ZigBee alapú adatgyűjtő hálózat tervezése
description
Transcript of ZigBee alapú adatgyűjtő hálózat tervezése
ZigBee alapú adatgyűjtő ZigBee alapú adatgyűjtő hálózat tervezésehálózat tervezése
Hevesi RichárdHevesi RichárdKonzulens: Konzulens: dr. dr. Tóth CsabaTóth Csaba (BME MIT) (BME MIT)
Adatgyűjtő hálózatAdatgyűjtő hálózat
CélokCélok Különböző típusú, különböző helyeken mért Különböző típusú, különböző helyeken mért
adatok eljuttatása egy központi helyreadatok eljuttatása egy központi helyreEszközökEszközök Alacsony fogyasztású szenzorokAlacsony fogyasztású szenzorok Vezeték nélküli hálózatVezeték nélküli hálózatAlkalmazási területAlkalmazási terület Ipari folyamatok monitorozása, Ipari folyamatok monitorozása, ökológiai ökológiai
mérésekmérések, épületautomatizálás, épületautomatizálás
Adatgyűjtő hálózatAdatgyűjtő hálózat
FeladatokFeladatok
Környezeti monitorozó rendszerekkel Környezeti monitorozó rendszerekkel kapcsolatos követelmények kapcsolatos követelmények megfogalmazásamegfogalmazásaJelenlegi megoldások áttekintéseJelenlegi megoldások áttekintéseA ZigBee protokoll tanulmányozásaA ZigBee protokoll tanulmányozásaEgy ZigBee alapú hálózat megtervezése Egy ZigBee alapú hálózat megtervezése Mitmót platformraMitmót platformraA megtervezett hálózat egyes részeinek A megtervezett hálózat egyes részeinek implementálásaimplementálása
KövetelményekKövetelmények
Alacsony fogyasztásAlacsony fogyasztás A központi számítógépnél van csak lehetőség A központi számítógépnél van csak lehetőség
hálózati tápellátásrahálózati tápellátásraAlacsony adatátviteli sebességAlacsony adatátviteli sebességPeriodikus működésPeriodikus működés Alacsony kitöltési tényező a fogyasztás Alacsony kitöltési tényező a fogyasztás
minimalizálása miattminimalizálása miattEgyszerű konfigurálhatóságEgyszerű konfigurálhatóságFizikai kiterjedés: néhány száz méterFizikai kiterjedés: néhány száz méterHibatűrésHibatűrés
ZigBeeZigBee
IEEE 802.15.4IEEE 802.15.4 ISM sávISM sáv 20/40/100/250 kbit/s20/40/100/250 kbit/s CSMA/CA csatorna- CSMA/CA csatorna-
hozzáféréshozzáférés Nyugtázás, CRC Nyugtázás, CRC
hibadetektáláshibadetektálás Folyamatos vagy Folyamatos vagy
periodikus működésperiodikus működés
IEEE 802.15.4 MAC
Upper Layers (ZigBee)
IEEE 802.15.42400 MHz
PHY
IEEE 802.15.4868/915 MHz
PHY
ZigBeeZigBee
SzolgáltatásokSzolgáltatások Alkalmazási rétegAlkalmazási réteg Útvonal-irányításÚtvonal-irányítás KötésKötés AlkalmazásprofilokAlkalmazásprofilok Eszközök felderítéseEszközök felderítése Hálózat felderítésHálózat felderítés ZigBee Device ObjectZigBee Device Object
ZigBeeZigBee
Útvonal irányításÚtvonal irányítás Új útvonalak felderítése az első igény érkezésekor.Új útvonalak felderítése az első igény érkezésekor. Útvonal felderítés broadcast üzenetekkel.Útvonal felderítés broadcast üzenetekkel.KötésKötés Egyszerűbb üzenettovábbítás végpontok között.Egyszerűbb üzenettovábbítás végpontok között. Kötési táblák a résztvevő csomópontokon, vagy Kötési táblák a résztvevő csomópontokon, vagy
dedikált eszközökön is tárolhatóak.dedikált eszközökön is tárolhatóak.Alkalmazás profilAlkalmazás profil Szabványos kommunikáció az alkalmazások között.Szabványos kommunikáció az alkalmazások között. Profil- és clusterazonosítókon keresztül valósul meg.Profil- és clusterazonosítókon keresztül valósul meg.
