Примеры аппаратных решений решения для беспроводных сетей различных технологий

Z-Stack

Для организации сложных сетей TI предлагает стек протоколов Z-Stack™, один из линейки программных продуктов ориентированных на стандарт IEEE 802.15.4 [26].

Z-Stack™ совместим со стандартами ZigBee (ZigBee и ZigBee PRO) и позволяет реализовывать функционал, заложенный в данных стандартах на платформах TI: CC2530, MSP430+CC2520, Stellaris LM3S9B96+CC2520, CC2591. Более того, Z-Stack™ поддерживает профайлы ZigBee - Smart Energy и Home Automation.

Основные возможности:

• полная поддержка стандарта ZigBee PRO;
• возможность обновления прошивки узлов сети по радиоканалу;
• предоставляет набор API, уменьшающих время разработки приложения (дополнительно предоставляются примеры программ);

Сеть, построенная на базе Z-Stack™, обладает следующими свойствами:

• самоорганизация сети (топология Mesh);
• низкая стоимость установки узлов;
• низкая стоимость узлов сети;
• поддерживаются большие сети (сотни узлов);
• нацелена на приложения контроля и мониторинга систем и объектов;
• используются стандартизованные протоколы.

Z-Stack тестировался и разрабатывался с применением компиляторов фирмы IAR (www.iar.com). При покупке отладочных комплектов TI пользователь получает 30 дополнительных дней для ознакомления с продуктами IAR. Если пользователь уже имеет полную лицензию, он может свободно скачать новую или любую из предыдущих версий компилятора, используя свой аккаунт на www.iar.com. Для компиляции Z-Stack под различные платформы необходимы соответствующие версии кросс-компиляторов:

• CC2530: IAR EW8051 7.60;
• CC2520+MSP: IAR EW MSP 5.10;
• CC2520+LM9B96: IAR EW ARM 5.50.5.

Благодаря партнерским отношениям Texas Instruments с Ubilogix можно в качестве еще одного инструмента разработчика, а также для тестирования работы сети применять анализатор протоколов для сетей IEEE 802.15.4 and ZigBee - Ubiqua Protocol Analyzer. Данный программный продукт имеет поддержку платы TI's CC2531USB Dongle из отладочного комплекта CC2531EMK.

Ubiqua Protocol Analyzer позволяет анализировать трафик IEEE 802.15.4, ZigBee 2007, ZigBee 2007 PRO, ZigBee RF4CE, 6LowPAN сетей и протоколов.

BLEStack

Стек протоколов TI's Bluetooth® low energy (BLE) предоставляет все необходимое программное обеспечение для разработки приложений Bluetooth® low energy на базе системы-на-кристалле CC2540. BLEStack включает в себя объектный код самого стека протоколов BLE, примеры программных проектов и приложений с исходными текстами, приложение для ПК BTools для тестирования BLE-приложений, техническая документация, включая пособие разработчика и справочник по API функциям BLE.

Основные возможности BLEstack:

• отвечает требованиям спецификации Bluetooth specification version 4.0;
• режим хост устройства, контроллера;
• поддерживаются специализированные профили устройств;
• поддержка режимов мастера и подчиненного устройства, поддержка совмещенного режима;
• небольшой объем кода;
• высокая энергоэффективность.

Объектный код оптимизирован для CC2540, не требуется каких-либо авторских или патентных отчислений.

Области применения:

• аксессуары для мобильных телефонов;
• приборы для занятий спортом, отдыха, бытовые медицинские приборы;
• игровые консоли, интерфейсные устройства, устройства удаленного управления;
• возможно применение в системах безопасности.

ANT™

ANT предлагается как простое недорогое энергоэффективное решение для организации простых сетей типа точка-точка, звезда. Подходя для многих приложений, ANT на сегодняшний день является признанной технологией для сбора, автоматической передачи и отслеживания данных датчиков при занятиях спортом, оздоровительных процедурах, мониторинга состояния здоровья в домашних условиях.

Основные области применения:

• Спорт/фитнес;
• Бытовая медицинская аппаратура;
• аксессуары для мобильных телефонов;
• беспроводные сенсорные сети.

TI предлагает решения для ANT для широкого спектра систем - от интеллектуальных сенсоров, до смартфонов, разработанные в сотрудничестве с компанией Dynastream Innovations Inc, одной из компаний, работающих с технологией ANT на рынке (www.thisisant.com). В качестве аппаратной платформы используется связка микромощного микроконтроллера семейства MSP430™ и сетевого процессора CC257x.

