이 성립되고
이후 버클리의 한랩에서 주도적으로 이에 대한 WSN을 실제 구현할 수 있고 적용할 수 있는
플랫폼의 필요성을 느끼게 되었죠. 그리고 얼마 시간이 지나서 WSN의 시장이 커질거라는
예측과 수요의 발생으로 인해서 정형화된 그 무엇인가가 필요했던거죠. 즉 각각이 제품을
만들면 제품간의 호환성이 가장 문제죠. 우리가 매일 사용하는 USB관련 제품이 이를 잘
설명합니다. 그냥 USB관련 제품끼리는 잘 동작하죠.. 어디에서 만들던지요. 그래서 ZigBee
Alliance에서 ZigBee라는 프로토콜을 제정하게 되었고 이에 참여하는 칩 벤더나 업체들은
자사의 이익을 위해서 ZigBee Stack(ZigBee Software)를 만들어서 쉽게 개발자들이 개발
할 수 있도록 제공했죠. 그러자 ZigBee 시장이 상당히 커지고 사람들도 조금씩 ZigBee라는
것을 알게 되었습니다. 그렇다면 TinyOS에서는? 네 ZigBee 프로토콜을 TinyOS라는 플랫폼
에서 지원하기 위해서 구현을 시작합니다. 왜냐구요? 음... 이건 문화의 차이와 오픈소스의
생태계와 그 뭐랄까... ^^^

ZigBee와 TinyOS의 관계 및 IEEE 802.15.4와 TinyOS의 관계 간단 설명
http://www.tinyos.net/faq.html#SEC-77

네 결론입니다. 이미 TinyOS기반의 ZigBee 프로토콜이 Open Source형태로 구현이
되었으며 되고 있는 중인 듯 합니다. 다음의 URL을 참조하시면 원하는 것울 얻으실
수 있을 겁니다.

http://www.hurray.isep.ipp.pt/activities/ZigBee_WG/default.aspx?AspxAutoDetectCookieSupport=1
http://www.open-zb.net/

그리고 두번째로 Micaz의 H/W에 TI사의 ZStack을 TinyOS에 올리는 것은 감히 불가능이라고
말씀 드릴 수 있습니다. 물론 Micaz가 아닌 다른 센서 하드웨어를 직접 설계하시면 방향을
다르게 하여 TinyOS <--> TI Zstack간의 인터페이스 공유를 통해서 가능은 하지만 그건
조금 Funny한 구현이라서요.. 아니라고 단언할 수 있습니다. 

마지막으로
그리고 직접 TinyOS를 분석하시고 ZigBee Pro프로토콜을 분석하시어 실제 구현을 하시면
많은 것을 얻게 되실거라고 확실히 말씀드리고 싶습니다.
아무쪼록 좋은 연구가 되시고 가끔식 연락 주셔도 됩니다. ^^ <== 질문자에게 드리는 글.. ^^
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  1. jinmabus 2009.05.21 22:27 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    open-zb사이트는 가봤었는데 답이 거기 있을 줄이야 ...
    많은 도움 되었습니다.
    답변 감사합니다.^^

  2. 상상의공간 2010.01.04 21:49 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    그럼 zigbex 모트에는.. 128L 과 센서와 CC2420 이 올려져있고 tinyOS 로 통해서 통신하는거라고 생각하면 되는건가요...?

    제 블로그는 01099496543.tistory.com 입니다..

ZigBee 프로토콜은 Industry 프로토콜입니다.
즉 ZigBee Alliance의 주 멤버들의 제안과 이에 대한 결정으로 지금까지 스펙이 정해져
왔다고 보면 됩니다.

현재까지 가장 WPAN에서 활발했고 그 만큼 많이 사용되었던 프로토콜이 ZigBee라고
할 수 있죠. 그리고 상용버전으로 주요한 메이저 벤더에서도 제품과 ZigBee H/W와
S/W를 개발했었구요.

이에 반해 IETF 기구에서도 현재까지 나름대로 IEEE 802.15.4 기반하의 WPAN에 대한
연구를 진행하고 있었습니다. 아마도 6LoWPAN이겠지요. 이는 WPAN기반하의 무선 센서
네트워크에서 IPv6 네트워크간의 상호 IP하의 운영에 초점을 맞추고 있었다고 보면 됩니다.

기존 ZigBee에서 사용하는 어드레스와 달리 6LoWPAN에서는 각 디바이스마다 IPv6 어드레스
체계를 동일하게 사용한다는 장점이 있었습니다.

