ZigBee
ZigBee – это стандарт сетевого протокола для беспроводных сетей низкой мощности и короткого радиуса действия (WPAN), основанный на технологии множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CA). Технология ZigBee позволяет создавать самоорганизующиеся и самовосстанавливающиеся беспроводные сети с автоматической ретрансляцией сообщений, с поддержкой батарейных и мобильных узлов. Базируется на беспроводном стандарте IEEE 802.15.4. Технология относится к беспроводным персональным вычислительным сетям (WPAN). Протоколы, регламентированные стандартами IEEE 802.15.4 и ZigBee 2007 Specification, обеспечивают формирование и функционирование беспроводной сенсорной сети. Стандарт IEEE 802.15.4 определяет физический и MAC уровни, а спецификация ZigBee определяет сетевой уровень и уровень приложений. ZigBee поддерживает простые топологии сети, такие как «точка-точка», «дерево» и «звезда». Однако, основным вариантом топологии является самоорганизующуюся и самовосстанавливающуюся ячеистую (mesh) топологию с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений. 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. Возможны различные пути прохождения сообщений, что повышает доступность сети в случае выхода из строя того или иного звена. Связь в сети ZigBee осуществляется путём последовательной ретрансляции пакетов от узла источника до узла адресата. В сети ZigBee предусмотрено несколько альтернативных алгоритмов маршрутизации, выбор которых происходит автоматически.
Принцип работы
В сети ZigBee существует 3 типа узлов: координатор (ZC), роутер/маршрутизатор (ZR), конечные устройства (ZED), которые делятся на спящие устройства и мобильные устройства.
Главное устройство в ZigBee-сети – это координатор. В каждой сети есть один координатор ZigBee. Координатор выполняет функции по формированию сети, а также является одновременно доверительным центром (trust-центром). Доверительный центр устанавливает политику безопасности, хранит ключи безопасности и задаёт настройки во время подключения устройства к сети.
Координатор также участвует в построении сети и выполняет функции маршрутизатора. Маршрутизатор транслирует пакеты, осуществляет динамическую маршрутизацию, восстанавливает маршруты при перегрузках в сети или отказе какого-либо устройства.
При формировании сети маршрутизаторы присоединяются к координатору или другим маршрутизаторам, и могут присоединять дочерние устройства - маршрутизаторы и конечные устройства. Конечное устройство может принимать и отправлять пакеты, но не занимается их трансляцией и маршрутизацией.
ZigBee – асинхронный протокол, поэтому каждый узел может инициировать передачу в любой момент времени. Например, когда пользователь включает свет, данные посылаются мгновенно, независимо от быстродействия выключателя. Недостаток ZigBee заключается в том, что нельзя предсказать задержку пакета. Обычно принимается, что для передачи пакета требуется по 10 мс на каждый промежуток между абонентами. Сложности возникают, когда требуется повторная посылка или вычисление маршрута. Для выбора маршрута производится широковещательная рассылка, а устройство, начавшее передачу, должно ждать. Повторные посылки делятся на пошаговые – MAC и между конечными устройствами – APS. Если один узел инициирует передачу другому, находящемуся на расстоянии четырех скачков, то в среднем пакет будет принят через 40 мс, а подтверждение придет через 80 мс.
Сеть ZigBee – самоорганизующаяся, и её работа начинается с формирования. Устройство, назначенное при проектировании координатором персональной сети (PAN координатор), определяет канал, свободный от помех, и ожидает запросов на подключение. Устройства, пытающиеся присоединиться к сети, рассылают широковещательный запрос. Пока PAN координатор – единственное устройство в сети, отвечает на запрос и предоставляет присоединение к сети только он. В дальнейшем присоединение к сети могут предоставлять также присоединившиеся к сети маршрутизаторы. Устройство, получившее ответ на широковещательный запрос, обменивается с присоединяющим устройством сообщениями, чтобы определить возможность присоединения. Возможность определяется способностью присоединяющего маршрутизатора обслужить новые устройства в дополнение к ранее подключённым.
Реализованные решения
ВПО модуля ZB-12XX
ПО позволяет осуществлять сбор, передачу данных, управляет беспроводной сетью, а так же осуществляет автоматический опрос ИПУЭ.
Счётчик электрической энергии однофазный интеллектуальный НАРТИС-100
Предназначен для измерения и многотарифного учёта параметров однофазной сети.
Счётчик электрической энергии трёхфазный интеллектуальный НАРТИС-300
Предназначен для измерения и многотарифного учёта параметров трёхфазной сети.
Счётчик электрической энергии однофазный интеллектуальный НАРТИС-И100-SP1
Измеряет мгновенные значения физических величин, характеризующих однофазную электрическую сеть.
Счётчик электрической энергии однофазный интеллектуальный НАРТИС-И100-W111
Осуществляет измерение текущих значений физических параметров, относящихся к однофазной электрической сети.
Счётчик электрической энергии однофазный интеллектуальный НАРТИС-И100-W112
Надёжный и универсальный многотарифный ИПУЭ, измеряющий показатели качества электрической энергии.
Счётчик электрической энергии однофазный интеллектуальный НАРТИС-И100-W113
Осуществляет измерение текущих значений физических параметров, относящихся к однофазной электрической сети.
Счётчик электрической энергии трёхфазный интеллектуальный НАРТИС-И300-SP31
Является средством измерения и измеряет значения физических величин, характеризующих трёхфазную электрическую сеть.
Счётчик электрической энергии трёхфазный интеллектуальный НАРТИС-И300-W131
Является интеллектуальным прибором учёта электроэнергии и средством измерения трёхфазной электрической сети.
Счётчик электрической энергии трёхфазный интеллектуальный НАРТИС-И300-W132
Измеряет мгновенные значения физических величин, характеризующих трёхфазную электрическую сеть.
Счётчик электрической энергии трёхфазный интеллектуальный НАРТИС-И300-W133
Осуществляет измерение текущих значений физических параметров, относящихся к трёхфазной электрической сети.
Коммуникационный шлюз CG-ZB-02(С)
Предназначен для организации беспроводных каналов передачи данных в системах контроля, учёта и управления распределенными технологическими объектами.
УСПД ШЛ-ZB-L
Предназначено для сбора и передачи данных с приборов учёта, хранения данных в энергонезависимой памяти и передачи их на вышестоящие уровни.
Роутер RRC-ZB-01
Предназначен для расширения зоны покрытия сетей ZigBee, выполняя ретрансляцию информационных пакетов.
Модуль связи НАРТИС-MP
Предназначен для организации беспроводных каналов передачи данных в интеллектуальных приборах учёта электроэнергии (ИПУЭ).
Модуль коммуникационный ZB-12XX
Предназначен для встраивания в ИПУЭ, коммуникационные шлюзы и устройства сбора и передачи данных.
NB-loT – это технология маломощных широкополосных сетей (LPWAN), основанная на технологии множественного доступа с разделением по частоте (FDMA).
GSM – система передачи данных с приборов учёта по сотовой сети мобильных операторов.
LoRaWAN – система передачи данных по радиоканалу в сети «Интернет вещей» на локальную базовую станцию.
Ethernet – стандарт сетевого взаимодействия, основанный на технологии множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD).
M-Bus – интерфейс для сбора данных с приборов учёта энергоносителей.
RS-485 – канал связи и способ передачи сигнала (1 уровень модели взаимосвязи открытых систем OSI).
PLC – технология передачи данных по линиям электропередачи или электропитания, использующая высокочастотные импульсы для модуляции информации.