Wi-Fi для IoT

Облака беспроводной связи — обзор стандартов Wlan на 2006 год

В настоящее время предприятия нуждаются в инженерах, обладающих достаточными знаниями, чтобы постепенно заменять устаревшие коммуникационные технологии новейшими беспроводными решениями.

Специалисты по промышленному контрольно-измерительному оборудованию зачастую отлично разбираются в традиционных средствах коммуникации, но не всегда в беспроводных технологиях.

Здесь важно подчеркнуть, что в случае с новейшими технологиями, основная задача остается прежней, а беспроводная связь является всего лишь средой передачи данных. В ней возможно использование любых датчиков (главное чтобы их можно было подключить). Однако возможности беспроводной передачи не являются безграничными. Один из основных недостатков заключается в том, что полоса пропускания быстро занимается работающими устройствами и, что еще хуже, создающими помехи приборами.

Рассмотрим так называемый диапазон ISM (Industrial, Scientific and Medical band), не требующий лицензирования: номинальные частоты 868 МГц, 900 МГц, и 2,4 ГГц, каждая из которых предоставляет определенные возможности, полосу пропускания, скорость и т.д. Соответственно, в диапазоне ISM должен использоваться один из методов передачи сигналов с расширенным спектром: технология расширения спектра прямой последовательностью (DSSS) или технология расширения спектра изменением несущей частоты (FHSS).

 

Выбираем частоту

Wi-Fi, известный также под названием IEEE 802.11 с суффиксами «a» (54 Мбит/с), «b» (11 Мбит/с), «g» (54 Мбит/с), а теперь еще «i» — наверное, самая распространенная серия стандартов беспроводной связи. За исключением типа «a», стандарты используют частоту 2,4 ГГц. Наиболее популярные стандарты «b» и «g» разделяют спектр на 14 перекрывающихся каналов, центральные частоты которых смещены друг относительно друга на 5 МГц. В первоначальный стандарт входила также поддержка множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий (CSMA/CA).

Bluetooth базируется на стандарте IEEE 802.15.1 и использует частоту 2,45 ГГц. Он предназначен для передачи данных на небольшие расстояния. Псевдослучайная перестройка частоты со скоростью 1600 изменений в секунду с одного на любой из 79 доступных каналов (шириной 1 МГц) уменьшает влияние шума и падение уровня сигнала. Каждый пакет передается по собственному каналу, поэтому, если при пересылке пакета возникает ошибка, он передается снова по другому каналу. Возможна связь одновременно нескольких устройств, образующих так называемую сеть piconet: одно ведущее устройство и до семи подключенных ведомых устройств. Любое устройство может быть ведущим в одной сети piconet и ведомым в другой. Последовательность перестройки частоты уникальна для каждой сети piconet.

ZigBee основан на стандарте IEEE 802.15.4 и использует частоты 2,4 ГГц или 900 МГц. Его стек протоколов в три раза меньше, чем у Bluetooth и стандарта 802.11. Поддерживается адресация до 264 узлов, соединенных в сети с различными топологиями: звезда и сетка.

Боб Хейл (Bob Heil), председатель Альянса ZigBee, сравнивает технологию ZigBee c «тараканом, который может пережить атомную войну… и обитать в «тихих» (незашумленных) местах”. По его словам, ZigBee является наиболее простым средством беспроводной связи, работающим на частотах 2.4 ГГц или 900 МГц. «Предприятиям стоит начать с управления освещением с помощью сети ZigBee, а затем уже расширять ее функции”,- считает Хейл.

На всех заводах есть движущееся механическое оборудование: станки, перекрытия и т.д., влияющие на мощность и качество сигналов беспроводной связи. Не стоит забывать и об объектах — источниках помех, находящихся рядом с предприятием.

Очевидно, что руководство предприятия должно иметь широкое представление о данном вопросе и принимать во внимание текущие и будущие аспекты. Лишь требуя от поставщиков дополнительных возможностей планирования и внедрения, удастся избежать технических и финансовых проблем в будущем.

Дэвид Мэтьюз (David Matthews), руководитель регионального подразделения по беспроводным технологиям компании Phoenix Contacts, обобщил закономерные вопросы клиентов при выборе беспроводной связи: «Поддерживается ли необходимая мне пропускная способность? Подходит ли эта технология к решению данной задачи? Проводили ли вы установку этого оборудования раньше? Это промышленный стандарт или патентованная технология, требующая дополнительных финансовых или технических затрат?»

Эти вопросы могут помочь и вам при выборе беспроводной технологии на своем предприятии. Советуем также принять во внимание слова вице-президента компании Freewave Technology Колин Липпинкот (Colin Lippincott), который отмечает: «Хороший поставщик всегда предоставит клиенту возможность опробовать оборудование и убедиться в правильности своего выбора».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *