Vezeték nélküli adatgyűjtő rendszer alapján rádiók ml-modul-z
A cikk bemutatja a rádiók ML-modul-Z szánt fejlesztés a vezeték nélküli érzékelő hálózatok alapuló MeshLogic platform. Az előnyök és hátrányok a különböző architektúrák vezeték nélküli adatgyűjtő rendszerek, beleértve a szempontból energiafogyasztás eszközök és az akkumulátor élettartamát.
A vezeték nélküli kommunikációs adatok gyűjtésére fontos a sok alkalmazás, mint például:
- automatikus eltávolítására utaló szoba számlálók;
- monitoring rendszer az ipari és otthoni automatizálás;
- állapotfigyelést tartószerkezetek épületek és hasonlók. d.
Ebben az esetben az a része, a fejlesztők és a végfelhasználók jelentős érdeklődés mutatkozik az ilyen rendszerekben, mivel vannak olyan kész megoldásokat, amelyek könnyen használható, és lehetővé teszi, hogy hatékonyan megoldani a problémát az adatgyűjtés egy rádiófrekvenciás kommunikációs csatornát. Az egyik ilyen megoldás süllyesztettek rádiók ML-modul-Z [1] (1.), Amelyek alapján a magyar platform MeshLogic fejleszteni vezeték nélküli érzékelő hálózatok [2, 3], amelynek sok előnye van, az egyéb szokásos és szabadalmaztatott technológiák, különösen olyan funkciók, mint:
- teljesen mnogoyacheykovaya hálózati topológia;
- önszerveződés és az automatikus keresési útvonalak;
- ellenállás közöscsatorna interferenciát;
- skálázhatóság és az adatok megbízhatóságának szállítás;
- összes csomópont egyenlő, és útválasztók;
- működhet az összes csomópont független áramellátás.
RF OEM modulok-ML-modul-Z egy komplett, integrált megoldás, amely lehetővé teszi, hogy a külső fejlesztők számára, hogy saját vezeték nélküli hálózat MeshLogic technológia. Egy speciális változata rádiós modulok integrált hálózati stack MeshLogic, optimalizált osztott gyűjtemény információs rendszereket, ahol több eszköz továbbítja az adatokat egy vagy több gyűjtőhelyek (bázisállomások, átjárók, és így tovább. N.) (ábra. 2).
A fő jellemzője a rádiós modulok ML-modul-Z, hogy azok mind azonos, és a router, azaz képes, ha szükséges, a relé csomagokat, de ez automatikusan megy „alvó” üzemmódban, jelentősen csökkentve az átlagos energiafogyasztás és hosszabb akkumulátor-élettartam . Ha váltani router készenléti módban nem kell beállítani, hogy szinkronizálja a médiákban vagy beállítani más lehetőség, mivel a rádiók maguk határozzák meg az optimális üzemmód függvényében az aktuális hálózati terhelés.
Vegye figyelembe, hogy nem minden megoldás a piacon lehetővé teszik, hogy teljes mesh hálózat, amelyben minden csomópont képes elvégezni újraküldés futáskor akkumulátor nélküli. Például a legtöbb gyakorlati esetben a ZigBee hálózati útválasztók igényel folyamatos ellátást, mivel kell elhelyezkednie a csatorna hallgatási mód.
Leírás rádió
A rádió ML-modul-Z (. Ábra 3) áll, egy mikrovezérlő, adóvevő IEEE 802.15.4 szabvány, egy 48-bites sorszám, flash memória kapacitása 4 Mbyte, és tartalmaz két csatlakozót 50 ohmos antenna: keresztül párna vagy U. FL-csatlakozó. Főbb műszaki jellemzői rádiós modul táblázatban mutatjuk be.
Táblázat. alapvető előírások
Ábra. A 4. ábra egy blokkdiagram jellegzetes termékek alapuló rádiós ML-modul-Z. Jellemzően a fogadó készülék egy mikrokontroller, amely csatlakozik a rádiós modul a soros interfészen keresztül UART és számos digitális vezérlő vonalak.
A mikrokontroller időközönként lekérdezi ezekhez csatlakoztatott érzékelők, vagy más jelforrások (például, méter, áramlásmérők és így tovább. D.), elvégzi az előzetes feldolgozás a mérések és továbbítja az eredménye az egyik bázisállomás (ábra. 2).
