CZ2007873A3 - Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvárení generické sítové komunikacní platformy s transceivery - Google Patents
Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvárení generické sítové komunikacní platformy s transceivery Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2007873A3 CZ2007873A3 CZ20070873A CZ2007873A CZ2007873A3 CZ 2007873 A3 CZ2007873 A3 CZ 2007873A3 CZ 20070873 A CZ20070873 A CZ 20070873A CZ 2007873 A CZ2007873 A CZ 2007873A CZ 2007873 A3 CZ2007873 A3 CZ 2007873A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- network
- block
- wireless
- electronic
- transceiver
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
- H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
- H04B1/40—Circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
- H04W48/18—Selecting a network or a communication service
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Transceivers (AREA)
Abstract
Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému ve vysokofrekvencních pásmech až do 10 GHz, obsahující blok (RF) pro bezdrátovou komunikaci, pripojený k anténnímu vstupu (ANT), a dále zahrnující rídící blok (PU) a pametový blok (MEM). Rídící blok (PU) je pripojen k pametovému bloku (MEM), k bloku (RF) pro bezdrátovou komunikaci a k bloku (CMP) komparátoru, který je dále pripojen k pametovému bloku (MEM), zahrnujícím nejméne dve oddelené pameti (NET1ID, NET2ID) pro ukládání informací, identifikující ruzné bezdrátové síte. Pameti (NET1ID, NET2ID) pro ukládání identifikacních informací bezdrátových sítí mohou být usporádány v jediném pametovém bloku, prípadne jsou spolecne s blokem (CMP) komparátoru a rídícím blokem (PU) integrovány v jediném rídícím bloku mikrokontroléru (MCU). Zpusob rízení uvedeného elektronického modulu transceiveru, do kterého se privádí vysokofrekvencní signál, který se následne prevádí na posloupnost binárních dat, spocívá v tom, že cásti této posloupnosti binárních dat, které nesou identifikaci bezdrátové síte prijímaného signálu, se porovnávají se sítovou identifikací, uloženou v jednotlivých pametích (NET1ID, NET2ID) transceiveru a na základe tohoto porovnání a vyhodnocení identifikacních informací se modul transceiveru prepíná do príslušných bezdrátových sítí. V transceiveru se ve funkcním režimu vysílání nacítá podle síte, které je vysílání urceno, identifikace z príslušné pameti (NET1ID, NET2ID), tato identifikacní informace se vkládá do posloupnosti binárních dat, která se následne prevede na vysokofrekvencní signál a vyzárí do okolníh
Description
Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů, způsob jeho řízení a způsob vytváření generické síťové komunikační platformy s transceivery.
Oblast techniky
Předložený vynález se týká uspořádání elektronického modulu pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech například v rozsahu 300 MHz až 10 GHz, zejména pro systémy domácí a kancelářské automatizace a pro telemetrii. Dále se vynález týká způsobu jeho řízení a způsobu vytváření generické síťové komunikační platformy, umožňující bezdrátovou komunikaci jiným elektrickým nebo elektronickým zařízením pomoci těchto modulů transceiverů.
Dosavadní stav techniky
V oblasti levnějších komunikačních zařízení a modulů, vhodných pro bezdrátovou komunikaci v systémech domácí a kancelářské automatizace, jsou v současné době dostupné moduly přijímačů, moduly vysílačů, moduly transceiverů, případně moduly se specializovanými funkcemi určené například pro ovládání. Většina těchto zařízení pracuje obvykle v páru vysílač - přijímač. Komunikace mezi více body je obvykle velice omezená, založená na proprietárnich protokolech výrobců.
Pro náročnější aplikace byly vytvořeny standardy, vhodné pro komunikaci více zařízení, tedy pro síťovou komunikaci. Jedná se například o Wi-Fi, Bluetooth nebo ZigBee, pro které jsou vytvářeny specializované obvody nebo moduly, jejichž vyšší cena odpovídá komplexnosti těchto řešení a standardů. Taková řešení jsou obvykle představována tak zvaným programovým zásobníkem (Software stack), to je souborem rutin, zajišťujícím kompletní funkci podle definovaného protokolu či standardu a implementovaným na příslušný hardware. Komplexnost, složitost a vysoké nároky těchto řešení na používaný hardware znesnadňují jejich nasazeni v méně náročných systémech, například v prostředích domácí a kancelářské automatizace. Zařízení běžně dostupná na trhu mají obvykle i vyšší provozní energetické nároky. Na trhu tak chybí ucelená koncepce generické síťové bezdrátové komunikační platformy pro konstrukci levných a energeticky úsporných zařízení zajišťujících bezdrátovou konektivitu, která by byla vhodná pro domácí a kancelářskou automatizaci a/nebo pro oblast telemetrie, tedy pro oblasti levnějších systémů s nižšími přenosovými rychlostmi a s menším objemem přenášených dat, především taková, která by umožnila
snadno přidat levnou bezdrátovou síťovou konektivitu běžným elektronickým nebo elektrickým zařízením a která by také umožňovala rychlý a efektivní vývoj uživatelských aplikací.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů ve vysokofrekvenčních pásmech až do 10 GHz, obsahující blok pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu vstupu, a dále zahrnující řídící blok a paměťový blok. Podstata vynálezu spočívá v tom, že řídící blok je připojen k paměťovému bloku, k bloku pro bezdrátovou komunikaci a k bloku komparátoru, který je dále připojen k paměťovému bloku, zahrnujícím nejméně dvě oddělené paměti pro ukládání informací, identifikující různé bezdrátové sítě. Paměti pro ukládání identifikačních informací bezdrátových sítí mohou být uspořádány v jediném paměťovém bloku, tyto paměti s identifikačními síťovými informacemi mohou být alternativně společně s blokem komparátoru a řídícím blokem integrovány v řídícím bloku mikrokontroléru.
Jedná se o takovou topologii modulu transceiveru, která může být použita pro budování generické síťové komunikační platformy, založené na současném připojení k více bezdrátovým sítím, která je přitom levná, realizačně jednoduchá (modulární provedení) a která navíc umožňuje velmi rychlý vývoj nových aplikací. Pokud jsou paměťové bloky s identifikačními informacemi pro různé sítě a/nebo komparátor integrovány v řídícím bloku, jde o ještě jednodušší a levnější řešeni, protože lze tyto bloky realizovat například pomocí interní paměti řídícího bloku a/nebo virtuálně programovými prostředky řídícího bloku. Modul může též zahrnovat integrovanou anténu, přičemž anténní rozhraní je vnitřním rozhraním mezi anténou a blokem pro bezdrátovou komunikaci, a/nebo zdroj napětí. Výhodou je vysoká míra integrace, odpadá vnější zdroj napětí. Modul transceiveru může v alternativním provedeni zahrnovat bloky pro měřeni fyzikálních veličin, například teplotní senzor, připojené přes rozhraní k řídicímu bloku. Výhodou je, kromě vyšší míry integrace, především možnost vytvořit hotové elektronické aplikace komunikující v bezdrátové síti, což je řešení výhodné zvláště pro telemetrii.
Dalším předmětem vynálezu je způsob řízení uvedeného elektronického modulu transceiveru, do kterého se přivádí vysokofrekvenční signál, který se následně převádí na posloupnost binárních dat. Jeho podstata spočívá v tom, že části této posloupnosti binárních dat, které nesou identifikaci bezdrátové sítě přijímaného signálu, se porovnávají se síťovou identifikací, uloženou v jednotlivých pamětích transceiveru a na základě tohoto porovnání a vyhodnocení identifikačních informaci se modul transceiveru přepíná do příslušných
bezdrátových sítí. V transceiveru se ve funkčním režimu vysílání načitá podle sítě, které je vysílání určeno, identifikace z příslušné paměti, tato identifikační informace se vkládá do posloupnosti binárních dat, která se následně převede na vysokofrekvenční signál a vyzáří do okolního prostoru.
Současně s přepnutím modulu transceiveru do různých bezdrátových sítí se přepíná jeho funkce, kterou modul v příslušné síti vykonává, a to buď na funkci Master zařízeni nebo Slavě zařízení. V závislosti na programovém kódu řídicího bloku, který může přepínat modul do dvou základních módů, a to do módu Master, ve kterém je modul řídícím prvkem clusteru a dále do módu Slavě, ve kterém je modul řízen jiným Master zařízením tohoto clusteru. Jde o takový způsob řízení, který může být použit pro budování síťové bezdrátové topologie, přičemž současné připojení k několika bezdrátovým sítím přináší možnost rozdělení větších bezdrátových síťových topologií na menší celky (clustery), ve kterých lze mnohem snáze zajistit síťové služby adresného doručováni zpráv (paketů) a snížit časové a tím i energetické nároky na jejich doručování, přičemž zůstává diky současnému připojení zařízení k různým clusterům možnost tyto clustery propojit nebo zřetězit v případě potřeby budováni větších síťových topologií.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je způsob vytváření a řízení generické síťové komunikační platformy s uvedenými transceivery, kdy alespoň některé transceivery současně pracují ve více bezdrátových sítích MESH, čímž se usnadňuje propojení těchto sítí a předávání informací mezi nimi. Modul transceiveru, přepnutý do módu Coordinator (Master zařízení), řídí příslušný cluster, zatímco v jiném clusteru se chová jako řízené zařízení, což umožňuje vytvoření hierarchické bezdrátové síťové topologie složené z menších sítí (clusterů). Alternativně modul transceiveru pracuje v různých clusterech stále v módu Slavě, což umožňuje využit tyto moduly pro snazší budování bezdrátových síťových topologií s clustery stejné úrovně zřetězovánim.