이번에 ZigBee Alliance에서 다음과 같이 발표를 하였습니다.
http://news.prnewswire.com/ViewContent.aspx?ACCT=109&STORY=/www/story/04-27-2009/0005013176&EDATE=

ZigBee Allinace Plans Further Integration of Internet Protocol Standards

즉 ZigBee 프로토콜과 기존 인터넷망 표준 프로토콜과의 통합성 계획을 가지고 있다고 합니다.
원본 글에서도 향후 SmartGrid와 같은 솔루션에는 분명 인터넷 인프라가 기본이 되어야 될듯
하기 때문입니다. 이는 새로운 기술의 도래보다는 기존 인프라를 이용하는 것이 비용면이나
검증되었다는 안정성에 무게를 좀더 가질 수 있기 때문인 듯 합니다.

현재 그리 예전에 예상한 만큼 무선 센서네트워크라는 기술의 접목이 그리 크게 확산이 되지는
않고 있으나, 조금씩 발전하는 모습과 향후 비전이 보이고 있다는 것입니다.

아마도 그리 급속도로 퍼질것으로는 보이지 않으나 조금씩 우리 생활에 밀접하게 무선 센서네트
워크라는 기술이 파고 들것으로 예상되기도 합니다.

어쨋든 분명한 것은 WPAN의 기술도 조금씩 발전해 나가고 있으면 여러 시행 착오를 거쳐서 하나
의 표준으로 거듭났으면 하는 바램입니다.


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지그비 관련 일을 많이 하면서 관심을 가지고 있었던게 6lowpan이었다. 실제 아직은 Field에서 6lowpan에 대해서 많이 쓰지는 않고 있다. 예전 etri에서 자체 ipv6 over 802.15.4를 구현한 것을 전시회에서 본적은 있다.

NanoStack을 만든 곳은 sensinode라는 Company이다. 기본적은 Stack과 Source는 해당 회사 홈페이지에서 다운로드를 할 수 있었는데, 올해 초부터 sourceforge에 프로젝트를 등록해 두고 GPL License하에서 개발을 진행한단다. 근데 재미 있는 것은 이분야의 개발자들에게 메일을 보내고 해당 프로젝트에 참여를 유도하는 것이었다. 물로 나도 메일을 받았다. (혹시 Sourceforge에 비슷한 프로젝트를 등록해 두어서 그런가???)

We are just about to release our NanoStack 6lowpan stack project to
Sourceforge. This has 2 years of development behind it and a large industrial,
IETF and academic following. It would be great for you to join the effort as your
project didn't make it past planning yet. Project should go live within a week,
feel free to get in touch.

간단히 참여하겠다는 의사의 메일을 보내니...
몇일 후 해당 프로젝트의 Developer로 되어 있지 않은가!!!.??.. ㅎ
NanoStack Project Page

어쨋뜬 아직 소스만 받아 보고 어떠한 패치나 리포팅을 하지는 않았다. 좀더 시간을 내서 살펴보고 진행을 해보아겠다. 한가지 아쉬운 것이 있다면 Sensor Network 플랫폼에 탑재된 OS(WOS)가 FreeRtos라는 점.. 개인적으로 좀 별로라고 생각하고 있던 rtos라고 생각하고 있었는데... 왜냐하면? 이건 담에 생각나면,, ㅋㅋㅋ

그리고 좀더 할려고 하면 DK나 Hardware가 필요한데,, 지금 내가 가지고 있는 것은 MSP430 시리즈는 없고, CC2430 Toolkit만 가지고 있는데 이걸 어떻게 잘 Hack해야 겠다. 그리고 정말 중요한 것은 컴파일러가 SDCC? 쩝... 아무리 그래도 그렇지...쩝쩝...

시간날때 6lowpan SPEC이나 보자.. 아직 ZigBee 2006,Pro도 쩝쩝..
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6lowpan의 메일링 리스트에서 RFC문서를 업데이트 했길래 포스팅 해둔다..ㅎㅎ

Transmission of IPv6 Packets over IEEE 802.15.4 Networks
http://ietf.org/rfc/rfc4944.txt
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Ember

ZigBee Chip
 - EM250 SOC: Ember에서 ZigBee 1-chip형태로 나온 프로세서이다. 기본적으로 16bit Processor Core를 탑재하고 있다.
   Reference: http://ember.com/products_zigbee_chips_e250.html#block

사용자 삽입 이미지


ZigBee Software
 - EmberZNet
 
사용자 삽입 이미지

  현재 EmberZNet의 경우 3.1까지 Release되어 있으며, ZigBee Pro까지 지원하는 걸로 알고 있다. 아직 2006은 구현이 되어 있지 않을 걸로 알고 있다.

