非常にシンプルな制御プロトコル

非常にシンプルな制御プロトコル（VSCP）^[1]は、ビルやホームオートメーションを主な目的とし たあらゆる種類の自動化タスクに適した無料の自動化プロトコルです。

その主な利点は、各 VSCP ノードが他のノードの分散ネットワークの一部でありながら、完全に自律的に動作できることです。

VSCP は、オートメーション ネットワーク バスを形成するために個々のノードを接続する物理層 ( CAN バス、イーサネット、RS-485、RS-232、MiWiなど) から独立しています。バス上には、スイッチの読み取り、照明、ブラインド、窓、情報ディスプレイの制御、物理的測定値のブロードキャスト (温度、明るさ、消費電力など)、マルチメディア制御、盗難警報や火災警報などを 行うノードが存在する場合があります。

プロトコルのサブセット (レベル I) は、CAN バスとリソースが制限されたマイクロコントローラに非常に適合しています。プロトコル レベル II は、イーサネット (UDP、TCP、独自のイーサネット タイプのRaw-Ethernet ) およびワイヤレス物理層向けに設計されています。すべて同じ共通メッセージ フィールドとフレームワークを共有し、ゲートウェイを介して接続できます。

VSCP はイベントに基づいています。イベントが発生するたびに、他のすべてのノードにブロードキャストされます。ネットワーク上の各ノードはイベントを受信し、このイベントを処理する必要があるかどうかを決定します。

図の例では、ボタンが押されたことを示しています。これにより、ノード 1 はバスにイベント メッセージを送信し、ボタンが押されたことを他のすべてのノードに通知します。ノード 2 はメッセージを受信しますが、このボタンはノード 2 のイベントをトリガーすべきではないと判断します。ノード 3 はメッセージを受信し、このボタンはランプ 2 の点灯をトリガーすべきだと判断します。

あらゆる種類の出来事に対してイベントが存在します。イベントには、ボタンが押された、人感センサーが作動した、太陽が沈んだなどがあります。また、イベントは定期的に送信することもできます。たとえば、1 分ごとに温度を読み取るなどです。VSCP は、発生する可能性のある多くのイベントを事前に定義します。これらのイベントは、クラスとタイプに定義されます。受信したイベントを処理するかどうかは、決定マトリックス(略して DM) によって決定されます。また、DM についても詳しく説明します。

イベントはクラスに編成されます。クラスとは、何らかの形で一緒に属するイベントのコレクションです。クラスには、ALARM、MEASUREMENTS、CONTROL、INFORMATIONなどがあります。現在、 VSCP は約 25 のクラスを指定していますが、さらに多くのクラスを指定できる余地があります 1。各クラスはさらにタイプに細分化されます。タイプは、クラス内のイベントをさらに指定します。たとえば、クラス20 (0x14)のイベントはINFORMATIONイベントです。このクラスには、ボタンが押されたことを示すサブタイプ1 (0x01) BUTTONがあります。この同じ INFORMATION クラスには、 ON、OFF、BELOW LIMITなどを通知するタイプもあります。同様に、measurementクラスには、温度、電流、電圧などを通知するタイプがあります。これらすべてのクラスとタイプを定義すると、ノードは同じ言語を話すようになります。定義済みクラスとタイプの完全なリストについては、 VSCP wiki を確認してください。

ブロードキャストされるイベントには、1 つの VSCP データグラムを形成する多数のフィールドが含まれています。これらのフィールドが物理層に正確にどのようにマッピングされるかは、CAN、イーサネット、TCP などの多数の物理層プロトコルで指定されています。他のプロトコルではまだ定義されていませんが、これらのフィールドを物理層プロトコルにマッピングすることは一般的に難しくありません。VSCPプロトコルには、レベル Iとレベル IIと呼ばれる 2 つのレベルがあります。どちらも基本的に同じプロトコルですが、異なるフィールドのサイズが異なります。

レベル I は、より制約のあるリソースを持つノードで実行することを目的としており、フィールドはやや保守的に定義されています。レベル I は実際にはレベル II のサブセットであり、適切なゲートウェイを使用すると、イベントはレベル I とレベル II のネットワーク間を行き来できます。

レベル II は、リソースの制約がほとんどなく、大きなメッセージ サイズにも簡単に対応できるノード上で実行することを目的としています。

ノードがイベントを受信すると、そのイベントに基づいてタスクを実行する必要があるかどうかをノードが判断する必要があります。これは、決定マトリックス(略して DM) を評価することによって行われます。DM マトリックスは、多数の IF ... THEN ... 条件で構成されています。このような IF/THEN 条件はそれぞれ行と呼ばれ、複数の行が決定マトリックスを構成します。

受信メッセージのクラスとタイプは、常に DM 行によって評価されます。クラスとタイプの評価は、クラス/タイプを最初にマスクに通し、次にフィルターと比較することによって行われます。この方法では、複数のクラス/タイプが DM の 1 行に対して有効な条件をトリガーできます。DM 行のその他の条件 (SenderGUID、ゾーン、サブゾーン) は、オプションで評価されます。DM 行が有効な場合は、アクションが実行されます。アクションとともに、アクション パラメータがあります。アクションの例は、 6がアクション パラメータであるリレー 6 をオンにするなどです。受信ノードで実行可能なアクションは、ノード自体の設計によって決まります。実行可能なアクションを定義するのは、ファームウェア開発者の責任です。次に、MDF ファイル (後述) に可能なアクションを文書化することで、構成ソフトウェアはこのアクションを選択する方法を認識します。DM は、適切なノード構成レジスタを設定することで変更できます。これを行う便利な方法は、VSCPWorks 構成ソフトウェアを使用することです。

送信されるイベントは、データ ペイロードを運ぶこともできます。このペイロードの内容と構成は、イベントのクラスとタイプによって異なります。たとえば、クラス10 (測定) とタイプ6 (温度) のイベントは、ペイロードに温度データ (バイト 0、度または摂氏によって決定されるコーディング付き) を運びます。ボタンイベントは、データ ペイロードにボタンとボタン ゾーン/サブゾーンに関する情報を運びます。クラス/タイプごとに、データ フォーマットは仕様で決定されます。詳細については、wiki を参照してください。

一部の (かなり多くの) イベントには、データペイロードにフィールドゾーンとフィールドサブゾーンが含まれています。この機能は、ノードのグループ化を可能にするために存在します。たとえば、特定のランプを制御するすべてのボタンが同じグループの一部であると判断できます。これにより、特定のシナリオで DM が簡素化されます。ボタンごとにランプ ノードとして 1 つの DM 行 (ボタンごとに 1 行: IF ボタン x の場合はランプをオンにする) を持つ代わりに、IF (ゾーンが一致) THEN ランプをオンにする1 つの DM 行のみを持つことができます。複数のノード スイッチをグループの一部にするには、ノードを構成します。ノードのファームウェアがこの機能をサポートします。

ノードは、その機能を実行する前に適切に構成する必要があります。各 VSCP ノードは、その機能に合わせて調整された独自の構成レジスタ セットを提供します。ボタン ノードでは、ボタンが属するゾーン/サブゾーンを構成することができます。温度ノードでは、トリガー値を設定することができます。また、DM を構成することもノードを構成することの一部です。

ノードの構成は、レジスタへの書き込みによって行われます。各 (レベル I) ノードは、256 個のレジスタへのアクセスを提供します。上位 128 個のレジスタは、VSCP コア機能用に予約されています。これらの 128 個のレジスタには、ノード GUID、ニックネーム、MDF、ページング レジスタなどの項目があります。下位 128 個のレジスタは、アプリケーション固有の使用のために解放されています。128 個のレジスタが十分でない場合は、16 ビット ページングが可能です。これにより、アプリケーションで 65536 x 128 個の 8 ビット レジスタを使用できます。これらのレジスタの書き込み/読み取りは、CLASS 0イベントを使用して行われます。クラス 0イベントは、ノードの構成と管理を目的としたVSCP プロトコル機能メッセージです。

どのレジスタがどのような目的で使用されるかを把握することは、特にアプリケーション固有のレジスタの場合、困難な場合があります。しかし、ここでモジュール記述ファイル (MDF) が役立ちます。MDF ファイルは、モジュールの各レジスタの機能を説明し、そのレジスタの構成オプションなどを提供する、機械可読の XML ファイルです。このファイルは、構成ソフトウェア (VSCPWorks) によって使用され、アドレス指定されたモジュールに固有の構成オプションを表示します。MDF ファイルはノード自体に保存され、そこから VSCPWorks によって取得されますが、より一般的には、MDF ファイルはどこかの Web サーバーでホストされている XML ファイルです。ノードは、XML ファイルがある場所 (URL) を VSCPWorks に通知するだけです。この URL は、VSCP 予約レジスタ 0xE0-0xFF にあります。

VSCPworks は、ノードを構成および管理するための PC (Linux および Windows) ベースのツールです。VSCPWorks を使用すると、MDF ファイルを自動的に解析して、人間が読める形式でレジスタを表示し、レジスタの読み取り/設定を行うことができます。VSCPWorks には、決定マトリックスを設定するためのウィザードも用意されています。

VSCP がプロトコルである場合、VSCP & Friends は、 VSCP を中心に構築されたソフトウェア API、スキーマ、および抽象化レイヤーの名前として使用されます。VSCP & Friends は、 VSCP デバイスのように見えるドライバーを使用して、レガシー デバイスの階層化された抽象化を可能にします。つまり、VSCP & Friends フレームワークを使用して、あらゆるデバイスを制御および監視できます。VSCP & Friends は、IoTおよびM2Mの 4 つの一般的な問題 を解決します。

• 統一されたデバイスの検出と識別。
• 統一されたデバイス構成。
• 自律型/分散型デバイス機能。
• デバイスのファームウェアを更新/保守するための統一された方法。

• VSCPプロジェクトのホームページ
• VSCP仕様
• VSCP ドキュメント
• VSCPモジュール