Oba způsoby propojování různých clusterů, tedy hierarchické budování stromové struktury clusterů i zřetězování clusterů lze kombinovat.
Vynález může být využit pro zefektivnění vývoje bezdrátových aplikací, pro zajištění bezdrátové síťové komunikace elektrických nebo elektronických zařízení a k nim připojených dalších zařízeni jako jsou například prvky topných soustav, bezpečnostní systémy nebo světla. Moduly transceiveru jsou určeny především k použití jako uzly v MESH sítích a k budování efektivních síťových bezdrátových topologií pro zařízení vyžadující bezdrátovou síťovou konektivitu. Výhodná využití vynálezu jsou především v aplikacích domácí a kancelářské automatizace, v měřících systémech, v systémech sběru dat a všude tam, kde • ·« · · ·»···· • · · * *i * í · * · • · · · · · • · · · · · w · · použití kabelu nebo jiného přímého propojení pro přenos dat je neefektivní a kde z důvodů cenových nebo z důvodu složitosti nelze použít technologie jako ZigBee, WiFi nebo Bluetooth.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen pomocí připojených výkresů a následujícího popisu příkladů jeho provedení. Na obr.1 je vyobrazena ve formě blokového schématu základní struktura elektronického modulu transceiveru. Na obr.2 je zobrazeno její alternativní provedení, kdy paměti, komparátor a řídící blok modulu jsou z důvodu zjednodušení a zlevnění integrovány do jediného řídícího bloku, a to bloku mikrokontroléru.
Na obr.3 je znázorněna bezdrátová síť typu MESH, obsahující jeden řídící prvek a osm dalších zařízení. Pro unikátní adresaci těchto osmi jednotlivých zařízení je zapotřebí, aby adresa měla délku alespoň tři bity. Na obr.4 je bezdrátová síť typu MESH, která je rozdělena na dvě menší sítě, kde každá menší síť má svůj vlastní řídicí prvek a čtyři jednotlivá zařízení patricí do každé z těchto sítí. Pro unikátní adresaci je zapotřebí, aby adresa měla délku pouze dva bity.
Na obr.5 je konvenčni struktura bezdrátové sítě typu MESH, kdy vzdálená zařízení v síti musí odesílat pakety přes příslušné uzly, což násobí časovou náročnost předávání, která se projeví především na podstatném zvýšení spotřeby zařízení, přes která jsou pakety směrovány. Tato zařízení totiž musí být delší dobu na příjmu a obsluhovat tato směrování. Na obr.6 je pro porovnání znázorněna struktura podle obr.5 s využitím předloženého vynálezu, kdy větší síť je rozdělena na několik menších hierarchických. Je zde podstatné snížení nároků na obsluhu, sdílené zařízení je v řízených clusterech koordinátorem, v řídícím clusteru se chovají jako zařízení řízená jeho koordinátorem.
Příklady provedení vynálezu
Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických, případně elektronických zařízeni nebo systémů ve vysokofrekvenčních pásmech přibližně od 300 Mhz do 10 GHz obsahuje blok RF pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu vstupu ANT, a dále zahrnuje řídící blok PU a paměťový blok MEM. Řídící blok PU je připojen k paměťovému bloku MEM, k bloku RF pro bezdrátovou komunikaci a k bloku CMP komparátoru. Blok CMP komparátoru je dále připojen k paměťovému bloku MEM. zahrnujícím v tomto konkrétním příkladu dvě oddělené paměti NET1ID, NET2ID pro ukládání informací, identifikující různé bezdrátové sítě. Paměti NET1ID. NET2ID pro ukládání f « ř
4 4 identifikačních informaci bezdrátových sítí mohou být uspořádány v jediném paměťovém bloku, mohou být rovněž společně blokem CMP komparátoru a řídícím blokem PU integrovány v jediném řídicím bloku míkrokontroléru MCU.
Vysokofrekvenční signál z anténního vstupu ANT je přiveden do bloku RF pro bezdrátovou komunikaci, ve kterém je následně převeden na posloupnost binárních dat, která se dále přivádí na vstup bloku CMP komparátoru. V bloku CMP komparátoru jsou části posloupnosti, nesoucí síťovou identifikaci, porovnávány se síťovou identifikací uloženou v paměti NET1ID a se síťovou identifikací uloženou v paměti NET2ID. Výsledek porovnání, tedy informace o příslušnosti k síti NET1 a/nebo NET2, je z výstupu bloku CMP komparátoru přiveden na vstup řídícího bloku PU, který následně rozhodne o dalším zpracování bloku dat.
