Новая беспроводная серия ZigDrive INSYTE

Какие функции Умного дома Вы получите? Изучить можно здесь! www.insyte.club


26 Августа 2008
Предварительное описание беспроводной серии ZigDrive

Одной из ключевых проблем для интеграторов, инсталляторов, осуществляющих установку систем автоматизации, умных домов и зданий, является прокладка линий связи, особенно на объектах, имеющих ограниченный доступ. Затраты на километры кабелей зачастую составляют до 50% от стоимости всего проекта. Для решения вышеназванных проблем, инженеры INSYTE Electronics создали новую серию устройств ZigDrive, осуществляющих связь между собой по беспроводному зашифрованному каналу связи стандарта ZigBee. 
Для организации большого количества беспроводных точек разветвления сети используется ячеистая структура сети, которая позволит передать информацию от различных устройств ZigDrive к центральной контрольной точке, при этом вся структура может контролироваться и управляться через координатор Spider-Z (PAN - Personal Area Network). Координатор частной локальной сети Spider-Z - это центральная точка всей сети ZigDrive, на приведенном ниже рисунке показана базовая структурная схема сети, которая может быть реализована в пределах любого здания или промышленного центра для управления системами: освещения, отопления, кондиционирования, защиты и контроля доступом и обеспечения пожарной безопасности. Это типовые приложения, в которых, как планируется, сети ZigDrive будут применяться, весь обмен данными осуществляется через её сеть. Устойчивость сети ZigDrive напрямую зависит от координатора PAN, поскольку он ответственный за координацию всей сети (и обратную связь с центральным узлом управления). 


zigdrive.png

Рисунок 1. Базовая структурная схема сети ZigDrive

Возможности координатора Spider-Z
Интерфейс с центральным узлом управления (SCADA, диспетчерский пункт и т.д.)
В больших, более сложных системах, например в производственных центрах, вероятно, что центральный узел управления не может находиться в пределах сети ZigDrive, он даже может находиться в другом здании. Поэтому координатор Spider-Z может осуществлять связь с центральным узлом управления через проводной канал. В связи с ростом принятия сетей Ethernet в промышленных системах, наиболее верным стал выбор этого типа сетей.

Реализация Ethernet в системе
- интегрированный веб-сервер (HTTP) с поддержкой динамического контента сети ZigDrive;
- Sock - сокеты TCP/UDP соединений;
- поддержка протоколов: TCP, UDP, ICMP (ping), ARP и DHCP.
- шифрование данных

Управление обменом данными в сети PAN (Personal Area Network)

Сеть ZigDrive является событийно ориентированной, что уменьшает количество передаваемой информации по сети. При появлении события (сработал датчик движения, изменилась температура в комнате и т.д.) удаленное устройство передает сообщение координатору сети Spider-Z, через сеть маршрутизаторов. В ответ на полученное сообщение координатор выполняет заложенное при конфигурировании сети действие (включает свет, выключает кондиционер и т.д.).
Существует возможность передачи сообщения минуя координатор. Удаленное устройство может непосредственно управлять исполнительными устройствами (например: если сработал датчик движения он можно послать команду диммеру на включения света).

Карта полной локальной сети ZigDrive
Координатор PAN помнит карту всей сети и выделяет, какие узлы сети являются маршрутизаторами или конечными устройствами (спящие), а также функцию каждого прибора. Для больших сложных индустриальных систем это приводит к потребности в большем количестве памяти. В Spider-Z существует возможность наращивать память за счет внешних носителей информации.

Наличие способности динамической установки связи с узлами в сети
В больших системах в некоторый момент в существующую сеть необходимо будет добавить новые узлы. Координатор PAN способен легко установить связь с этими новыми узлами в любой точке сети, установить, является ли это маршрутизатором или конечными устройством , а также быть способным установить роль новых узлов сети. 

Протоколирование информации
Применение ZigDrive в системах сбора информации накладывает требования по хранению логов. Координатор сети Spider-Z имеет в своем составе 1 мегабайт энергонезависимой памяти и возможность подключения дополнительного устройства хранения Flash Drive через интерфейс USB, что позволит организовать хранение информации о состоянии всей системы. Доступ к сохраненной информации возможен через Интернет по средствам Web-интерфейса или Ethernet сеть.

Схемная организация модулей ZigDrive
Все устройства серии ZigDrive реализованы на базе высокопроизводительного ZigBee кристалла EM250 компании EMBER, а также серии процессоров ATMEL. Все устройства серии несут функции устройства управления , а также функции аппаратуры беспроводной передачи данных по протоколу ZigBee PRO. В микроконтроллер заложен алгоритм поведения устройства при получении управляющего сигнала.

Справка по ZigBee
Сети ZigBee являются самоорганизующимися и самовосстанавливающимися сетями, т.к. ZigBee-устройства при включении питания благодаря встроенному программному обеспечению умеют сами находить друг друга и формировать сеть, а в случае выхода из строя какого-либо из узлов умеют устанавливать новые маршруты для передачи сообщений. 
Технология ZigBee имеет частотные каналы в диапазонах 868 МГц, 915 МГц и 2,4 ГГц. Наибольшие скорости передачи данных и наивысшая помехоустойчивость достигаются в диапазоне 2,4 ГГц, поэтому большинство производителей микросхем выпускают приемопередатчики именно для этого диапазона, в котором предусмотрено 16 частотных каналов с шагом 5 МГц. 
Скорость передачи данных вместе со служебной информацией в сетях ZigBee составляет 250 Кбит/c. В качестве двух нижних уровней (физического и уровня доступа к среде MAC) используется стандарт IEEE 802.15.4. MAC-уровень в сети ZigBee™ реализует механизм CSMA (прослушивания несущей и устранения коллизий), сетевой уровень NWK отвечает за маршрутизацию сообщений, а уровень поддержки приложений APS обеспечивает интерфейс с уровнем приложения

Вернуться к списку