Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Podobne dokumenty
Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska. Zygmunt Kubiak 1

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Rozproszony system zbierania danych.

Wykład 6. Ethernet c.d. Interfejsy bezprzewodowe

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Projektowanie układów scalonych do systemów komunikacji bezprzewodowej

Problematyka sieci miejscowej LIN

Magistrala LIN

Sieci sensorowe. Paweł Kułakowski

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Projekt AMIplus Opis modelu komunikacji modułu wireless M-BUS wersja r.

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Architektura Systemów Komputerowych. Transmisja szeregowa danych Standardy magistral szeregowych

Wpisz ID i nazwę Projektu. Instalacja AMIplus. Opis modelu komunikacji modułu wireless M-BUS w licznikach AMI. wersja r.

MOBOT-RCR v2 miniaturowe moduły radiowe Bezprzewodowa transmisja UART

1. Wymagania funkcjonalne dla modułu pozycjonowania patroli zainstalowany moduł musi posiadać następującą funkcjonalność:

Trzy typy sieci Mesh HamNET

Biuletyn Akademia OSBRIDGE

Technologie w logistyce

300 ( ( (5 300 (2,4 - (2, SSID:

PRZEDMIOT ZAMÓWIENIA DOSTAWA FABRYCZNIE NOWYCH WODOMIERZY

Działanie komputera i sieci komputerowej.

PTPiREE - Konferencja Naukowo Techniczna

CT1-RBS. Instrukcja obsługi Czujnik temperatury. Wydanie CT1-RBS

Katalog produktów LiVtron sterowanie ogrzewaniem

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA TELEKOMUNIKACJI I APARATURY ELEKTRONICZNEJ. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych. Numer ćwiczenia: 7

Przemysłowe sieci informatyczne

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Bezpieczeństwo technologii Bluetooth

Technologie cyfrowe semestr letni 2018/2019

WiMAX2 nowy standard sieci radiowych

SIECI KOMPUTEROWE wykład dla kierunku informatyka semestr 4 i 5

Media transmisyjne w sieciach komputerowych

Dwa lub więcej komputerów połączonych ze sobą z określonymi zasadami komunikacji (protokołem komunikacyjnym).

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Po co układy analogowe?

OKABLOWANIE W WYBRANYCH SYSTEMACH KOMUNIKACJI

Roger Access Control System. Aplikacja RCP Point. Wersja oprogramowania : 1.0.x Wersja dokumentu: Rev. C

Wykład 4. Interfejsy USB, FireWire

Topologie sieci WLAN. Sieci Bezprzewodowe. Sieć stacjonarna (infractructure) Sieć tymczasowa (ad-hoc) Access Point. Access Point

ZASTOSOWANIE PROTOKOŁU ZIGBEE DO TRANSMISJI SYGNAŁÓW W ROZPROSZONYM SYSTEMIE POMIAROWYM

Aplikacja inteligentnego zarządzania energią w środowisku domowym jako usługa Internetu Przyszłości

Sieci miejscowe stosowane w układach serwonapędowych. Zagadnienia komunikacji w nowoczesnych układach serwonapędowych R Θ. R ω R M

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

1. Opis. 2. Wymagania sprzętowe:

Sensory i systemy pomiarowe Prezentacja Projektu SYNERIFT. Michał Stempkowski Tomasz Tworek AiR semestr letni

Virtual Grid Resource Management System with Virtualization Technology

Uniwersalny Konwerter Protokołów

rh-serwer Sterownik główny (serwer) systemu F&Home RADIO.

Internet szerokopasmowy technologie i obszary zastosowań

Napęd elektryczny. Główną funkcją jest sterowane przetwarzanie energii elektrycznej na mechaniczną i odwrotnie

Wykład 4. Interfejsy USB, FireWire

NX70 PLC

Interfejsy systemów pomiarowych

COMMUNICATIONS MICROPROCESSOR SYSTEM WITH PC USING BLUETOOTH KOMUNIKACJA SYSTEMU MIKROPROCESOROWEGO Z PC ZA POMOCĄ BLUETOOTH

To jeszcze prostsze, MMcc1100!

Instrukcja obsługi Loggicar R v1.2. Spis treści

PRZEDMIOT ZAMÓWIENIA DOSTAWA FABRYCZNIE NOWYCH WODOMIERZY

Dlaczego Meru Networks architektura jednokanałowa Architektura jednokanałowa:

NT.RETAIL. platforma zarządzania rozproszoną siecią sprzedaży

Odbiornik mobilnej telewizji Nokia SU-33W. Rozrywka w podróży

Internet. dodatkowy switch. Koncentrator WLAN, czyli wbudowany Access Point

TECHNOLOGIA SZEROKOPASMOWEJ KOMUNIKACJI PLC DLA SYSTEMÓW SMART GRID I SMART METERING.