Pro uspořádanou posloupnost binárních dat používanou při síťové komunikaci je dále používáno označení „paket“, pro paket určený konkrétnímu zařízení je dále používáno označení „adresovaný paket“. Protože modul transceiveru zahrnuje jak vysílací část, tak i přijímací část, může pracovat ve dvou základních režimech - vysílání a příjmu. V režimu vysílání je podle potřeby řídícím programem řídicího bloku PU načtena identifikace požadované sítě (clusteru) jedné ze sítí, ke kterým je modul transceiveru přiřazen, a to tak, že identifikace modulu v příslušné síti se načte z příslušné paměti NET1ID / NET2ID a tato identifikace je následně vložena do adresovaného paketu spolu s dalšími požadovanými informacemi. Paket je dále přiveden na vstup bloku RF pro bezdrátovou komunikaci, ve kterém je převeden na vysokofrekvenční signál, prostřednictvím anténního rozhranní resp. anténního vstupu ANT přiveden do antény a z ní vyzářen do okolního prostoru. V režimu vysílání řídící blok PU urči, pro kterou síť je zpráva určena, a to přidáním identifikace příslušné sítě do zprávy. Modul v režimu příjmu se nastaví do příslušné sítě automaticky po přijetí zprávy a po úspěšném porovnání identifikační informace ze zprávy s identifikační informací, uloženou v některé z pamětí identifikace sítí.
V režimu přijmu je vysokofrekvenční signál z anténního vstupu ANT přiveden do bloku RF pro bezdrátovou komunikaci, ve kterém je následně převeden na posloupnost binárních dat, která je dále přivedena na vstup bloku CMP komparátoru,_V bloku CMP komparátoru jsou části posloupnosti, nesoucí síťovou identifikaci, porovnávány se síťovou identifikací uloženou v paměti NET1ID a se síťovou identifikací uloženou v paměti NET2ID. Výsledek porovnání, tedy informace o příslušnosti k síti NET1 a/nebo k NET2, je z výstupu bloku CMP komparátoru přiveden na vstup řídícího bloku PU, který následně rozhodne o dalším zpracováni či zahození paketu.
Jednotlivá zařízení spolu mohou komunikovat pomocí jejich vzájemného propojení. Podle způsobu propojení a komunikace se jednotlivé způsoby síťového uspořádání (dále jen síťové topologie) a vzájemné komunikace dělí na nesíťová a síťová.
Bezdrátová komunikace v oblasti vysokých frekvencí, založená na současném sdílení vysokofrekvenčního pásma, umožňuje vytvoření síťové topologie vložením směrovacích a adresovacích informací do paketu s tím, že vlastní rozlišení adresáta není dáno fyzickým připojením, ale způsobem zpracování adresovací informace uložené v paketu. Pro bezdrátové síťové propojení elektrických a elektronických zařízení pro telemetrii a pro oblast domácí automatizace je praktické využit bezdrátové komunikační topologie typu STAR a MESH. Uspořádání bezdrátové sítě do hvězdy (síť typu STAR), kdy řídící zařízení komunikuje s ostatními zařízeními, lze s úspěchem využít pro propojení zařízení, která jsou v jeho přímém dosahu signálu, například pro automatizaci menších budov nebo pro hlasovací systémy. Pro větší objekty je však nutné k prodloužení dosahu používat vyšší vysílací výkon. Zvýšením vysílacího výkonu současně dochází ke zvýšení spotřeby zařízení při komunikaci, což pro některé aplikace může být omezující. Pro členité budovy s překážkami, které zamezují šíření vysokofrekvenčního signálu v určitých směrech, nelze zabezpečit přenos signálu ani podstatným zvýšením vysílacího výkonu, proto je síťové uspořádání STAR pro takové případy nevhodné.
Pro mnoho aplikací se proto jako optimální řešení jeví uspořádat jednotlivá zařízení do sítě MESH. Zařízení mohou zároveň pracovat jako routery, pakety jsou doručovány nejenom zařízením v přímém dosahu vysokofrekvenčního signálu, ale i směrováním přes několik jiných zařízení. Síťové uspořádáni MESH je proto vhodné pro použití v telemetrii a pro automatizaci budov. Nevýhodou je implementační náročnost řízení této síťové topologie, především pro sítě sestávající z mnoha zařízení. Implementační náročnost, tedy způsob realizace síťových služeb (směrováni, zabráněni kolizím, prohledávání sítě) a dále nároky na používaný hardware, je úměrná počtu zařízení zapojených v síti, neboť s každým dalším zařízením narůstá počet možných kombinací adresace a směrováni.
Elektronický modul transceiveru a způsob řízení síťové topologie podle předloženého vynálezu umožňuje dosáhnout podstatného zjednodušení náročnosti implementace bezdrátových MESH sítí a přitom zachovat síťovou topologii. Tato topologie je rozšířitelná tak, že se omezí počet zařízení komunikujících v jednom clusteru s tím, že nevýhoda menšího počtu zařízeni v jednom clusteru již není omezujícím faktorem, protože jednotlivé clustery lze propojovat pomocí modulů transceiverú, které mohou být součástí dvou nebo více clusteru.