Ha az összes terminál továbbítják az adatokat egy pont a gyűjtés, lehet, hogy a hálózati túlterheltség, vagy jelentős csökkenése idején élete, mert a forgalom növekedése, ahogy közeledünk a bázisállomás. Telepítése a hálózat több gyűjtőhelyek lehetővé teszi, hogy csökkentsék hatása ezt a hatást, szétválasztották a forgalom patakok, és növeli a megbízhatóságát adatgyűjtő rendszer. A jelenlegi verzió a verem rádiók ML-modul-Z legfeljebb négy bázisállomások a hálózat, míg a folyamat működésének bármely modul átvihető a terminál mód a bázisállomás üzemmód és vissza, mint az összes rádiók azonos szoftver.
A rádió modul funkciójának mérése tápfeszültség (PM jelzés látható. 4), amelynek használata ajánlott működése során autonóm áramforrás (például az akkumulátor vagy elem), mivel ebben az esetben a modul képes használni ezt az információt egy ésszerűbb felhasználása energia tartalék. A hatékony ez a megközelítés egyértelműen kimutatható a papír [3].
A cél rádiós díj meghatározott SMD szereléshez vagy dugaszolható csatlakozókkal. A chip antenna vagy antenna, mint a karmester a nyomtatott áramköri lapon van kötve a modul segítségével párna. Amikor szerelés a modult a tűs csatlakozóval és / vagy fém ház termékeket kell használni egy külső antennát, amely össze van kötve a rádiós modul segítségével a kábel szerelvény, például U.FL-SMA (RP).
hálózati architektúra és az energiafogyasztás
A műszaki jellemzőit a rádió adott áramfelvétel értékek különböző üzemmódokat, de a gyakorlatban meg kell tudni, hogy az átlagérték, amely meghatározza az az akkumulátor élettartamát - alapvetően fontos paraméter a legtöbb adatgyűjtő alkalmazásokat. Átlagos fogyasztás rádió főleg mennyisége határozza meg a küldött és fogadott időegység forgalom azonban létrehozott egyszerűsített modell teljesítményű rádió ML-modul-Z [5], amely lehetővé teszi számunkra, hogy becslése szerint az átlagos energiafogyasztás függően az alábbi paraméterekkel:
Ebben a forgalom függ a választott architektúra adatgyűjtő hálózatok. A rendszer segítségével a rádió modulok ML-modul-Z lehet megvalósítani két alapvetően különböző hálózati architektúra: topológia „gumiabroncs-star” és mnogoyacheykovaya hálózat. Tekintsük a fő előnyei és hátrányai.
Amikor topológia „csillag busz” (5.) Egy hálózat csomópontok, amelyek össze vannak kapcsolva vezetékes buszon adatok továbbítására és egy álló tápegységet és végberendezések hogy rádión a legközelebbi csomópontot és működtetni egy független áramforrást.
Egy ilyen hálózat architektúra nagymértékben skálázható és az egyszerű karbantartás, mivel lehetővé teszi, hogy hozzáadni vagy eltávolítani az eszközt anélkül, hogy lényegesen befolyásolná az egyéb hálózati elemek.
Ezen kívül, mivel a vezeték nélküli része a hálózat által szervezett topológia „csillag” és az agy egy álló tápegység élettartama telepkapocs igen hosszú lehet. Például, ábrán. A 6. ábra az átlagos energiafogyasztás rádió ML-modul-Z termináleszköz függ a hub üzenetek továbbítására. Látható, hogy az élet két AA méretű alkáli elem lehet több év.
Alkalmazás architektúra „busz-Star” célszerű, például, hogy bizonyítékokat gyűjtsön szoba számlálók az automatizált rendszerek kereskedelmi Energiaforrások beszámoló, mint szinte mindig van lehetősége arra, hogy agyak a padlón, és feküdt a kábel és az adagoló készülék csatlakoztatható a vezeték nélküli rádiós modulok önálló elemeket. Azonban a topológia „gumiabroncs-star” nem rendelkezik kellő rugalmasságot, és nem mindig alkalmazható, így sok feladatot megkövetelik a vezeték nélküli technológiákkal mnogoyacheykovyh.