Spis treści. Wykaz ważniejszych skrótów Wprowadzenie Rdzeń Cortex-M Rodzina mikrokontrolerów XMC

Bezpieczeństwo technologii Bluetooth

Wykład I. Administrowanie szkolną siecią komputerową. dr Artur Bartoszewski

Wzzard Intelligent Node

System trankingowy. Stacja wywołująca Kanał wolny Kanał zajęty

Łączność w zarządzaniu. DNI technik SATELITARNYCH czerwca 2007

LC Bezprzewodowa karta sieciowa USB firmy Sweex

System transmisji radiowej topologia gwiazdy gateway DX80G2M6-QC

Koncentrator komunikacyjny Ex-mBEL_COM

1 Moduł Diagnostyki Sieci

Bezprzewodowe sieci komputerowe

Przemysłowe sieci informatyczne

System transmisji radiowej topologia gwiazdy węzeł sieciowy DX80N2X6S-P8

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

VLAN 450 ( ( (5 450 (2.4 (2, SSID:

2. STRUKTURA RADIOFONICZNYCH SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Moduł radiowy AT-WMBUS-04. z wejściem impulsowym. Dokumentacja techniczno ruchowa DT DJ

SYGNALIZATOR WJAZDU. Dokumentacja techniczno ruchowa. Mokronos Dolny, wrzesień 2009

1 Moduł Bramki xcomfort

ITRON CIEPŁOMIERZE. Ultradźwiękowe ciepłomierze mieszkaniowe i dystrybucyjne

Instrukcja obsługi. Centrala radiowa WSRT v r.

Czujniki podczerwieni do bezkontaktowego pomiaru temperatury. Czujniki stacjonarne.

INSTRUKCJA OBSŁUGI BEZPRZEWODOWY POMIAR TEMPERATURY

417,98 PLN brutto 339,82 PLN netto

REJESTRATOR CYFROWY INTROX IN 104

Materiały dodatkowe Krótka charakterystyka protokołu MODBUS

W KIERUNKU CYFROWEJ ŁĄCZNOŚCI RADIOWEJ. wprowadzenie do radiowej łączności dyspozytorskiej

GPSport Pro. Instrukcja obsługi

Bezpieczeństwo sieci bezprzewodowych

System transmisji radiowej topologia drzewa Komunikacja radiowa DX80DR2M-H

Rozwiązanie dla standardowych urządzeń...

Typowe konfiguracje odbiorników geodezyjnych GPS. dr hab. inż. Paweł Zalewski Akademia Morska w Szczecinie

Sterowanie ruchem w sieciach szkieletowych

Karta charakterystyki online ISD ISD400 OPTYCZNE PRZESYŁANIE DANYCH

kontroler czasu i prędkości kontroler czasu i prędkości 364 Więcej szczegółowych informacji na

Karta charakterystyki online ISD ISD400 OPTYCZNE PRZESYŁANIE DANYCH

SENSORY I SYSTEMY POMIAROWE

Transkrypt:

Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Bezprzewodowa sieć 2,4 GHz, optymalizowana dla transferu danych z małą prędkością, z małymi opóźnieniami danych pomiędzy wieloma węzłami ANT Sieć PAN (ang. Personal Area Network) Sieć WSN (ang. Wireless Sensor Networks) Ultra niskie zapotrzebowanie na moc, gwarantuje długi czas pracy ANT Wireless jest oddziałem Dynastream Innovations Inc., która w 2006r. stała się firmą zależną od Garmin, znanego producenta urządzeń GPS Dynastream Innovations Inc. powstała w 1998 r. jako producent rozwiązań specjalizowanego sprzętu sportowego, szczególnie dla fitness stąd główne zastosowania ANT to bezprzewodowy pomiar tętna, prędkości, odległości, siły 01-2014 2

Współpracuje m.in. z firmami Nike, Adidas, Polar, Garmin Protokół ANT powstał w 2003 r. W 2004 r. powstał ANT+, standard transmisji bezprzewodowej, ultra niskiej mocy W 2005 r. Nordic Semiconductor wprowadziła pierwszy radiowy układ nadawczo-odbiorczy dla ANT - nrf24ap1 Później pojawiło wiele innych układów Aktualnie setki firm są członkami ANT+ Alliance a obszar zastosowań obejmuje głównie sport, odnowę biologiczną i monitorowanie pacjentów w domu Dynastream zatrudnia około 80 osób - siedziba w Cochrane, Alberta, Kanada Nordic Semiconductor opracował układ nrf51422 SoC, to rozwiązanie 2,4 GHz oferuje wsparcie zarówno dla ANT i Bluetooth niskiej energii i umożliwia obu protokołów uruchomić jednocześnie. 01-2014 3