V konkrétním provedení tohoto vynálezu se síť MESH vytváří pomocí modulů transceiverů, kdy se pro adresaci uvnitř clusteru používá pouze dvoubajtová identifikace clusteru a jednobajtová logická adresa zařízení, která byla zařízení přidělena během procesu spárování. Způsob směrování je uživatelsky volitelný a umožňuje použít až 16 směrovacích skoků. Kromě podstatného prodloužení dosahu, kdy každý skok prodlužuje dosah, bylo dosaženo podstatného zvýšeni spolehlivosti doručování paketů, neboť každý paket může být doručen několika různými cestami, takže i v případě výpadku některých zařízení lze paket doručit adresátovi. Pro identifikaci clusteru se používá čtyřbajtové identifikační číslo, které je částí jedinečného identifikačního čísla řídicího modulu (koordinátora clusteru). Možnost modulu pracovat zároveň ve více sítích umožňuje velmi prakticky řešit například sběr dat z elektroměrů nebo vodoměrů ve vícepodlažních budovách.
Příklad 1
Na obr.3 je znázorněna MESH síť, obsahující jeden řídící prvek (označen jako C) a osm dalších zařízení (označeny jako N1 až N8). Pro unikátní adresaci osmi jednotlivých zařízení je potřeba adresa délky alespoň tří bitů. Na obr.4 je MESH síť rozdělená na dvě menši sítě s tím, že každá menší síť má svůj vlastní řídící prvek (C, C') a čtyři jednotlivá zařízení patřící do každé z těchto sítí ÍN1 až N4: N1' až N4'). Pro unikátní adresaci je potřeba adresa délky pouze dvou bitů. Výhody rozdělení sítě na menší podsítě jsou následující:
- Kratší adresa, proto menší nároky na paměť, ve které je třeba udržovat identifikace jednotlivých zařízení, a také menší velikost adresovaných paketů;
- Menši počet směrovacích skoků, proto menší nároky na složitost směrování a také kratší časy doručení a s tím související nižší energetická spotřeba (jednotlivá zařízeni jsou v aktivním stavu po kratší dobu);
- Především však podstatné zjednodušení obsluhy síťových služeb, protože počet možných kombinací je řádově nižší.
Příkladem výhodnosti takového rozděleni na menší podsítě může být například způsob zónového řízení vytápění místností, kdy jednotlivé radiátory (Nx) v určité místnosti jsou řízeny ovládacím panelem v této místnosti. Jednotlivé radiátory převážně komunikují s příslušným řídícím panelem a občas mohou přijmout příkaz z nadřazeného počítače, připojeného k některému z uzlů, protože zůstává zachována možnost jejich propojení. Není potřeba, aby vše bylo řízeno z jednoho místa, dochází proto k podstatnému snížení náročnosti obsluhy a díky zkrácení času doručováni paketů i ke snížení spotřeby.
Přiklad 2
Pří porovnání obr.5 a obr.6 je patrné podstatné snížení nároků na obsluhu v případě rozdělení větší sítě MESH na několik menších hierarchických sítí MESH (prostřední cluster je řídícím, levý a pravý cluster jsou řízenými clustery). Na obr.5 je síť s jediným koordinátorem resp. řídícím prvkem C a dvanácti zařízení N1 až N12 , například radiátory pro vytápění V tomto případě by vzdálená zařízení (N9, N10. N11. N6, N8, N7) od řídícího prvku C musela odesílat pakety přes příslušné uzly (N12, N3. N5, N4). To ale násobí časovou náročnost předávání, která se projeví především na podstatném zvýšení spotřeby zařízení, přes která jsou pakety směrovány, protože musí být delší dobu na příjmu a obsluhovat tato směrování.
Po rozdělení sítě do menších sítí, jak je znázorněno na obr.6, je sdílené zařízení v řízených clusterech koordinátorem resp. řídicím prvkem C', C, v řídícím clusteru se chovají jako zařízení řízená jeho řídícím prvkem C. Příkladem výhodnosti takového řešení může být například sběr dat z vodoměrů ve vícepodlažních budovách, kdy například vodoměry z určitých pater (NI až N4, N1' až N4', N1 ” až N4”) jsou odečteny a naměřená data odeslána příslušnému řídícímu zařízeni na patře s tím, že souhrnná data z jednoho patra (vodoměry NI/ až N4') a dalšího patra (vodoměry NI/' až N4”) jsou hromadně odeslána ze zařízení (C'-N3 a C”-N4) hlavnímu řídícímu prvku C a následně odeslána například přes GSM bránu do centrály.
