Алтайский государственный университет
Опубликован: 05.06.2014 | Доступ: свободный | Студентов: 865 / 257 | Длительность: 08:16:00
Лекция 3:

Популярные и перспективные стандарты и протоколы беспроводных сенсорных сетей

< Лекция 2 || Лекция 3: 123456 || Лекция 4 >
Аннотация: Сети ZigBee. Профили ZigBee, стандарт ZigBee Light Link. 6LoWPAN. Беспроводной стандарт Bluetooth Low Energy (BLE). Структура стека протоколов BLE, отличия от классического BlueTooth.

Одной из последних тенденций современности является становление так называемого "Интернета вещей" (Internet of things) - совокупности устройств, способных взаимодействовать друг с другом, выполняя при этом определенные функции. Иногда это кажется излишеством, но во многих случаях небольшие автоматизированные или автоматические устройства способны составить элегантное решение многих прикладных задач - сбор показаний датчиков, сигнализация событий, мониторинг состояния объектов, управление приборами и устройствами. Популярность и сфера применения небольших автономных устройств с сетевыми возможностями постоянно растет. Этому немало способствует уменьшение их размеров и стоимости, а также развитие программной инфраструктуры в виде стеков протоколов и библиотек приложений.

Сети ZigBee

На сегодняшний день альянсом ZigBee представлены десять профилей, стандартизующие и регламентирующие состав и функции и способы взаимодействия узлов сетей различного назначения - ZigBee Smart Energy™, ZigBee Home Automation™, ZigBee Remote Control™, ZigBee Health Care™, ZigBee Telecom Services™ , ZigBee Building Automation™, ZigBee Retail Services ™ , ZigBee 3D Sync™, ZigBee Input Device™, ZigBee Light Link™ [9].

Стандарты ZigBee Smart Energy™, ZigBee Home Automation™, ZigBee Building Automation™ предлагают комплексный подход к автоматизации управления различными системами и приборами жилых, коммерческих и промышленных помещений и включают в себя функции управления и осветительными приборами (в частности профиль ZigBee Home Automation). Стремительное развитие и совершенствование производства светодиодов и светильников на их основе позволило в полной мере реализовать функции управления освещением, поставив, тем не менее, ряд новых задач. Снижение стоимости светодиодных светильников способствуют их более широкому распространению и постепенному вытеснению устаревающих светильников (ламп дневного света, ламп накаливания). Немаловажным фактором при замене светильников на светодиодные является простота интеграции их в существующие системы управления освещением, а также интеграция с системами автоматизации помещений. Большинство из перечисленных выше стандартов сетей при их развертывании требуют комплексного подхода, часто с участием квалифицированных специалистов. Вместе с тем потенциальный рынок устройств и систем, не требующих профессиональной установки и настройки (типа включил-работает), достаточно объемен.

ZigBee Smart Energy

Профиль ZigBee Smart Energy стандартизует функции устройств, предназначенных для мониторинга, управления и автоматизации доставки, распределения и потребления энергии и воды (Рис. 3.1). Он помогает системы интеллектуального управления, распределения и учета электроэнергии, тепла и воды с целью построения т.н. экологичных домов, предоставляя разработчикам средства для уменьшения времени и средств на разработку системы.

Целевые приложения профиля ZigBee Smart Energy

Рис. 3.1. Целевые приложения профиля ZigBee Smart Energy

Этот стандарт отражает текущий взгляд потребителей, разработчиков оборудования, правительственных групп на развитие потребностей в энергии и воде с учетом возможного влияния на глобальную экологическую систему.

Все продукты со знаком ZigBee Smart Energy - сертифицированы стандартом ZigBee, что позволяет приобретать их независимо от производителя. Доступны любые продукты, необходимые для реализации сети уровня здания - home area network (HAN). Продукты, поддерживающие данный стандарт, позволяют создавать масштабируемые, безопасные, легко интегрируемые решения.

ZigBee Home Automation

ZigBee Home Automation - глобальный стандарт для продуктов в рамках проектов "умный дом", стандартизующий управление различными приборами, освещением, климатом, потреблением энергии с возможностью подключения к другим ZigBee сетям.

Системы типа "умный дом" позволяют потребителям экономить деньги, повысить уровень комфорта и безопасности.

ZigBee Home Automation поддерживает платформы различных поставщиков услуг и разработчиков продукции, предназначенных для создания новых разработок, рынка устройств для самостоятельной сборки и изготовления, реконструкции старых систем.

Основные свойства систем

  • простота установки устройств, достаточная для самостоятельной установки устройств;
  • самоорганизующаяся сеть, легкая в установке и эксплуатации;
  • доступ к среде передачи, предотвращающий конфликты при выполнении операций.

Предусматривается возможность управления устройствами посредством доступа из глобальной сети, а также с использованием мобильных телефонов. В управлении возможен и контроль энергопотребления устройств, вплоть до удаленного включения-выключения.

Типовые области использования устройств ZigBee Home Automation следующие.

Системы безопасности:

  • интеграция новых устройств в систему безопасности дома;
  • системы открывания/закрывания окон;
  • встраиваемые охранные системы, интегрированные в систему "умный дом".

Системы контроля освещения:

  • настройка необходимого уровня освещенности в зависимости от активности и интерьера в помещении.

Поддерживаемые устройства:

  • ключи включения-выключения;
  • ключи, срабатывающие по уровню;
  • бинарные сигнализаторы;
  • сигнализаторы уровня;
  • классификаторы явлений;
  • инструменты конфигурации;
  • удаленное управление;
  • комбинированные интерфейсы;
  • устройства аварийного отключения питания;
  • дверные замки;
  • простые сенсорные устройства.

Управление освещением:

  • включение-выключение света;
  • регулировка освещенности;
  • регулировка тона света;
  • управления ключами включения-выключения света;
  • управление ключам регулировки тона света;
  • датчики света;
  • датчики присутствия.
  • контроль затенения;
  • управление окнами.

HVAC

  • блоки нагрева-охлаждения;
  • термостаты;
  • контроллеры насосов;
  • датчики давления;
  • датчики потока.

Охранные системы:

  • окружение контроля и индикации IAS систем;
  • контроль вспомогательных служебных систем;
  • IAS зоны;
  • тревожные устройства IAS.
< Лекция 2 || Лекция 3: 123456 || Лекция 4 >
Роман Дрожжин
Роман Дрожжин
Россия
Кот Шрёдингера
Кот Шрёдингера
Россия