A rádió modulok ML-modul-Z támogatja mnogoyacheykovyh hálózatokban, ahol minden csomópont router, amely lehetővé teszi, hogy építsenek egy erősebb és fejlettebb rendszerek (7.).
De ebben az esetben az átlagos energiafogyasztás csomópontok növekszik (8.) És a számítási bonyolultabbá válik, mivel figyelembe kell venni a teljes hálózati forgalmat, azaz, hogy figyelembe veszi mind az adatcsomagokat, a forrás, amely közvetlenül a rádió, és a csomagokat kap és közvetít elvégzésével repeater funkció.
Következésképpen az átlagos áramfelvétele rádiós modul alapvetően attól függ, pozícióját a hálózati topológia és áramlásának az irányát a hálózati forgalom, de a szabály, a tervezés során a hálózat elegendő megbecsülni topológia és a természet a forgalom elosztása, hogy meghatározza a csomópont éli a maximális hálózati terhelést. Mivel az energiafogyasztás a csomópont maximális között más csomópontok, akkor a megfelelő érték Pmax (mW) alacsonyabb lehet, értéke távú képletű telep szolgálati Tmin = Cbat / (24 · Pmax), napok, ahol Cbat - az akkumulátor kapacitását (mW · h).
Példaként, úgy a hálózati lineáris topológia, amelyben a csomópontok N a láncban névleges időszakban a T továbbított adatcsomagok bázisállomás (ábra. 9).
Így minden egyes csomópont (kivéve a bázisállomás és a szélsőséges csomópont) képes kötődni csak két szomszédos csomópont, egy broadcast csomag átviteli idő megegyezik Tb. Ezután a csomópont található, a parttól h közbenső továbbítása a bázisállomás, a hálózati terhelés következő vizsgálatokat: Ttxu = T / (n-H +1), Trxu = T / (N-H), Ttxb = Tb. Trxb = 2TB. Ábra. A 10. ábra egy számítás eredménye egy hálózat n = 10 csomópontok és Tb = 30 perc. Úgy látszik, hogy az átlagos értéke energiafogyasztás a legközelebbi bázisállomás csomópont és az extrém csomópont jelentősen eltér, a különbség növekszik a csomópontok száma a hálózatban, és ennek következtében, útvonal hosszúságban, és generál forgalmat intenzitása.
Fölötte vitatták energiát közvetlenül a rádiós modul, míg a termék egészére kell tekinteni az energia költsége a munka a fogadó készülék megszerzése külső érzékelők, és így tovább. D. Jellemzően ezek az értékek eltörpül a fogyasztás a modul teljesítmény, de egyes esetekben, azokat is figyelembe kell venni becslésekor az időzítés a vezeték nélküli csomópont szolgáltatás.
Következtetés rádiók ML-modul-Z
Az a lehetőség, sikeres gyakorlati végrehajtása a vezeték nélküli érzékelő hálózati technológia nagyban meghatározza a rendelkezésre álló kész termékek, amelyek könnyen használhatók, a funkcionalitás, hogy hatékonyan megoldani a feladatokat. Az egyik ilyen termékek RF rádiós modul ML-modul-Z alapján MeshLogic platform.
Beágyazott rádiómodulok ML-modul-Z mértékben kihasználni az összes funkciót, hogy a munka egy rádiócsatornát és hálózat interakció, csökkentve a szükséges időt és költségeket fejlődő vezeték nélküli érzékelő hálózat elosztott adatgyűjtést. Szemben más megoldásokkal integrálva MeshLogic verem verzió tartalmaz egy egyszerű irányító rendszer és a minimális számú beállításokat, de kiváló hatékonyságot és rugalmasságot biztosít.
Ezen kívül fontos előnye a modulok az, hogy tervezik és gyártják a magyar cég, így a fogyasztók megkapják a műszaki dokumentációt, és támogatja az orosz első kézből.
irodalom
További cikkek ebben a témában:
Ha bármilyen pontatlanságot a cikk (hiányzó képeket, táblázatokat, téves információt, stb), kérjük ossza meg velünk. Kérjük, adjon meg egy linket az oldalra, és a probléma leírását.