01-2014 4

Oparty na Nordic Semiconductor s nrf51422 SoC Wspiera ANT oraz Bluetooth low energy Wi-Fi, GPS, ANT, Bluetooth, Bluetooth Low Energy and FM radio 01-2014 5

01-2014 6

01-2014 7

Pierwszy milion układów 2007 r. Piąty milion 2009 r. Dwanaście milionów 2010 r. 01-2014 8

Różnice między ANT i ANT+ ANT jest protokołem komunikacyjnym ANT+ jest systemem zarządzania siecią, który umożliwia współpracę urządzeń 01-2014 9

Bluetooth Klasyczny Bluetooth w porównaniu do ANT/ANT+ 100 x większy rozmiar stosu protokołu 100 x większy pobór mocy Znacznie większy koszt 01-2014 10

ZigBee ZigBee w porównaniu do ANT/ANT+ ZigBee 20-40 x większy rozmiar stosu protokołu 10 x większy pobór mocy Większy koszt WSN parameter ANT(with SensRcore) ZigBee Wymagane zasoby (kb) 2 100 Czas życia baterii 3+ lat 4 do 6 miesięcy Szybkość transmisji (kb/s) 1000 250 Wspierane topologie P2P, star, tree, mesh P2P, star, tree, mesh 01-2014 11

Warstwy ANT w standardzie ANT/HOST i SoC 01-2014 12

Topologie 01-2014 13

Topologie Prosta sieć ANT koncepcja kanałów ANT jest oparty na koncepcji użycia i konfiguracji kanałów Węzły łączą się przez dedykowane kanały Każdy kanał na ogół łączy dwa węzły ale może łączyć wiele Każdy kanał posiada (minimum) jeden węzeł master i jeden slave 01-2014 14

Topologie Prosta sieć ANT koncepcja kanałów Master działa jako główny nadajnik a slave jako główny odbiornik Duże strzałki wskazują główny strumień danych od mastera do slave Małe strzałki wskazują wsteczny przepływ wiadomosci 01-2014 15

Topologie Prosta sieć ANT koncepcja kanałów Węzeł ANT może działać zarówno jako master jak i slave Kanał A: Master Sensor1 (tylko TX); Slave Hub1 (RX) Kanał B: Master Sensor2 (TX); Slave Hub1 (RX) Kanał C: Master Hub1 (TX); Slave - Hub2 (RX) 01-2014 16

Organizacja węzła Kontroler hosta (MCU) Host jest odpowiedzialny za działanie aplikacji Silnik protokołu ANT Ustanowienie i utrzymanie połączeń Działanie kanału 01-2014 17

Organizacja węzła Wymiana informacji między dwoma węzłami ANT 01-2014 18

Kanał komunikacji Komunikacja może być realizowana w różny sposób Większość implementacji używa synchronicznych, niezależnych kanałów dwukierunkowych Gdy master otwiera kanał synchroniczny, najpierw sprawdza jego dostępność a następnie przekazuje wiadomości w wyznaczonej szczelinie czasowej (TCH) 01-2014 19

Konfiguracja kanału Komunikacja między dwoma węzłami ANT wymaga konfiguracji wspólnego kanału którą definiują następujące informacje: Typ kanału Opcjonalnie - zadania rozszerzone (przeskoki częstotliwości, skanowanie w tle, szybka inicjalizacja kanału i transmisja synchroniczna, Częstotliwości kanałów Identyfikator kanału (ID) Typ transmisji Typ węzła Numer węzła Okres kanału Sieć 01-2014 20

Konfiguracja kanału Typ kanału 01-2014 21

Konfiguracja kanału Typ kanału Dwukierunkowy kanał slave główny kierunek strumienia do slave Dwukierunkowy kanał master główny kierunek strumienia z master Współdzielony kanał dwukierunkowy slave węzły otrzymują informacje z różnych źródeł Współdzielony kanał dwukierunkowy master węzły dostarczają informacje do kanału Tylko odbiorczy kanał slave (diagnostyka) Tylko nadawczy kanał master (tylko zapis) 01-2014 22

Konfiguracja kanału Typ kanału Dwukierunkowy kanał slave główny kierunek strumienia do slave Dwukierunkowy kanał master główny kierunek strumienia z master Współdzielony kanał dwukierunkowy slave węzły otrzymują informacje z różnych źródeł Współdzielony kanał dwukierunkowy master węzły dostarczają informacje do kanału Tylko odbiorczy kanał slave (diagnostyka) Tylko nadawczy kanał master (tylko zapis) Transmisja synchroniczna transmisja realizowana w regularnych odstępach umożliwia oszczędność energii Transmisją asynchroniczna transmisja w dowolnych momentach wymaga ciągłej aktywności węzłów 01-2014 23