Pomocí modulů transceiverů podle tohoto vynálezu je možné snadno realizovat MESH sítě s pomocí mnoha vestavěných funkcí operačního systému pro správu sítí, například pro jejich přepínání, pro párování zařízení, pro směrování či pro přepínání modulů do módu Coordinator (v topologii značeno jako C - řídící prvek nebo řídící zařízení) či Node (řízené zařízení). Velikost clusteru se v tomto případě omezila na 239 řízených zařízení, pro jejichž jedinečnou adresaci stačí jednobajtové číslo. Pro adresaci uvnitř clusteru se používá pouze dvoubajtová identifikace clusteru a jednobajtové logická adresa adresovaného zařízení, která byla zařízení přidělena během procesu spárování. Způsob směrování je uživatelsky volitelný a umožňuje použít až 16 směrovacích skoků. Kromě podstatného prodloužení dosahu, kdy každý skok prodlužuje dosah, bylo dosaženo podstatného zvýšení spolehlivosti doručování paketů, neboť každý paket může být doručen několika různými cestami, takže i v případě výpadku některých zařízeni lze paket doručit adresátovi. Pro identifikaci clusteru se používá čtyřbajtové identifikační číslo, které je částí jedinečného identifikačního čísla řídicího modulu (koordinátora C clusteru). Možnost modulu pracovat zároveň ve více sítích umožňuje velice jednoduše řešit například sběr dat z elektroměrů nebo vodoměrů ve vícepodlažních budovách tak, jak je vidět například na obr.6.
•Φ ··** • · · « · · ··«· · · · · · · · • v · · · · * « · · ♦ · · · · ♦ • · · ♦ · · · «·· ··«· «·· ···· ·« «
Průmyslové využití vynálezu
Vynález je využitelný pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektricky nebo elektronicky ovládaných zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech alespoň v rozsahu 300 MHz až 10 GHz, a zejména pro budováni nízkonákladové modulární síťové komunikační platformy, vhodné zejména pro oblast domácí a kancelářské automatizace, pro použití v automobilovém průmyslu a pro telemetrii, v systémech sběru dat a všude tam, kde použití kabelů nebo jiného přímého propojení pro přenos dat je neefektivní a kde z důvodů cenových nebo z důvodu složitosti nelze použít technologie jako ZigBee, WiFi nebo Bluetooth. Využití vynálezu se týká zařízení, jako jsou například prvky topných soustav, bezpečnostní systémy nebo světla. Elektronické moduly transceiverů jsou určeny především k použití jako uzly v MESH sítích a k budování efektivních síťových bezdrátových topologií pro zařízení vyžadující bezdrátovou síťovou konektivitu.
Claims (8)
1. Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů ve vysokofrekvenčních pásmech až do 10 GHz, obsahující blok (RF) pro bezdrátovou komunikaci, připojený k anténnímu vstupu (ANT), a dále zahrnující řídící blok (PU) a paměťový blok (MEM), vyznačující se tím, že řídící blok (PU) je připojen k paměťovému bloku (MEM), k bloku (RF) pro bezdrátovou komunikaci a k bloku (CMP) komparátoru, který je dále připojen k paměťovému bloku (MEM), zahrnujícím nejméně dvě oddělené paměti (NET1ID, NET2ID) pro ukládání informací, identifikující různé bezdrátové sítě,
2. Elektronický modul transceiveru podle nároku 1, vyznačující se tím, že paměti (NET1 ID, NET2ID) pro ukládání identifikačních informací bezdrátových sítí jsou uspořádány v jediném paměťovém bloku.
3. Elektronický modul transceiveru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že paměti (NET1ID, NET2ID) pro ukládáni identifikačních informaci bezdrátových sítí jsou společně s blokem (CMP) komparátoru a řídícím blokem (PU) integrovány v řídícím bloku mikrokontroléru (MCU)).
4. Způsob řízení elektronického modulu transceiveru podle některého z předcházejících nároků 1 až 3, do kterého se přivádí vysokofrekvenční signál, který se následně převádí na posloupnost binárních dat, vyznačující se tím, že části této posloupnosti binárních dat, které nesou identifikaci bezdrátové sítě přijímaného signálu, se porovnávají se síťovou identifikací, uloženou v jednotlivých pamětích (NET1ID, NET2ID) transceiveru a na základě tohoto porovnání a vyhodnocení identifikačních informací se modul transceiveru přepíná do příslušných bezdrátových sítí.
5. Způsob řízení elektronického modulu transceiveru podle nároku 4, vyznačující se tím, že v transceiveru se ve funkčním režimu vysílání načítá podle sítě, které je vysílání určeno, identifikace z příslušné paměti (NET1ID, NET2ID), tato identifikační informace se vkládá do posloupnosti binárních dat, která se následně převede na vysokofrekvenční signál a vyzáří do okolního prostoru.
6. Způsob řízení podle nároků 4 nebo 5, vyznačující se tím, že současně s přepnutím modulu transceiveru do různých bezdrátových sítí se přepíná jeho funkce, kterou modul v příslušné síti vykonává, a to buď na funkci Master zařízení nebo Slavě zařízení.
7. Způsob vytváření a řízení generické síťové komunikační platformy s transceivery podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň některé transceivery současně pracuji ve více bezdrátových sítích Mesh, čímž se usnadňuje propojení těchto sítí a předávání informací mezi nimi.
