CZ301322B6 - 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
- CZ301322B6 CZ301322B6 CZ20070873A CZ2007873A CZ301322B6 CZ 301322 B6 CZ301322 B6 CZ 301322B6 CZ 20070873 A CZ20070873 A CZ 20070873A CZ 2007873 A CZ2007873 A CZ 2007873A CZ 301322 B6 CZ301322 B6 CZ 301322B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- network
- block
- transceiver module
- net2id
- electronic
- 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
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 rídicí blok (PU) a pametový blok (MEM). Rídicí 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 ridicím blokem (PU) integrovány v jediném ridicím 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 . 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
Oblast techniky
Předložený vynález se týká uspořádání elektronického modulu pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů, ve vysokofrekvenčních pásmech io 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 pomocí 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 velíce omezená, založená na proprietámích 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 proto30 kolu či standardu a implementovaným na příslušný hardware. Komplexnost, složitost a vysoké nároky těchto řešení na používaný hardware znesnadňují jejich nasazení 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 transceiverů 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 řídicí blok a paměťový blok. Podstata vynálezu spočívá v tom, že řídicí 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 řídicím blokem integrovány v řídicím bloku mikrokontroíéru.
-1 CZ 301322 B6
Jedná se o takovou topologii modulu transceiveru, která může být použita pro budování generické síťové komunikační platformy, založené na současnem 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 řešení, protože lze tyto bloky realizovat například pomocí interní paměti řídicího bloku a/nebo virtuálně programovými prostředky řídicího 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, io Modul transceiveru může v alternativním provedení zahrnovat bloky pro měření 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 informací se modul transceiveru přepíná do příslušných bezdrátových sítí. V transceiveru se ve funkčním režimu vysílání načítá 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 zařízení, 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 řídicím 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 doručování zpráv (paketů) a snížit časové a tím i energetické nároky na jejich doručování, přičemž zůstává díky současnému připojení zařízení k různým clusterům možnost tyto clustery propojit nebo zřetězit v případě potřeby budování větších síťových topologií.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je způsob vytváření a řízení generické síťové komunikační platformy s uvedenými transceivery, kdy alespoň některé transceiver, 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). Jednotlivé bezdrátové sítě se mohou zřetězovat nebo hierarchicky řadit. Alternativně modul transceiveru pracuje v různých clusterech stále v módu Slavě, což umožňuje využít tyto moduly pro snazší budování bezdráto45 vých síťových topologií s clustery stejné úrovně zřetězováním. Oba způsoby propojování různých clusterů, tedy hierarchické budování stromové struktury clusterů i zretězování 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 zařízení 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
- 2 CZ 301322 B6 měřicích systémech, 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.
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 elektronicio kého modulu transceiveru. Na obr. 2 je zobrazeno její alternativní provedení, kdy paměti, komparátor a řídicí blok modulu jsou z důvodu zjednodušení a zlevnění integrovány do jediného řídicího bloku, a to bloku mikrokontroléru.
Na obr. 3 je znázorněna bezdrátová síť typu MESH, obsahující jeden řídicí 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 patřící do každé z těchto sítí, Pro unikátní adresaci je zapotřebí, aby adresa měla délku pouze dva bity.
Na obr. 5 je konvenční 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 řídicím clusteru se chovají jako zařízení řízená jeho koordinátorem.
Příklady provedení vynálezu
Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických, případně elektronických zařízení 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 řídicí blok PU a paměťový blok MEM. Řídicí 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 NET1ÍD, NET2ID pro ukládání informací, identifikující různé bezdrátové sítě. Paměti NET1ID, NET2ID pro ukládání identifikačních informací bezdrátových sítí mohou být uspořádány v jediném paměťovém bloku, mohou být rovněž společně blokem CMP komparátoru a řídicím blokem PU integrovány v jediném řídicím bloku mikrokontroléru 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 NET11D 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 řídicího 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 přijmu. V režimu vysílání je podle potřeby řídi-3CZ 301322 B6 cím 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 určí, 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 ío identifikační informací, uloženou v některé z pamětí identifikace sítí.
V režimu příjmu 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 NET21D. Výsledek porovnání, tedy informace o příslušnosti k sítí NET1 a/nebo k NET2, je z výstupu bloku CMP komparátoru přiveden na vstup řídicího bloku PU, který následně rozhodne o dalším zpracování 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 vysoko25 frekvenčního 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 využít bezdrátové komunikační topologie typu STAR a MESH. Uspořádání bezdrátové sítě do hvězdy (síť typu STAR), kdy řídicí 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 pres několik jiných zařízení. Síťové uspořádání 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 (směrování, zabránění 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 směrování.