В сотрудничестве с Dynastream Innovations Inc Texas Instruments предлагает полный спектр ANT "решений под ключ", включая поддержку программного и аппаратного обеспечения. Интересным решением является микросхема CC2567 поддерживающая и BlueTooth и ATN. Модули CC2567-PAN1327/17 позволяют подключать к мобильным телефонам или компьютерам устройства поддерживающие BlueTooth, ANT+ и организовывать взаимодействие между ними, также уменьшается время на разработку проекта, меньшие затраты на производство, экономится пространство печатных плат, упрощается процесс сертификации продуктов.

WiLink™ первое комплексное однокристальное решение для работы с беспроводными сетями, GPS, Bluetooth®, Bluetooth low energy, ANT и FM (www.ti.com/wilink).

Целевое назначение WiLink - продукты широкого потребления - смартфоны, нетбуки, портативные медиа плееры. Существующие устройства с WiLink и BlueLink могут также работать с ANT-устройствами после обновления программного обеспечения.

PurePath™ Wireless Audio

PurePath™ Wireless Audio - уникальная технология, разработанная Texas Instruments для беспроводной передачи потокового аудио потока на небольшие расстояния в диапазоне 2,4 ГГц, вылившаяся в серию однокристальных устройств CC85хх. Два или более устройства СС85хх составляют сеть аудиоустройств. Особое внимание было уделено вопросам поддержания непрерывной связи между устройствами в условиях различного окружения и совместимости с другими беспроводными устройствами, работающими в диапазоне 2,4 ГГц.

Большинство приложений с использованием PurePath™ Wireless Audio могут быть реализованы без разработки программного обеспечения. - CC85xx просто подключается к источнику внешнего аудио сигнала (аудио-кодек, интерфейс S/PDIF, усилитель класса Д) с парой кнопок или светодиодов в качестве интерфейса с пользователем. В более сложных случаях возможно подключение внешнего хост-процессора или ДСП для прямого управления аудио-потоком или для контроля сетевых операций.

Беспроводные наушники-гарнитура:

• сниженная стоимость разработки;
• удвоенное время работы по сравнению с обычными решениями (порядка 22 часов с батареей 465 мАч);
• хорошо подходит для высококачественных аудио-устройств.

Для настройки функциональности и обновления прошивки используется ПК приложение PurePath Wireless Configurator. Все устройства семейства CC85xx напрямую могут взаимодействовать с расширителем диапазона CC2590 для более широкого охвата территории и повышения надежности связи.

Встроенный протокол передачи аудио использует несколько технологий для обеспечения нужного качества передачи данных и совместимости с другими устройствами:

• адаптивную схему переключения частот;
• коррекцию ошибок передачи;
• буферизации и ретрансляция данных;
• маскировка ошибок;
• эффективные алгоритмы сжатия;
• скорость передачи данных 5 Мбит/с;
• выходная мощность до +4 дБм;
• чувствительность -83 дБм;
• несжатый канал CD качества (44.1/48 КГц, 16/24 бит);
• задержка аудиосигнала менее 20 мс;

Некоторые интерфейсные функции CC85xx, такие, как управление питанием, выбор аудиоканала, управление уровнем могут быть отображены на линии ввода-вывода.

Приложения:

• беспроводные наушники, гарнитуры;
• беспроводные микрофоны;
• замена кабелю;
• беспроводной домашний кинотеатр.

6LoWPAN

6LoWPAN - это открытый стандарт IETF (Internet Engineering Task Force) (RFC 4944), определяющий реализацию протокола IPv6 поверх маломощных недорогих беспроводных сетей.

Технология 6LoWPAN обеспечивает поддержку адресов IPv6 для всех узлов беспроводной сети с поддержкой ячеистой технологии для организации масштабируемых сетей, поддержкой маршрутизации и самовосстановления в случае выхода каких-либо узлов из сети. 6LoWPAN может поддерживать несколько физических уровней (PHY), в частности поддиапазона до 1 ГГц и диапазона 2,4 ГГц, работая поверх протоколов стандарта IEEE 802.15.4.

Решение TI для 6LoWPAN основывается на аппаратуре TI и программном обеспечении Sensinode Ltd - одного из лидеров в области программных продуктов для 6LoWPAN. Texas Instruments совместно с Sensinode предлагают элегантное решения для развертывания сетей 6LoWPAN - сетевой процессор CC1180 с встроенным стеком протоколов NanoStack lite [28-31].