Konfiguracja kanału Zmienność częstotliwości (ang. Frequency agility) ANT monitoruje wydajność kanału i tylko w przypadku znacznego jej obniżenia następuje zmiana częstotliwości nośnej Zarówno master jak i slave na etapie konfiguracji muszą mieć uaktywnioną zmienność kanałów Częstotliwości kanałów ANT udostępnia 125 częstotliwości nośnych w paśmie 2,4 GHz Częstotliwości RF oznaczone są od 0 do 124, odstęp częstotliwości 1 MHz zaczynając od 2400 MHz do 2524 MHz Numer częstotliwości, np. 66 odpowiada 2466 MHz 01-2014 24

Konfiguracja kanału Zmienność częstotliwości (ang. Frequency agility) ANT monitoruje wydajność kanału i tylko w przypadku znacznego jej obniżenia następuje zmiana częstotliwości nośnej Zarówno master jak i slave na etapie konfiguracji muszą mieć uaktywnioną zmienność kanałów Częstotliwości kanałów ANT udostępnia 125 częstotliwości nośnych w paśmie 2,4 GHz Częstotliwości RF oznaczone są od 0 do 124, odstęp częstotliwości 1 MHz zaczynając od 2400 MHz do 2524 MHz Numer częstotliwości, np. 66 odpowiada 2466 MHz Wiele urządzeń ANT+ pracuje w kanałach 2450 i 2457 MHz 01-2014 25

Konfiguracja kanału Identyfikator kanału (ID) ID tworzy 4 bajtowe słowo i zawiera 3 pola: typ transmisji, typ urządzenia (węzła) i numer urządzenia (niepowtarzalny) Jedynie urządzenia z pasującymi identyfikatorami kanału mogą się wzajemnie komunikować ID może być zmienione w dowolnej chwili ale należy zachować ostrożność aby nie użyć symboli wieloznacznych Pola ID opisane są szczegółowo w dokumentacji protokołu 01-2014 26

Konfiguracja kanału Okres kanału Jest jednym z podstawowych parametrów konfiguracyjnych ANT, oznacza częstotliwość realizacji transmisji i może wynosić od 0,5 Hz do 200 Hz (TCH = 5 2000 ms) Należy pamiętać, ze okres kanału jest związany z prędkością transmisji i z zużyciem energii Sieć Aby dwa węzły mogły się skomunikować muszą należeć do tej samej sieci Dla zarządzania siecią określa się zasady jej działania i wykorzystania. Przykładem zarządzanej sieci jest ANT+ Przykłady węzłów ANT+ : czujnik tętna, monitorowanie prędkości i odległości, czujniki rowerowe, wagi cyfrowe, sprzęt fitness, czujniki temperatury Jedno urządzenie ANT może być członkiem wielu sieci 01-2014 27

Konfiguracja kanału Przykład konfiguracji kanału 01-2014 28

Proces ustanowienia kanału między węzłami master i slave 01-2014 29

Przykład kanału współdzielonego 01-2014 30

Parowanie węzłów Jednostka bazowa ma po powiązać 3 czujniki temperatury 01-2014 31

Parowanie węzłów Sensor Konfiguracja kanału Ustawienie identyfikatora kanału Otwarcie kanału TX Rozpoczęcie transmisji w przydzielonej szczelinie czasowej kanału W tym czasie jednostka podstawowa (slave) musi być przygotowana do szukania ID czujników Konfiguracja kanału Ustawienie identyfikatora kanału Otwarciu kanału RX Rozpoczęcie wyszukiwania Po sparowaniu, rozpoczyna się procedura wyszukiwania kolejnych sensorów 01-2014 32

Struktura wiadomości 01-2014 33

Wiadomości rozszerzone Format oflagowany Format zapisu 01-2014 34

Wiadomości rozszerzone Format RSSI 01-2014 35

Wiadomości rozszerzone Format z oznaczaniem czasu (ze stemplem czasowym) 01-2014 36

Porównanie protokołu ANT z OSI 01-2014 37

Połączenie w trybie asynchronicznym 01-2014 38

Połączenie w trybie synchronicznym 01-2014 39

Czas życia baterii 2032 w zależności okresu generowania komunikatów June 2010 Nordic Semiconductor and ANT 01-2014 40

C 01-2014 41

C Klaus Gravogl, Jan Haase, Christoph Grimm Institute of Computer Technology Vienna University of Technology 01-2014 42

Dziękuję 43 09-2006