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 zařízení v jednom clusteru již není omezujícím faktorem, protože jednotlivé clustery lze propojovat pomocí modulů transceiveru, které mohou být součástí dvou nebo více clusteru.
-4CZ 301322 B6
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 směro5 vání 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 zařízení lze paket doručit adresátovi. Pro identifikaci clusteru se používá čtyřbajtové identifikační číslo, které je částí jedinečného identifikačního čísla řídilo čího 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 řídicí prvek (označen jako C) a osm dalších zařízení (označeny jako NI až N8). Pro unikátní adresaci osmi jednotlivých zařízení je potřeba adresa délky alespoň tří bitů. Na obr. 4 je MESH síť rozdělená na dvě menší sítě s tím, že každá menší síť má svůj vlastní řídící prvek (C, CJ a čtyři jednotlivá zařízení patřící do každé z těchto sítí (NI až N4; ΝΓ až Ν4Ί. 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;
- Menší počet směrovacích skoků, proto menší nároky na složitost směrování a také kratší časy doručení a s tím související nižší energetická spotřeba (jednotlivá zařízení jsou v aktivním stavu po kratší dobu);
- Především však podstatné zjednodušení obsluhy síťových služeb, protože počet možných kombinací je řádově nižší.
Příkladem výhodnosti takového rozdělení 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 řídicím 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.
Příklad 2
Při 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. řídi45 cím prvkem C a dvanácti zařízení NI až NI2, například radiátory pro vytápění, V tomto případě by vzdálená zařízení (N_9, N10, Nil, N6, N8, N7) od řídicího prvku C musela odesílat pakety přes příslušné uzly (NI2, N3, N5, N4). To ale násobí časovou náročnost předávání, která se projeví především na podstatném zvýšení spotřeby zařízení, pres 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 řídicím clusteru se chovají jako zařízení řízená jeho řídicím prvkem C. Příkladem výhodnosti takového řešení může být například sběr
-5Cl 301322 B6 dat z vodoměrů ve vícepodlažních budovách, kdy například vodoměry z určitých pater (NI až N4, NI' až N4\ ΝΓ' až N4) jsou odečteny a naměřená data odeslána příslušnému řídicímu zařízení na patře s tím, že souhrnná data z jednoho patra (vodoměry N1' až N4J a dalšího patra (vodoměry NI až N4) jsou hromadně odeslána ze zařízení (C'-N3 a C-N4) hlavnímu řídi5 čímu 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 io topologii značeno jako C - řídicí prvek nebo řídící zařízení) či Node (řízené zařízení). Velikost clusteru se v tomto případě omezila na 239 řízených zařízení, pro jejíchž jedinečnou adresaci stačí jednobajtové číslo. Pro adresaci uvnitř clusteru se používá pouze dvoubajtová identifikace clusteru a jednobajtová 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 zařízení 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 velíce jednoduše řešit například sběr dat z elektroměrů nebo vodoměrů ve vícepodlažních budovách tak, jak je vidět například na obr. 6.
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 budování nízkonákladové modulární síťové komunikační platformy, vhodné zejména pro oblast domácí a kancelářské automatizace, pro použití v automobilovém průmyslu a pro telemetríi, 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 (6)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Elektronický modul transceiverů pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo 45 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 řídicí blok (PU) a paměťový blok (MEM), vyznačující se tím, že řídicí 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 50 dvě oddělené paměti (NET1ÍD, NET2ID) pro ukládání informací, identifikující různé bezdrátové sítě.-6CZ 301322 B6
- 2. Elektronický modul transceiveru podle nároku 1, vyznačující se tím, že paměti (NET1ID, NET2ID) pro ukládání identifikačních informací bezdrátových sítí jsou uspořádány v jediném paměťovém bloku.
- 5 3. Elektronický modul transceiveru podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že paměti (NET1ID, NET2ID) pro ukládání identifikačních informací bezdrátových sítí jsou společně s blokem (CMP) komparátoru a řídicím blokem (PU) integrovány v řídicím bloku mikrokontroléru (MCU).io 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 porov15 nání 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 urče20 no, identifikace z příslušné paměti (NET1 ID, 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 nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že současně s přepnu25 tím 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 transcei30 very současně pracují ve více bezdrátových sítích Mesh.