ZigBee Development Tools
 - Development Kits
 - Insight Desktop
 - Insight Adapter
 - xIDE
 - RF Evalution Kit
 - Insight USB Link
  와 같이 다른 ZigBee 업체보다 상당히 많은(?) Tools를 가지고 있다.

Document
 - http://ember.com/products_documentation.html

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op-wipv6

예전글 목록 2007.08.05 13:17

심심하던 차에 개인적인 프로젝트를 한가지 해보기로 결심하였다.
솔직히 어디까지 진행을 할지는 모르겠다...ㅋㅋ ^^

6loWPAN: IPV6 over Low power Wirlesss Personal Area Networks.. 즉 IPV6 over IEEE 802.15.4이다..
현재 국내에서도 많은 연구와 표준화 작업에 참여하고 있는걸로 알고 있다. 개인적인 생각으로는 우리나라가 뭐낙에 IP 강국이기 때문에.. ㅋㅋ 그리고 우리가 보유한 IP6 어드레스가 세계 몇위 인걸로 알고 있다. 그래서 그런가?
어쨌든 공부도 할겸,, 해서 이부분에 개인적이 프로젝트를 하기로 마음 먹었다.

1. 목표는: 6loWPAN Stack 구현이다. target Processor non-dependence 하게 구현할 것이면.. ~~ 차차 수정 예정
2. 라이선스: GPL을 따를 예정이며 그냥 다 오픈이다.. 푸헿~
3. 기간: 무기한......

일단 sourceforge.net에 프로젝트를 등록해 두었다. kldp사이트를 이용할까 하다가~~,, 그냥 외국 사이트에 질러 버렸다(뭘 질러????? )
https://sourceforge.net/projects/op-wipv6

앞으로 할게 많을 듯 하다... ㅋ

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[TI의 ZigBee / IEEE 802.15.4]
http://focus.ti.com/analog/docs/gencontent.tsp?familyId=367&genContentId=24190

기존 Chipcon을 인수한 TI의 ZigBee 기술에 대해서 잠시 살펴 보면 개인적으로 그렇게 업그레이드 된 모습을 찾을 수가 없는 거 같기도 하다. 하지만 전세계적인 distributor을 가지고 있고 수많은 엔지니어와 자본을 생각해보면 분명 지그비 분야에서도 가장 앞서가고 있을 수 있다고 볼 수 있다.

TI의 ZigBee RF Product는 현재 CC2420, CC2430, CC2431이다.
 - CC2420은 2.4GHz Transceiver형태로 Dev Kit형태로 ATmega128 or MSP430과 Two-Chip솔루션 형태로 ZigBee System을 구축할 수 있다.
 - CC2430은 SOC형태 즉 1Chip 형태로(intergrated microcontroller) ZigBee System을 구축할 수 있으며 기본적으로 8051 core를 기반으로 하며, 3가지 형태의 flash사이즈 타입을 고를 수 있다.
 - CC2431는 First System-on-Chip with hardware location engine 이며 아직 나도 다루어 보지는 못했다.

TI의 ZStack 및 IEEE 802.15.4 MAC
현재 가장 최신 버전이 얼마인지는 잘 모르겠지만 1.4.1까지 사용해 보았다. 예전 Chipcon시절 0.8 ~ 부터 사용해 보았기 때문에 쉽게 따라 할 수 있었는게 그 구조가 그리 변하지 않았기 때문이다. Change List를 보니 중간중간 몇가지의 버그 수정이 있었고 ZigBee Spec의 변화를 수정하고 있는듯 (ZigBee spec1.0 ,,, ZigBee Pro ,,,, ZigBee 2006)

TI IEEE 802.15.4 MAC 아마 불리는 이름이 그냥 TIMAC 정도로 불리는 듯... 실제 필드에서 개발알 하다보면 ZigBee Stack 올리지 않고 개발을 하는 경우가 상당히 많이 있다. 왜 그럴까? (이부분은 다음에 시간이 나면 개인적으로 정리할 생각...) 그래서 아마 TI에서 나온듯.. 예전 Chipcon 시절에도 SimpleRF~~ Sample 소스가 제공이 되었다. 그 소스를 바탕으로 CC2420의 IO부분과 Firmware 작업을 할 수 있었다.. ^^

개인적으로 현재 ZigBee 개발에 몸담고 있지만 ZigBee의 향후는 어떻게 될지 정말 모르겠다. 물론 ZigBee라는 거 자체가 신기술, 차세대,, 이런 수식어에 적합하다고 할 수도 있다. 하지만 기술이라는 게.... 어디 내 마음대로 되나?.... 뭐 그래도 앞으로도 계속 이부분에 follow할 것이다.... 아핫~~~
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  1. 2010.07.03 12:44  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

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