Transcript Document
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ» Студент группы: ЭР-17-08: Тыщенко И. А. Научный руководитель: проф., Губонин Н.С. В последнее десятилетие в мире электроники наблюдается бурное развитие беспроводных персональных сетей передачи данных (WPAN). Широкое применение в быту и технике получили стандарты IEEE 802.11 (WiFi) и IEEE 802.15.1 (Bluetooth). Приёмопередатчики данных стандартов имеют как преимущества, так и недостатки, к которым относятся большое энергопотребление и примитивная топология сети, что не позволяет полноценно использовать их в системах автоматизации промышленных объектов. Основным конкурентом данных стандартов, появился стандарт 802.15.4, который нацелен на приложения, в которых требуется значительное время автономной работы от батарей и большая надёжность передачи данных на малых скоростях. Технология передачи данных работающая на данном стандарте именуется ZigBee. Актуальность данной работы заключается в том, что на сегодняшний день в мире всё больше возникает потребность в осуществлении беспроводной передачи данных там, где проводная не только является помехой, но зачастую даже невозможна. Например, в шахтах, где проводная связь бывает зачастую затруднительна и людям приходится опираться на свой опыт и примитивную технику, технология позволяет размещать жизненно важные датчики где угодно и тем самым облегчает жизнь. 2 Целью данной работы является ознакомление с принципами построения сенсорных радиосетей (WSN) и разработать программу испытаний основных характеристик оригинальных модулей для WSN, разработанных в фирме «СМК». Работа состоит из трёх частей: 1) Общие сведения о технологии передачи данных ZigBee. Примеры построения сети, примеры архитектуры сети, описание стандарта 802.15.4 2) Примеры тестирования данной сети в различных системах, некоторые испытания данной сети проведенные производителями. 3) Экспериментальная часть по построению сети, детальное рассмотрение участников сети. AT-команды, благодаря которым можно управлять модулями. Режимы энергосбережения и потребляемый ток в различных режимах активности. 3 Беспроводная технология ZigBee уже достаточно широко известна на российском рынке, и всё большее число производителей ориентируются на её применение. 4 FFD (full function device) – устройство с полным набором функций, Coordinators – FFD с дополнительными системными ресурсами в зависимости от сложности сети. RFD (reduced function device) – оконечные устройства, устройства с ограниченным набором функций. 5 6 Беспроводной датчик температуры 7 Использование ZigBee модулей в шахтах 8 Тип устройства CCO FFD ZED SED MED Наименование Координатор Маршрутизатор Конечное устройство (не спящее) Спящее конечное устройство Мобильное конечное устройство ZigBeeнаименование ZigBee Coordinator (ZC) Zigbee Router (ZR) ZigBee End Device (ZED) ZigBee End Device (ZED) ZigBee End Device (ZED) 9 ETRX2 ETRX3 10 Р е ж и м FFD, COO MED, SED, no PAN Радио Таймеры МК Радио 0 Работает Определяется Работает «Спит» пользователем 1 Холостой Работает Определяется «Спит» «Спит» ход пользователем 2 «Спит» «Спит» Определяется «Спит» «Спит» пользователем 3 «Спит» «Спит» Выключены «Спит» «Спит» MK Работает Таймеры Определяется пользователем Определяется пользователем Определяется пользователем Выключены 11 Потребляемый ток модуля Режим Ток потребления Сон Пробуждение МК Опрос родителя Ожидание Прием ответа Обработка ответа Сон 1 мкА 9 мА 36 мА 9 мА 36 мА 9 мА 1 мкА Время Нет сообщений Одно сообщение ? ? 4.6 мс 4.6 мс 600 мкс 600 мкс 4 мс 4 мс 4 мс 32 мс 20 мс ? ? 12 В ходе выполнения данной работы были получены следующие результаты: Изучены статьи, характеристики, принципы работы сетей ZigBee в том числе на иностранном языке. Рассмотрены некоторые методики проведения испытаний различных модулей. Изучены построения сетей и управление модулями с помощью AT команд. Рассмотрены режимы энергосбережения модулей Telegesis. 13