- 8. Způsob vytváření generické síťové komunikační platformy podle nároku 7, vyznačující se t í m , že jednotlivé 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 CZ2007873A3 (cs) | 2009-06-24 |
| CZ301322B6 true 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) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2458825A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-30 | MICRORISC s.r.o. | Method of creating a functional arrangement of a wireless mesh network of communication devices with packet message transmission and routing packet message transmission in such a network |
Families Citing this family (6)
| 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. |
| 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 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471471A (en) * | 1992-01-03 | 1995-11-28 | Motorola, Inc. | Signal communication method and apparatus |
| US20030109218A1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-06-12 | Azalea Microelectronics Corporation | Portable wireless storage unit |
| US20070004344A1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Degroot Robert J | Wireless device and system for discriminating different operating environments |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| WO2001042930A1 (en) * | 1999-12-09 | 2001-06-14 | Zephyr Media, Inc. | System and method for integration of a universally publicly accessible global network |
| WO2001077764A2 (en) * | 2000-04-10 | 2001-10-18 | Zensys A/S | Rf home automation system comprising replicable controllers |
| 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 |
| 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 |
| WO2007015822A1 (en) * | 2005-07-20 | 2007-02-08 | Firetide, Inc. | Route optimization for on-demand routing protocols for mesh networks |
| 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 EP EP08009348.7A patent/EP2071731B1/en active Active
- 2008-05-21 ES ES08009348.7T patent/ES2643762T3/es active Active
- 2008-05-30 US US12/155,224 patent/US9336676B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5471471A (en) * | 1992-01-03 | 1995-11-28 | Motorola, Inc. | Signal communication method and apparatus |
| US20030109218A1 (en) * | 2001-10-18 | 2003-06-12 | Azalea Microelectronics Corporation | Portable wireless storage unit |
| US20070004344A1 (en) * | 2005-06-29 | 2007-01-04 | Degroot Robert J | Wireless device and system for discriminating different operating environments |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2458825A1 (en) | 2010-11-26 | 2012-05-30 | MICRORISC s.r.o. | Method of creating a functional arrangement of a wireless mesh network of communication devices with packet message transmission and routing packet message transmission in such a network |
| US8681656B2 (en) | 2010-11-26 | 2014-03-25 | Microrisc, S.R.O. | Configuring a wireless mesh network of communication devices with packet message transmission, and routing packet message transmission in such a network |
| 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 |
| US9179498B2 (en) | 2010-11-26 | 2015-11-03 | Microrisc S.R.O. | System for wireless mesh network communication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2643762T3 (es) | 2017-11-24 |
| EP2071731B1 (en) | 2017-09-20 |
| US20090156141A1 (en) | 2009-06-18 |
| US9336676B2 (en) | 2016-05-10 |
| CZ2007873A3 (cs) | 2009-06-24 |
| EP2071731A2 (en) | 2009-06-17 |
| EP2071731A3 (en) | 2012-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11324074B2 (en) | Mesh network system comprising a plurality of interconnected individual mesh networks | |
| CZ301322B6 (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 | |
| CN207184521U (zh) | 基于NB‑IoT的物联网多功能网关 | |
| US7680073B2 (en) | Message routing in a radio network | |
| EP2215872B1 (en) | Design and control systems, commissioning tools, configuration adapters and method for wireless and wired networks design, installation and automatic formation | |
| CN1679376B (zh) | 基于主从的双向射频无线照明控制系统 | |
| US11696212B2 (en) | Beacon and method for setting up and for maintaining a network | |
| CN107566229A (zh) | 智能家居系统的分组控制方法 | |
| KR20110053250A (ko) | 네트워크 시스템 커미셔닝 | |
| CN105225449A (zh) | 监控系统及监控采集器 | |
| WO2008042746A2 (en) | Rf switch with plug-and-play rf reader interface adapter modules | |
| KR101797032B1 (ko) | ＩｏＴ 게이트웨이 기능을 가지는 무선 라우터 장치 | |
| CN207766560U (zh) | 智能设备及智能设备配网系统 | |
| EP2132961B1 (en) | Control circuit, system for operating a device and device for programming such a control circuit | |
| Li et al. | Design and implementation of a wireless programmable logic controller system | |
| CZ18340U1 (cs) | Elektronický modul transceiveru pro síťovou bezdrátovou komunikaci elektrických a/nebo elektronických zařízení nebo systémů a generická síťová komunikační platforma s transceivery | |
| JP2003511971A (ja) | 低電力無線ネットワーク | |
| Hsiao et al. | Integrating ZigBee lighting control into existing building automation systems | |
| CN110661147B (zh) | 多模扩展连接器及多模微基站系统 | |
| Sulc et al. | IQMESH implementation in IQRF wireless communication platform | |
| CN108337717B (zh) | 自动配置网络系统的控制方法及其智能装置 | |
| Kumari et al. | Establishing a Wireless-Local-Area-Network (WLAN) Connectivity between Multiple Nodes using ESP-Mesh Network Topology for IoT Applications | |
| EP3860082A1 (en) | A mesh network system comprising a plurality of interconnected individual mesh networks | |
| Kirpichnikova et al. | Electrical Load Control Systems Based on Wireless Data Networks with Self-Organizing Topology | |
| Kuchta et al. | IQRF smart wireless platform for home automation: A case study |