Hlavní navigace

Jak na IQRF: směrování v síti a Fast Response Command

Ivona Spurná

IQRF je bezdrátová technologie, která se často využívá v oblastech, které jsou pro jiné bezdrátové technologie problematické z hlediska rušení, umístění nebo komplexnosti.

Doba čtení: 3 minuty

Sdílet

Pro lepší porozumění toho, proč v těchto oblastech IQRF funguje, se podívejme zblízka na proces směrování v síti IQRF a také na příkaz FRC – Fast Response Command.

Směrování v síti IQRF


Směrovací protokol v mesh sítích IQRF je protokol IQMESH. Je založen na synchronizovaném směrovém zaplavení.

V jedné síti je až 240 zařízení – 1 koordinátor a až 239 nodů. Nody se mohou a nemusí podílet na směrování.

Pozn.: Na ukázce je koordinátor znázorněn zelenou barvou a má síťovou adresu 0, směrující nody jsou znázorněné modrou barvou a mají síťové adresy 2, 3, 5 a 6 (horní čísla) a nody, které se na směrování nepodílí, jsou znázorněné žlutou barvou a mají síťové adresy 1 a 4. Dolní čísla u směrujících nodů jsou virtuální směrovací čísla – VRN – Virtual Routing Number, která určují, v jakém pořadí budou tyto nody zprávu opakovat. Nody získaly VRN během procesu Discovery.

Komunikaci zahajuje koordinátor, který vyšle zprávu do svého okolí. V jeho přímém dosahu jsou zde nody s adresami 3, 4 a 6. Dva z nich budou zprávu opakovat – nod se síťovou adresou 3 jako první, nod se síťovou adresou 6 jako druhý (pořadí určuje VRN).


Poté, co nod s adresou č. 3 zprávu zopakuje, se tato zpráva rozšíří i na nod se síťovou adresou č. 2. Jako druhý zopakuje zprávu nod se síťovou adresou č. 6 a díky němu se zprávu doslechne nově i nod se síťovou adresou č. 5. Následuje zopakování zprávy nodem č. 2 a jako poslední zopakuje zprávu nod č. 5.

Zpráva tímto způsobem postupně projde celou sítí.

Výhody sítě mesh jsou vidět zejména v situaci, kdy se přenosové podmínky výrazně zhorší. Pak mnoho spojení nefunguje. Ale i navzdory takovým špatným podmínkám se zpráva při správně navržené síti dostane i do nejzazších míst sítě.


Podívejte se na animaci směrování:

Když chcete z nějakého zařízení získat data nebo mu zasíláte nějaký příkaz, který má vykonat, zpráva prochází tímto způsobem sítí. Je potřeba počítat s časem, během kterého směrování probíhá. Ten spočítáte tak, že vynásobíte počet „hopů“ – opakování – dobou potřebnou na odvysílání jedné zprávy (délkou časového slotu). Pokud sbíráte data, pak je třeba počítat i s dobou návratu zprávy, celkově tedy přibližně dvojnásobně dlouho (protože žádost a odpověď mohou mít jinou délku v objemu i čase).

Pokud bychom získávali data z jednotlivých nodů v síti pomocí unicastové komunikace, rostla by doba potřebná pro získání dat exponenciálně s počtem nodů v síti. Pro tento účel byl vyvinut příkaz FRC – Fast Response Command, kterým lze čas potřebný pro získání dat z celé sítě výrazně snížit. Závislost na počtu nodů je pak lineární.

FRC – Fast Response Command


Příkaz FRC umožňuje velmi rychle získat najednou data z více nodů. Hodí se nejlépe pro situace, kdy sbíráme stejný typ informace. Například u pouličního osvětlení je možné jedním paketem zapnout všechny lampy a vzápětí sbírat informace o stavu každé lampy.

Je to mnohem rychlejší než se dotazovat jednotlivých nodů postupně s využitím unicastové komunikace.

Během procesu směrování nelze síť využít pro nic jiného, což by mohlo výrazně omezit skutečnou použitelnost dané sítě.

Pro srovnání – doba potřebná pro sběr dat z plné STD sítě s 239 směrujícími nody je u příkazu FRC (s výchozí dobou odezvy) pouze 34 s. To je výrazně méně, než pokud byste postupně dotazovali jednotlivé nody – pak byste museli počítat řádově s půl hodinou.

Protože paket může přenášet jen omezený počet bajtů, můžete sbírat:

  • 2 bity z až 239 nodů
  • 1 bajt z až 63 nodů
  • 2 bajty z až 31 nodů
  • 4 bajty z až 15 nodů

Výběrově lze určit skupinu nodů, ze kterých dané informace sbíráte.

FRC probíhá ve třech fázích.

  1. Sítí proběhne broadcast obsahující dotaz nebo příkaz. Může to být například dotaz na 1B teplotu.
  2. Každý nod v určeném časovém slotu odvysílá do svého okolí požadovanou hodnotu.
  3. Postupně, směrem od posledního směrujícího nodu k prvnímu, se posílá zpět zpráva obsahující všechny známé hodnoty ze všech okolních nodů. Jednotlivé hodnoty od všech dotázaných nodů jsou ve zprávě uloženy na předem určeném místě.

Na animaci FRC se můžete podívat ve videu:

V příštím díle si vysvětlíme, jaký je rozdíl mezi zařízeními certifikovanými a necertifikovanými na IQRF interoperabilitu a k čemu je užitečný IQRF repozitář.

Další informace