ZigBeeZigBee
EszközleírókEszközleírók Minden csomóponthoz tartozik egy.Minden csomóponthoz tartozik egy. Az eszköz tulajdonságait, a támogatott Az eszköz tulajdonságait, a támogatott
alkalmazásokat tartalmazza.alkalmazásokat tartalmazza.ZDO – ZigBee Device ObjectZDO – ZigBee Device Object A csomópont szerepét definiálja.A csomópont szerepét definiálja. Inicializálja a protokoll vermet.Inicializálja a protokoll vermet. Eszközfelderítést végez.Eszközfelderítést végez. Kötési kérelmeket inicializál.Kötési kérelmeket inicializál.
Mitmót alapú hálózat tervezéseMitmót alapú hálózat tervezése
Konkrét követelményekKonkrét követelményekAz adatok összegyűjtése a koordinátornál Az adatok összegyűjtése a koordinátornál történik.történik.Időnként adattovábbítás egy web- Időnként adattovábbítás egy web- szerverreszerverreAlkalmazásprofilAlkalmazásprofil Adatok típusa (int, float stb) szerint Adatok típusa (int, float stb) szerint
megkülönböztetett üzenetekmegkülönböztetett üzenetekXML struktúraXML struktúra
Mitmót alapú hálózat tervezéseMitmót alapú hálózat tervezése
Síkfőkút projektSíkfőkút projekt
SzoftverSzoftver
A program C nyelven készültA program C nyelven készültPlatformPlatform AVR MitmótAVR Mitmót Integration rádiós kártyaIntegration rádiós kártya
FejlesztőeszközökFejlesztőeszközök EclipseEclipse MakeMake SubversionSubversion
SzoftverSzoftver
Takarékos memóriahasználatTakarékos memóriahasználat Feltételes fordításFeltételes fordításEltérések a szabványtólEltérések a szabványtól 433 MHz-es frekvenciasáv a használt rádió 433 MHz-es frekvenciasáv a használt rádió
miattmiatt A szinkronizációhoz szükséges előhang eltér.A szinkronizációhoz szükséges előhang eltér. A periodikus működés nem támogatott.A periodikus működés nem támogatott. Az alkalmazási réteg nem darabolja az Az alkalmazási réteg nem darabolja az
üzeneteket.üzeneteket.
SzoftverSzoftver
Megvalósított funkciókMegvalósított funkciók Csak egylépéses hálózat kialakítása lehetséges.Csak egylépéses hálózat kialakítása lehetséges. ZDO inicializálásZDO inicializálás Alkalmazásokat kezelő keretrendszerAlkalmazásokat kezelő keretrendszer Üzenetek multiplexálása a végpontok feléÜzenetek multiplexálása a végpontok felé Hálózat-felderítés, csatlakozásHálózat-felderítés, csatlakozás Szabványos alkalmazási és hálózati csomagok Szabványos alkalmazási és hálózati csomagok
előállítása, értelmezéseelőállítása, értelmezése Adatgyűjtő alkalmazásprofilAdatgyűjtő alkalmazásprofil PéldaprogramPéldaprogram
Köszönöm a figyelmüket.Köszönöm a figyelmüket.
A ZigBee előnyeiA ZigBee előnyei
Hálózati protokoll szinten támogatott az Hálózati protokoll szinten támogatott az alacsony kitöltési tényezőjű működés.alacsony kitöltési tényezőjű működés.Az alábbi szolgáltatások lehetővé teszik Az alábbi szolgáltatások lehetővé teszik kevés konfigurációt igénylő hálózatok kevés konfigurációt igénylő hálózatok létrehozását:létrehozását: AlkalmazásprofilokAlkalmazásprofilok EszközleírókEszközleírók Eszközök felderítéseEszközök felderítéseSzabványosSzabványos
Hiányzó időbélyeg mezőHiányzó időbélyeg mező
Az üzenetek tartalmaznak egy sorszámot, Az üzenetek tartalmaznak egy sorszámot, ami használható annak meghatározására, ami használható annak meghatározására, hogy a mérés melyik periódusban történt.hogy a mérés melyik periódusban történt.
CsomagformátumokCsomagformátumok
MitmótMitmót