無線傳感網絡協議——Smart Mesh IP


前言:

SmartMesh IP 專為實現 IP 兼容性而設計,並基於 6LoWPAN 和 802.15.4e 標准。SmartMesh IP 產品線實現了網絡適應性、可靠性和可擴展性水平,並擁有高級網絡管理和安全特性。前身屬於凌力爾特公司,現在屬於ADI公司。

筆者由於項目需要對該協議有一定的了解和測試數據,如果有同行在使用這方面的產品可以留言交流,希望有所幫助。

 

產品介紹:

SmartMesh 產品是適用於苛刻工業過程自動化應用的低功耗無線網狀網絡。SmartMesh 客戶包括使用樓宇自動化、數據中心能源管理和可再生能源解決方案的財富 500 強公司。全球范圍內已經部署了超過 76,000 個啟用了 SmartMesh 的系統,這些系統正在安全地將各種智能設備連接到各自的應用,實現更智能、更環保、更高效的解決方案。

圖1 具片式天線的 SmartMesh IP 無線 802.15.4e PCBA 模塊

SmartMesh IP 無線傳感器網絡是自我管理式的低功率互聯網協議 (IP) 網絡,其采用被稱為“Mote”的無線節點構建而成。LTPTM5901-IPM 是 Eterna® 系列 IEEE 802.15.4e 解決方案中具內置片式天線的印刷電路板組件 (PCBA) 產品,其運用了一種高度集成的低功率無線電設計,以及一個運行 SmartMesh IP 嵌入式網絡軟件的 ARM Cortex-M3 32 位微處理器。占板面積為 24mm x 42mm 的 LTP5901-IPM 專為表面貼裝型裝配而設計。

 

圖2 筆者使用的DC9018B評估套件

圖3 評估套件包含產品

0、產品特點

1、SmartMesh IP 網絡拓撲結構

SmartMesh IP 網絡由高度可擴展的自成形多躍點無線節點網格和網絡管理器構成,無線節點稱為智能微塵,用於收集和中繼數據;網絡管理器用於監控和管理網絡性能和安全,並與主機應用程序交換數據。

圖4 網絡拓撲結構

除了常見的“網格模式”外,SmartMesh IP 還支持一種稱為閃爍模式的超低功耗漫游節點功能。

2、SmartMesh IP 智能微塵

SmartMesh IP 智能微塵是 SmartMesh IP 網絡中的無線節點。它們連接到傳感器/致動器並路由來自其他智能微塵的數據,同時保持低功耗。

圖5 節點可以設置為主模式和從模式

每個智能微塵都可以發送和接收消息(支持雙向數據)。每個智能微塵可以有不同的數據報告速率,網絡管理器會自動協調各個成對通信以便高效地路由流量。

每個智能微塵可以有不同的供電能力(例如線路電源、電池電源或能量收集電源)。網絡管理器會相應地對流量進行負載平衡以便將時間延長至網絡的第一次電池更換。

SmartMesh IP 網絡軟件已進行編譯並經過全面測試。智能微塵具有板載的 ARM Cortex-M3 處理器,該處理器支持使用 SmartMesh IP 片內軟件開發套件的客戶應用軟件。或者,可以使用外部微處理器通過其串行 API 接口控制智能微塵。

3、SmartMesh IP 網絡管理器

SmartMesh IP 網絡管理器針對網狀網絡執行兩種主要功能。首先,它們充當接入點微塵,將無線網狀網絡連接到客戶主機應用。其次,網絡管理器運行復雜的網絡管理算法以保持網絡的性能。

圖6 網絡管理具有兩種方式

SmartMesh IP 網絡管理器具有兩種版本:

  • EManager(支持多達 100 個智能微塵)
  • VManager(支持多達 50,000 個智能微塵)

a.SmartMesh IP EManager

一種 EManager 或嵌入式管理器,作為 Manager-on-Chip™ 運行,接入點功能和網絡管理算法均在 SmartMesh IP 802.15.4 硬件(例如 LTC5800-IPM)上運行。

EManagers 支持在網絡中使用多達 100 個智能微塵,並且適用於低功耗網關操作。

圖7 Emangers網關適用於小型傳感器網絡

b.SmartMesh IP VManager

VManager 是一種基於軟件的管理器和單獨的接入點智能微塵,它可以:

  • 實現大型網絡 – 單個網絡中多達 50,000 個智能微塵
  • 通過多個接入點提高帶寬
  • 熱故障切換網關冗余

圖8 Vmangers適用於大型傳感網絡

VManager 軟件在 x86 虛擬機 (VM) 上運行,從雲服務器向下一直到基於 x86 的低功耗嵌入式處理器,虛擬機可以安裝在各種硬件平台上。VManager 軟件是 Linear Technology 作為預編譯並經過測試的 VM 應用程序而提供的,可以在 VMWare 或 Oracle VirtualBox 虛擬機上運行。一個或多個接入點智能微塵(AP 智能微塵)將 SmartMesh IP 網絡連接到 VManager 軟件。AP 智能微塵是在 SmartMesh IP 802.15.4 硬件(例如 LTC5800-IPM)上運行的 AP 智能微塵軟件的組合。

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM