802.15.4

Den 802.15.4 er en kommunikationsprotokol defineret af IEEE. Den er designet til trådløse netværk af familien WPAN LR på grund af deres lave strømforbrug, deres kort rækkevidde og lav-flow-enheder ved hjælp af denne protokol.

802.15.4 bruges af mange implementeringer baseret på proprietære protokoller, eller IP, såsom ZigBee og 6LoWPAN.

LR WPAN kendetegn er:

  • dannelsen af ​​en stjerne eller mesh-netværk type,
  • tildelingen af ​​en 16-bit eller 64-bit-adresse,
  • anvendelsen af ​​CSMA / CA til at kommunikere,
  • lavt strømforbrug,
  • Påvisning af energi,
  • en angivelse af link-kvaliteten,
  • anvendelse af:
    • 16 kanaler i frekvensbåndet på 2,4,
    • 10 kanaler i frekvensbåndet 902,
    • 1 i kanalen 868 frekvensbåndet.

IEEE har defineret to typer af enheder, der kan deltage i et netværk:

  • idet indretningen har alle mulige funktioner
  • hvilken indretning har begrænsede funktioner

FFD kan give tre funktioner i et netværk: PAN-koordinator, router eller er tilsluttet en sensor.

Den RFD er designet til enkle applikationer. Det betragtes som en "ende" enhed i den forstand, at det ikke er afgørende for netværket.

For at kommunikere på samme netværk, skal en FFD og RFD bruge den samme fysiske kanal fra dem, der defineres i henhold til den valgte frekvensbånd. Den FFD kan kommunikere med RFD og FFD, dialogen RFD med FFD kun mens.

Netværkstopologi

802.15.4 som foreslår at drive en stjerne topologi, mesh og træ. Enhederne er defineret på MAC-niveau som:

  • netværk koordinatorer,
  • af FFD enheder,
  • af RFD enheder.

Det fysiske lag

Det fysiske lag indeholder radiosender / modtager med et lavt niveau kontrolmekanisme. Lave frekvenser giver mulighed for en større rækkevidde på grund af lavere udbredelsestab. Den største årsag til højere output, lavere latency og kortere arbejdstid cyklusser.

Mediet adgang lag

Kendetegnene for MAC-laget er forvaltningen tag, håndtering tilgangskanal, GTS, validering af rammer, etc. MAC-laget tillader også brugen af ​​sikkerhedsmekanismer i forbindelse med gennemførelsen af ​​applikationer.

Der er dog to driftsmåder af MAC-laget afhængigt af den anvendte topologi og behovet for garanteret sats, nemlig:

  • ikke-beacon fremgangsmåde under anvendelse af CSMA / CA,
  • beacon-tilstand, sende regelmæssig periode på et fyrtårn til at synkronisere enheder, hvilket sikrer en flowmåler med en GTS.

Sammenfattende er CSMA / CA ikke anvendes i beacon mode for at sende fyrtårn, sender bekræftelsen.

Netværk kaldet "ikke-beacon"

Der er et netværk fremgangsmåde "ukodet". Dette betyder, at standard koordinator er i data ventetilstand.

Den enhed, der ønsker at sende, om kanalen er ledig. Hvis dette er tilfældet, transmitterer dem derpå ellers afventer et tilfældigt tidsrum.

Når koordinatoren har data til at overføre til en enhed, venter den indtil enheden kommer i kontakt og anmoder dataene. Koordinatoren sender derefter en bekræftelse af modtagelsen af ​​anmodningen. Hvis data er under behandling, koordinatoren overfører data ved hjælp af samme princip. Hvis der ikke er udestående data, koordinatoren sender en tom data ramme. Enheden anerkender dataene.

Den ikke-beacon tilstand anvendes generelt til sensorer, der sover det meste af tiden. Når en begivenhed sker, sensorerne øjeblikkeligt vågne op og sende en alarm ramme. Koordinatoren i denne type netværk skal være på vekselstrøm, fordi det aldrig sover: Det er som standard i lyttende tilstand af en begivenhed ramme eller tilstedeværelse. I denne type netværk, er koordinatoren ikke udsender tag og forhindrer synkronisering af enheder.

Denne løsning har den fordel at optimere batteriets levetid af sensorerne og bruge kanalen, når det er nødvendigt at transmittere nyttige data. Ved ulemper på grund af CSMA / CA-kanal adgang er ikke garanteret i en periode.

Netværk med at sende beacon, kaldet "beacon"

Formålet med et netværk, der opererer med den periodiske afsendelse af et fyrtårn er at synkronisere enheder med koordinatoren. I en IEEE 802.15.4-netværk, alle enheder fungerer uafhængigt af hinanden. Ved ulemper til at kommunikere på netværket, skal de vide, hvornår at vågne op til at sende. Til dette er det nødvendigt, at de er synkroniseret med hensyn til koordinatoren opvågnen som den er ansvarlig for at dirigere data via netværket.

Ved modtagelse af en beacon, er alle enheder underrettet om varigheden af ​​superrammen og hvornår de kan overføre data. De vil også modtage en indikation fra når koordinatoren går i dvale, og hvor længe. Enhederne derefter vide, hvornår de kan gå i dvale eller transmittere. Den regelmæssige transmission af et fyrtårn bruges til at synkronisere alle enheder og til at meddele ændringer i superrammen.

Desuden er det fyrtårn af en koordinator eller en router transmitteret uden brug CSMA / CA. Faktisk skal alle enheder vågner øjeblikke før udstedelsen af ​​fyrtårn og kø af denne ramme til at synkronisere. Enheden lytter til beacon netværk, resynchronizes på fyrtårn og transmitterer datarammer hjælp spalterne i superrammen. I slutningen af ​​slots er afstemt under transmissionen af ​​et fyrtårn.

Beskrivelse af den fælles landbrugspolitik og den fælles fiskeripolitik

Tilstand beacon koordinator har en periode med aktivitet og dvale periode spare energi. Superrammen er faktisk koordinator aktivperiode er 16 tidsintervaller. Den er opdelt i to dele:

  • ligner CAP uden beacon mode: alle enheder kan overføre tilfældigt, men inden for varigheden af ​​en slot,
  • PSC til at sikre adgang til den kanal til en enhed i en periode bestemt antal slots, kaldet GTS.

Alle enheder, der ønsker at kommunikere i den fælles landbrugspolitik mellem to tags er i konkurrence med andre, der bruger CSMA / CA. Da sensorerne kun kan overføre fra en ny slot, vil tidsintervallet mellem to forsøg på at få adgang til kanalen afstemmes med de slots. Transmissionen er begrænset af størrelsen af ​​den fælles landbrugspolitik. Hvis enheden ikke kunne udstede under den fælles landbrugspolitik, vil det vente på den næste superramme at få adgang til kanalen. Tilsvarende, hvis antallet af nødvendige slots til transmission af data er større end antallet af resterende slots i CAP, så enheden vil forsinke sender den næste superramme.

Alle transaktioner skal være afsluttet, før den næste beacon netværk.

Koordinatoren kan dedikere dele af superrammen til applikationer. Disse dele kaldes garanterede tidsintervaller. GTS danner PSC. Disse slots er reserveret startende fra den sidste slot superrammen og vender tilbage til fyrtårn. Koordinatoren kan tildele op til syv GTS. GTS kan optage mere end én slot. Men en tilstrækkelig del af den fælles landbrugspolitik bør begrænses til at forudsige ankomsten af ​​nye enheder i netværket.

Brug af PSC og GTS

Tildelingen af ​​et GTS følger en anmodning fra en enhed under den fælles landbrugspolitik. Oplysninger om booking en GTS indgår i næste fyrtårn, med adressen på det pågældende udstyr, varigheden af ​​GTS og start slot. En tidsinterval derefter tildeles hver GTS efter FIFO-metoden, og de er "placeret" i fra slutningen af ​​superrammen.

Frigivelsen af ​​et GTS enten efter ønske fra enheden, eller fordi koordinatoren ikke længere i stand til at nå enheden.

Konfiguration af tag og koordinatoren for varigheden af ​​aktiviteten

Koordinatoren bestemmer rækkefølgen af ​​tag og superrammen for hver netværksenhed. Målet er at give knudepunkter på et netværk at "sove" for at spare energi. Koden konfiguration gør det muligt at give aktivitet intervaller på superrammen af ​​hver enhed, så at der ikke er nogen overlapning.

En beacon sendes periodisk, og det er defineret af koordinatoren. Varigheden af ​​superrammen og beacon sende perioden varierer mellem 15,38 ms og 252 s. Den inaktive periode er defineret som forskellen mellem intervallet mellem transmissionen af ​​beacons og varigheden af ​​superrammen.

Forrige artikel 55. Filmfare Awards
Næste artikel 10th hær