8. Způsob vytváření generické síťové komunikační platformy podle nároku 7, vyznačující se tím, že jednotlivé clustery bezdrátové sítě se zřetězují nebo hierarchicky řadí.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070873A CZ301322B6 (cs) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvárení generické sítové komunikacní platformy s transceivery |
| EP08009348.7A EP2071731B1 (en) | 2007-12-12 | 2008-05-21 | Electronic transceiver module for network wireless communication in electric or electronic devices or systems, a method of controlling it and a method of creating a generic network communication platform for transceivers |
| ES08009348.7T ES2643762T3 (es) | 2007-12-12 | 2008-05-21 | Módulo transceptor electrónico para la comunicación inalámbrica de red en dispositivos o sistemas eléctricos o electrónicos, un método de controlarlo y un método de creación de una plataforma genérica de comunicación de red para transceptores |
| US12/155,224 US9336676B2 (en) | 2007-12-12 | 2008-05-30 | Electronic transceiver module for network wireless communication in electric or electronic devices or systems, a method of controlling it and a method of creating a generic network communication platform with transceivers |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20070873A CZ301322B6 (cs) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvárení generické sítové komunikacní platformy s transceivery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2007873A3 true CZ2007873A3 (cs) | 2009-06-24 |
| CZ301322B6 CZ301322B6 (cs) | 2010-01-13 |
Family
ID=40459775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20070873A CZ301322B6 (cs) | 2007-12-12 | 2007-12-12 | Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvárení generické sítové komunikacní platformy s transceivery |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9336676B2 (cs) |
| EP (1) | EP2071731B1 (cs) |
| CZ (1) | CZ301322B6 (cs) |
| ES (1) | ES2643762T3 (cs) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8279778B2 (en) * | 2009-06-24 | 2012-10-02 | Elster Electricity, Llc | Simultaneous communications within controlled mesh network |
| NL2003736C2 (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-03 | Ambient Systems B V | Communication method for high density wireless networks, terminal, cluster master device, central node, and system therefor. |
| CZ305446B6 (cs) | 2010-11-26 | 2015-09-23 | Microrisc S. R. O. | Způsob vytvoření funkčního uspořádání obecné bezdrátové mesh sítě komunikačních zařízení s paketovým přenosem zpráv a způsob směrování paketového přenosu zpráv v takto vytvořené síti |
| FR2995105B1 (fr) * | 2012-09-06 | 2014-09-19 | Somfy Sas | Unite nomade de commande des conditions de confort et/ou de securite dans un batiment |
| US11553857B1 (en) | 2012-09-25 | 2023-01-17 | Micro Mobio Corporation | System and method for through window personal cloud transmission |
| US11492114B1 (en) * | 2014-03-15 | 2022-11-08 | Micro Mobio Corporation | Handy base station with through barrier radio frequency transmission system and method |
| CN106875661B (zh) * | 2017-01-13 | 2019-12-10 | 成都中科慧源科技有限公司 | 一种多工作模式的表具通信方法 |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471471A (en) * | 1992-01-03 | 1995-11-28 | Motorola, Inc. | Signal communication method and apparatus |
| US6108614A (en) | 1993-01-22 | 2000-08-22 | Diablo Research Corporation | System and method for serial communication between a central unit and a plurality of remote units |
| US5610910A (en) * | 1995-08-17 | 1997-03-11 | Northern Telecom Limited | Access to telecommunications networks in multi-service environment |
| US6687487B1 (en) | 1996-02-07 | 2004-02-03 | Lutron Electronics, Co., Inc. | Repeater for transmission system for controlling and determining the status of electrical devices from remote locations |
| TW421927B (en) | 1998-01-30 | 2001-02-11 | Sanyo Electric Co | Central system for managing machines, central managing device for use in such system or terminals for use in the machines to be managed |
| US6275166B1 (en) | 1999-01-19 | 2001-08-14 | Architron Systems, Inc. | RF remote appliance control/monitoring system |
| US20020107947A1 (en) * | 1999-12-09 | 2002-08-08 | Zephyr Media, Inc. | System and method for integration of a universally publicly accessible global network |
| CA2441642A1 (en) | 2000-04-10 | 2001-10-18 | Zensys A/S | Rf home automation system comprising nodes with dual functionality |
| US6879806B2 (en) | 2001-06-01 | 2005-04-12 | Zensys A/S | System and a method for building routing tables and for routing signals in an automation system |
| US20030109218A1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-06-12 | Azalea Microelectronics Corporation | Portable wireless storage unit |
