Шлюз ZigBee и GPRS - Дипломная работа

2.6 Выбор элементной базы.1 Общий алгоритм работы шлюзаБеспроводные сенсорные сети получили большое развитие в последнее время. Такие сети, состоящие из множества миниатюрных узлов, оснащенных маломощным приемопередатчиком, микропроцессором и сенсором, и чаще всего с автономным питанием, могут связать воедино глобальные компьютерные сети и физический мир, предназначенные для решения определенного круга задач (мониторинг состояния объектов некоторые задачи управления объектом), а что бы еще расширить круг задач применений, то полезно иметь к ним удаленный доступ через глобальную сеть - использование и в домашних сетях, и в исследовательских, и для развлечения. Цель дипломного проекта - спроектировать устройство шлюз двух сетей ZIGBEE и GPRS.ZIGBEE - это технология заполняющая нишу низкоскоростных беспроводных сетей с низким энергопотреблением предназначенных для систем управления с большим количеством узлов, таких как системы освещения в зданиях, системы наблюдения за парком промышленного оборудования и т.д. По сравнению с ZIGBEE устройства Wi-Fi, например, имеют гораздо худшие параметры по энергопотреблению, Bluetooth - большее потребление, и не развитая сетевая структура, решения на простейших радиочипах и радиомодемах не поддержаны общепризнанными спецификациями и стандартами [4]. А экономичность ZIGBEE рассматривать следует не в контексте отсутствия постоянных внешних источников энергии, а в том что планируемая взрывная экспансия интеллектуальных приемопередатчиков во все возможные сферы хозяйства может вызвать огромный рост потребления электроэнергии если не уделить должного внимания экономичности. Для предсказуемого времени доставки спецификация описывает работу сетей типа звезда или иерархическое дерево с синхронизацией по сигнальному пакету, для полного использования всех узлов для доставки сообщения на максимальное расстояние спецификация описывает бесструктурные сети (mesh-сети) со сложной несимметричной маршрутизацией.В основе сети ZIGBEE лежит ячеистая топология (mesh-топология). В такой сети, каждое устройство может связываться с любым другим устройством как напрямую, так и через промежуточные узлы сети. Ячеистая топология предлагает альтернативные варианты выбора маршрута между узлами. Сообщения поступают от узла к узлу, пока не достигнут конечного получателя. Доверительный центр устанавливает политику безопасности и задает настройки во время подключения устройства к сети.Спецификация ZIGBEE регламентирует стек протоколов взаимодействия узлов сети, в котором протоколы верхних уровней используют сервисы, предоставляемые протоколами нижележащих уровней. MAC-уровень в сети ZIGBEE реализует механизм CSMA/CA (прослушивания несущей и устранения коллизий), сетевой уровень NWK отвечает за маршрутизацию сообщений, а уровень поддержки приложений APS обеспечивает интерфейс с уровнем приложения [7].Одна из основных идей разработки стандарта ZIGBEE состояла в том, чтобы обеспечить возможность совместной работы в одной беспроводной сети устройств различных производителей. Очевидно, что для обеспечения совместимости на уровне приложения устройствам ZIGBEE требуется некий стандартный язык общения. Для реализации этой задачи была разработана библиотека ZIGBEE-кластеров ZCL (ZIGBEE Cluster Library) [3]. Кластер представляет собой совокупность: · описания стандартного устройства ZIGBEE (осветительное устройство, диммер, выключатель, счетчик), · описания стандартных атрибутов для этого устройства (вкл./выкл., яркость, показания счетчика), · описания стандартных команд для этого устройства (установить уровень яркости, считать показания, включить/выключить). ZIGBEE-сервер - это устройство, которое хранит значение атрибута, в то время, как ZIGBEE-клиент дистанционно считывает или записывает значение этого атрибута.Профилем называется совокупность настроек программного обеспечения узлов сети, обеспечивающая их совместную работу. Спецификация профиля определяет такие параметры, как способы задания идентификационных параметров сети, режимы образования сети, способы защиты данных, используемый поднабор кластеров, который включает кластеры из разных функциональных групп библиотеки ZCL. На сегодняшний день альянсом ZIGBEE стандартизованы следующие профиля устройств: 1. ZIGBEE Smart Energy™ ;Необходимость решения для доступа из сотовых сетей в интернет и локальные корпоративные сети обсуждалась в течение многих лет. Широкое распространение такого рода технологий замедлялось изза проблем с покрытием, стоимостью, эксплуатационными качествами и безопасным удаленным доступом в корпоративных сетях. Запуск основанного на GSM-сетях сервиса GPRS (General Packet Radio Service) имеет потенциал для изменения этой ситуации и обеспечения соединения "в любое время и в любом месте". GPRS - это радио-сервис, основанный на пакетной коммутации, который дает возможность постоянного соединения. Пакетная коммутация GPRS работает в целом так же, как и пакетная коммутация IP, то есть данные расщепляются на пакеты и пересылаются по назна

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЩИЙ ОБЗОР БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1 Технология ZIGBEE

1.2 Топология

1.3 Стек протоколов ZIGBEE

1.4 Совместимость устройств, профили, кластеры

1.5 Профили ZIGBEE

1.6 Технология GPRS

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ

2.1 Стандарт ZIGBEE Gateway

2.2 Функциональность