Hlavní navigace

AutoNetwork s využitím Overlapping networks u sítí IQRF

Ivona Spurná

V IoT projektech lze využít různých přenosových technologií, kdy každá z nich přináší své výhody. Bezdrátové meshové sítě IQRF je výhodné použít v projektech, kde je třeba synchronním způsobem komunikovat se zařízeními.

Doba čtení: 3 minuty

Sdílet

Meshové sítě se hodí v situaci, kdy potřebujeme například sbírat naměřené hodnoty ze senzorů, světel nebo hromadně či jednotlivě ovládat zařízení. V dnešní ukázce vytvoříme několik fyzicky se prolínajících sítí IQRF na různých RF kanálech pomocí funkce AutoNetwork.

Díky tomu, že tato síť pracuje v topologii mesh, což v praxi znamená, že přenášená zpráva je postupně předávána jednotlivými zařízeními v síti od brány IQRF až do nejzazších míst v síti, je tento způsob přenosu velmi spolehlivý a šance na doručení zpráv je vysoká.

Je třeba počítat s časem, který je na přenos zprávy takovou sítí nutný. Ten lze spočítat tak, že vynásobíte počet „hopů“ (opakování) délkou časového slotu (ten se pohybuje orientačně od 40–110 ms v závislosti na typu sítě a množství přenášených dat)

 V síti IQRF (IQMESH) můžete mít až 239 zařízení – nodů, a dále hlavní zařízení sítě – tzv. koordinátor, používá se jednobajtová adresace a můžete využívat Fast Response Command (FRC) pro rychlejší práci se sítí. Větší sítě můžete rozdělit do několika menších sítí na různých kanálech.

Ukázka automatické výstavby vícenásobných sítí IQRF

Řekněme, že máme v budově rozmístěno více než 300 zařízení používajících pro přenos technologii IQRF (senzory, světla apod.). Chceme je zapojit do sítě IQRF, a to co nejrychleji a nejméně náročnou cestou. Rozhodli jsme se, že automaticky vytvoříme tři sítě.

Využijeme funkci AutoNetwork, která zajistí automatické vytvoření sítí, čímž myslíme připojení zařízení do sítě na jejich aktuálním místě a automatické provedení průzkumu fyzické topologie sítě. Proces probíhá v několika postupných vlnách, během kterých jsou nově nalezená zařízení přidávána do sítě. Vlna je soubor DPA příkazů, které se neustále opakují, dokud není splněna některá z definovaných podmínek pro ukončení (Stop Conditions). Zařízení musí mít nastaveno stejné Access Password jako koordinátor sítě a musí být v RF dosahu některého již existujícího zařízení v síti.

Nově umožňuje AutoNetwork vytvoření fyzicky se překrývajících sítí (tzv. Overlapping networks). Tím se vyhneme možnému problému s připojením nejbližších 239 zařízení do první sítě a nemožnému připojení vzdálenějších zařízení do dalších sítí, která by byla jednoduše mimo dosah svých koordinátorů.


Nastavení procesu AutoNetwork

Overlapping networks si můžete představit jako prorostlé oddělené keře, které mají kořeny na přibližně stejném místě. Zařízení (nody IQRF) jsou rozdělena do sítí na základě svého MID (Module ID). MID je vydělen počtem sítí a podle zbytku po dělení jsou daná zařízení přiřazena do jednotlivých sítí. Díky algoritmu vycházejícího z tzv. Zákona velkých čísel jsou zařízení rozdělena do sítí rovnoměrně.


Sítě IQRF – znázornění „Overlapping networks“

Pokus

  • Hardware: celkem bylo v budově rozmístěno 314 ks nodů IQRF (TR-72-DA) v napájecích kitech DK-EVAL ve vzdálenosti minimálně 2 m,
  • software: OS 4.03D, DPA 4.11, plug-iny: DPA-Node-LP-7×D-V411–191120.iqrf, DPA-Coordinator-SPI-7×D-V411–191120.iqrf,
  • úkol: vytvořit 3 sítě na různých RF kanálech pomocí AutoNetwork, postupovat kvůli zrychlení vždy po jedné vlně v dané síti (Net1, Net2, Net3, Net1, Net2…), kvůli malé vzdálenosti nodů nastavit RF Power = 2, Discovery Power = 1.

Závěr

  • Net1: připojeno 102 nodů během 4 vln

Net1 po provedení AutoNetwork

  • Net2: připojeno 103 nodů během 4 vln

Net2 po provedení AutoNetwork

  • Net3: připojeno 109 nodů během 4 vln

Net3 po provedení AutoNetwork

Celkem proběhlo při výstavbě sítí 12 vln, bylo nalezeno všech 314 nodů za 2:03 (2 hodiny, 3 minuty). První vlny proběhly rychle, další již trvaly déle. Rychlost výstavby sítě závisí na více faktorech, zejména na počtu směrujících nodů v zóně a době potřebné na zjišťování topologie sítě.

DP2P

Pro komunikaci se zařízeními v síti, která jsou v přímém dosahu servisního nástroje, například chceme-li identifikovat konkrétní zařízení v jednotlivých místnostech budovy, můžeme využít nový nástroj protokolu DPA – DPA Peer-to-Peer (DP2P). Na tento praktický úkol se podíváme v některém z dalších pokusů.

Zjistěte více o technologii IQRF na www.iqrf.org a YouTube kanálu IQRF.


Zjednodušený popis stavů jedné vlny v procesu AutoNetwork