| US20050190778A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-01 | Interdigital Technology Corporation | Multi-system mesh network |
| US7158814B2 (en) * | 2004-06-10 | 2007-01-02 | Interdigital Technology Corporation | Method and system for utilizing smart antennas establishing a backhaul network |
| US7697893B2 (en) | 2004-06-18 | 2010-04-13 | Nokia Corporation | Techniques for ad-hoc mesh networking |
| US20060112192A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-05-25 | Motorola, Inc. | Method and apparatus to facilitate universal plug and play interaction between different local networks |
| CN101160988B (zh) * | 2005-02-01 | 2011-11-23 | Exs有限公司 | 用于无线接入的分层网格网络 |
| US20060205401A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-09-14 | Arto Palin | Method and system for VoIP over WLAN to Bluetooth headset using advanced eSCO scheduling |
| US20070004344A1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Degroot Robert J | Wireless device and system for discriminating different operating environments |
| CN101263689B (zh) * | 2005-07-20 | 2012-01-11 | 发尔泰公司 | 用于网状网络的按需路由选择协议的路由优化的系统和方法 |
| US20070178933A1 (en) * | 2006-01-30 | 2007-08-02 | Sony Ericsson Mobile Communications Ab | Wireless communication network selection |
| US20080108321A1 (en) * | 2006-11-08 | 2008-05-08 | Pouya Taaghol | Over-the-air (OTA) device provisioning in broadband wireless networks |
| US8583100B2 (en) * | 2007-01-25 | 2013-11-12 | Adc Telecommunications, Inc. | Distributed remote base station system |
| US20090063193A1 (en) * | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Mike Barton | Dashboard diagnostics for wireless patient communicator |
| US8165044B2 (en) * | 2007-10-19 | 2012-04-24 | Microsoft Corporation | Maintaining multiple, simultaneous wireless network connections using a single radio |
-
2007
- 2007-12-12 CZ CZ20070873A patent/CZ301322B6/cs unknown
-
2008
- 2008-05-21 ES ES08009348.7T patent/ES2643762T3/es active Active
- 2008-05-21 EP EP08009348.7A patent/EP2071731B1/en active Active
- 2008-05-30 US US12/155,224 patent/US9336676B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ301322B6 (cs) | 2010-01-13 |
| EP2071731B1 (en) | 2017-09-20 |
| US20090156141A1 (en) | 2009-06-18 |
| US9336676B2 (en) | 2016-05-10 |
| ES2643762T3 (es) | 2017-11-24 |
| EP2071731A3 (en) | 2012-09-19 |
| EP2071731A2 (en) | 2009-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108028786B (zh) | 控制网状网络中设备之间的交互和协作的集中控制系统 | |
| CZ2007873A3 (cs) | Elektronický modul transceiveru pro sítovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvárení generické sítové komunikacní platformy s transceivery | |
| US9736760B2 (en) | Commissioning a network system | |
| US11696212B2 (en) | Beacon and method for setting up and for maintaining a network | |
| CN207184521U (zh) | 基于NB‑IoT的物联网多功能网关 | |
| EP2441299B1 (en) | Advanced commissioning of wireless network systems | |
| CN107566229A (zh) | 智能家居系统的分组控制方法 | |
| WO2006130587A1 (en) | Wireless network system with wireless access ports | |
| CN106297228B (zh) | ZigBee网络的控制方法和控制系统 | |
| WO2018228883A1 (en) | System and method for relaying single-hop traffic over wireless multi-hop networks | |
| KR101797032B1 (ko) | ＩｏＴ 게이트웨이 기능을 가지는 무선 라우터 장치 | |
| CZ18340U1 (cs) | Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů a generická síťová komunikační platforma s transceivery | |
| CN110493338B (zh) | 一种设备互控方法、系统及计算机可读存储介质 | |
| Kumari et al. | Establishing a Wireless-Local-Area-Network (WLAN) Connectivity between Multiple Nodes using ESP-Mesh Network Topology for IoT Applications | |
| Sulc et al. | IQMESH implementation in IQRF wireless communication platform | |
| CN110661147B (zh) | 多模扩展连接器及多模微基站系统 | |
| KR101516753B1 (ko) | 블록으로 확장 가능한 3g 게이트웨이용 엠투엠 단말기 | |
| CZ2005616A3 (cs) | Modul pro bezdrátovou komunikaci elektrických nebo elektronických zarízení nebo systému, zpusob jeho rízení a zpusob vytvorení generické platformy pro uzivatelské aplikace v oblasti bezdrátové komunikace s tímto modulem | |
| KR20090102277A (ko) | 무선통신을 이용해 지그비 네트워크를 설정하는 방법 | |
| Nafkha | Implementation and comparison of low power wireless protocols in a mesh topology | |
| EP3860082A1 (en) | A mesh network system comprising a plurality of interconnected individual mesh networks | |
| US20220294658A1 (en) | Network system for smart devices | |
| JP2014086754A (ja) | 管理ノードおよび無線通信システム | |
| CZ2010980A3 (cs) | Zpusob vytvárení komunikacní síte s dynamickou topologií pro využití malými elektronickými zarízeními | |
| WO2014178751A1 (ru) | Бортовой комплекс управления малым космическим аппаратом с открытой архитектурой и использованием технологий plug-and-play |