Программно-аппаратное обеспечение беспроводной ЛВС системы контроля
Профили устройств ZigBee
Создание библиотеки единых профилей устройств, работающих в сети ZigBee, призвано обеспечить совместимость оборудования различных производителей. Пользовательские профили - это набор сервисов, необходимый для устройств определенного типа, например, систем освещения или пожарных датчиков. Они находятся на вершине стека ZigBee и предоставляют типовые программные модули для использования в отдельных приложениях.
Реализация беспроводной сети возможна и без использования стека ZigBee [3]. Любой стек может использовать уровни MAC и PHY стандарта 802.15.4. Может возникнуть вопрос: зачем использовать стек ZigBee, когда можно использовать собственное решение? Несмотря на то, что ряд компаний планирует создание стеков, руководствуясь, например, соображениями безопасности, а производители оборудования и готовых решений, к примеру, не хотят иметь конкурентов своей продукции, большинство осознает те преимущества, которые может предоставить единый стандарт (совместимость, низкая стоимость, широкий выбор поставщиков). Наверняка многие компании предложат свои профили устройств для уровня приложения стека ZigBee, но в случае, когда необходима стопроцентная совместимость в конкретном решении (например, датчики пожарной сигнализации от различных производителей), предполагается использование профилей устройств, определенных Альянсом. Также компании могут создавать открытые индивидуальные профили устройств для свободного использования другими фирмами, но фактически это случается крайне редко.
Сетевые возможности стека
Стек ZigBee поддерживает различные конфигурации сети, в том числе следующие топологии: «точка — точка», «звезда», «кластерное дерево» и «многоячейковая сеть». Сетевые функции стека включают в себя сканирование сети для обнаружения активных каналов, идентификацию устройств на активных каналах, создание сети на незадействованных каналах и объединение с существующей сетью в зоне персональной беспроводной сети, распознавание поддерживаемых сервисов согласно определенным профилям устройств, маршрутизацию. Это позволяет устройствам автоматически входить в сеть и выходить из нее, исключает нежелательные последствия «сбоя в одной точке» за счет наличия нескольких маршрутов к каждому узлу.
В зависимости от типа, каждое устройство имеет определенные сетевые функции:
- координатор сканирует сеть и определяет свободные каналы для организации сети;
- маршрутизатор (FFD) сканирует сеть, находит активные каналы и пытается войти в состав существующей сети либо создает собственную персональную сеть на правах координатора, если нет активных каналов или не произошло объединение с активной сетью. Если произошло объединение, согласно правилам уже существующей сети координатор примыкающей локальной сети переводится в ранг маршрутизатора и передает всю информацию о локальной сети координатору существующей сети. Из сигнального пакета синхронизации от координатора новообразованный маршрутизатор получает необходимую информацию о временных параметрах сети для обнаружения последующих сигнальных пакетов (рисунок 6.15);
- оконечное RFD устройство всегда пытается войти в существующую сеть.
Все узлы многоячейковой сети способны обнаруживать другие узлы и, распознав друг друга, вычислять оптимальный путь передачи пакетов, максимальную скорость обмена, частоту возникновения ошибок и время ожидания. Рассчитанные значения передаются соседним узлам, а оптимальный путь передачи трафика выбирается исходя из мощности принимаемых сигналов.
Процессы обнаружения узлов и выбора пути идут постоянно, поэтому каждый узел поддерживает текущий список соседей и при изменении их расположения может быстро вычислить наилучший маршрут. Если какой-то узел изымается из сети (для технического обслуживания или вследствие сбоя), соседние узлы быстро изменяют конфигурацию своих таблиц и заново определяют маршруты потоков трафика. Это свойство самовосстановления и преодоления сбоев существенно отличает сети с ячеистой топологией от сетей с жесткой архитектурой.
Из сказанного выше очевидно одно из главных преимуществ технологии ZigBee – возможность создания многоячеистой сети уже на уровне самого стека ZigBee. Кроме этого, увеличенная надежность соединения за счет использования протокола CSMA-CA является очевидным плюсом технологии.
Итак, для проектирования ЛВС разрабатываемой системы контроля возьмем за основу топологию «многоячейковой сети». Учтем, что срок службы автономных источников питания уменьшается за счет применения метода синхронизованного доступа (особенно срок службы источников питания маршрутизаторов), увеличивается сложность определения капалов передачи и происходит задержка (десятки миллисекунд) при каждой пересылке сообщения сетевым узлам. Если со вторым недостатком можно бороться путем увеличения времени ожидания ответа узла, то с первым – только установкой аккумуляторных батарей большей емкости на узел маршрутизатора каждого вагона.
Актуальное на сайте:
Анализ конструкции карданной передачи
Развитие конструкций карданных шарниров неравных угловых скоростей связано с непрерывным улучшением их эксплуатационных свойств: надежности, возможности передачи вращения при повышенном угле между валами, повышения КПД.
Требование обеспе ...
Предпосылки строительства
строительство транссибирская железнодорожная магистраль
В конце XIX в. единственным надежным путем сообщения, по которому можно было передвигаться круглый год и поддерживать связь между Центральной Россией и Сибирью, был Большой сибирски ...
Общие сведения о конструкции изделия
Назначение коробок передач – изменять крутящийся момент, скорость и направление движения автомобиля. У автомобильных двигателей с уменьшением частоты вращения коленчатого вала крутящийся момент незначительно возрастает, достигая максималь ...
Автомобильные дизельные топлива