Подробности

Родительская категория: Технологии беспроводной связи

Категория: ZigBee

Топология ZigBee

Стандарт IEEE 802.15.4 – это основа для более высокоуровневых протоколов (ZigBee, 6loWPAN, DigiMesh и др). Он реализовывать с помощью программных надстроек на сетевом уровне и выше любую из топологий, показанных на рис. 1.

Рис. 1 – Поддерживаемые топологии сенсорной сети.

Протоколы ZigBee позволяют строить самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся сенсорные сети. Устройства ZigBee сети благодаря встроенному программному обеспечению обладают способностью при включении питания сами находить друг друга и формировать сеть, а в случае выхода из строя какого-либо из узлов могут устанавливать новые маршруты для передачи сообщений.

Сеть ZigBee состоит из трех типов логических устройств: координатор ZigBee, маршрутизатор ZigBee и оконечное устройство ZigBee. Функциями координатора ZigBee является сканирование частотных каналов с целью нахождения свободного канала и создания сети, формирование идентификатора сети (PAN ID), подключение новых сетевых устройств (маршрутизаторов и оконечных узлов), маршрутизация и буферизация данных для спящих оконечных узлов. В одной сети ZigBee может находиться только один координатор. Функциями маршрутизатора ZigBee являются ретрансляция пакетов, маршрутизация и буферизация данных для спящих оконечных узлов. Оконечные узлы ZigBee выполняют исключительно прикладные действия (сбор информации и управление удаленным объектом) и не занимаются  ретрансляцией.

Протоколы ZigBee могут применяться как для реализации простых соединений "точка-точка" и "звезда", так и для построения сложных сетей с топологиями "дерево" и "ячеистая сеть" (рис. 1). Дальность уверенной передачи радиосигнала узлов ZigBee сети зависит от ряда факторов (в основном – от чувствительности приемника и мощности передатчика), но в среднем  расстояние между узлами сети Zigbee на открытом пространстве равно 100 м, а в помещении – десятки метров. В сети ZigBee исключительно оконечные узлы переходят в сон. В отсутствии возможности перевода координатора и маршрутизаторов в режим сна заключается преграда на пути создания полностью автономной сенсорной сети.

Трафик сенсорных сетей может быть передан через сеть связи общего пользования (рис. 2).

Рис. 2 – Функциональные уровни всепроникающей сенсорной сети.

Таким образом, особенностями сенсорных сетей являются: 

- способность к самовосстановлению  и самоорганизации,

- способность передавать информацию на большие расстояния при малой мощности передатчиков (путем ретрансляции),

- низкая стоимость узлов и их малый размер,

- низкое энергопотребление и возможность электропитания от автономных источников,

- простота установки, отсутствие необходимости в прокладке кабелей (благодаря полностью беспроводной технологии и питанию от батарей),

- возможность установки таких сетей на уже существующий и эксплуатирующийся объект без проведения дополнительных работ,

- возможность управления инфраструктурой с помощью планшетного ПК (рис. 3)

- низкая стоимость технического обслуживания.

Рис. 3 – Мониторинг и управление беспроводными сенсорными сетями с помощью планшетного ПК.

При проектировании и построении сенсорных сетей должны быть учтены ряд аспектов, включающих решения научно-технических задач, относящихся к разным областям инфокоммуникационных технологий и средств телекоммуникаций, (рис. 4).

Рис. 4 – Открытые исследовательские проблемы в области беспроводных сенсорных сетей

Также интересно:

• WiFi
• WiMAX
• Технологии мобильной связи

{jcomments on}