Trådløse ad-hoc nettverk



Like dokumenter
Trådløse ad-hoc nettverk. Niels Aakvaag Senior Systemarkitekt

Trådløse ad-hoc nettverk. Niels Aakvaag Senior Systemarkitekt

Wireless Sensor Networks Status og fremtid. Niels Aakvaag Mobil IKT i prosessindustrien Stavanger. ABB Corporate Research - 1

Trådløse standarder og applikasjoner

Trådløse sensor nettverk IFI,

Trådløse Systemer. Arild Trobe Engineering Manager. Trådløse Systemer for å løse.. dette?

Honeywell OneWireless

wslan wireless sensor Local Area Network

Trådløse sensor nettverk IFI,

Kapittel 7: Nettverksteknologier

Litt mer detaljer om: Detaljerte funksjoner i datanett. Fysisk Lag. Multipleksing

Detaljerte funksjoner i datanett

Ad-hoc / selvkonfigurerende sensornettverk. Knut Øvsthus, PhD Professor Høgskolen i Bergen

Blåtann / (WPAN) Lars Strand (lars at unik.no) Andreas Tønnesen (andreto at unik.no)

Detaljerte Funksjoner i Datanett

Kapittel 6: Lenkelaget og det fysiske laget

Evaluering av ytelsen til den kommende ZigBee-standarden for trådløse sensornettverk

Strategi for IP tjenester

Hvordan innføre tjenester på et avansert trådløst nettverk for mange samtidige brukere og applikasjoner.

Kapittel 11. Multipleksing og multippel aksess

Trådløs Feltinstrumentering Users Group Americas Symposium Partners in Innovation

IEEE Trådløs MAN

AirLink 2000 FAQ versjon April JensenScandinavia AS

Medium Access Control (3)

Gjennomgang av kap Kommunikasjonsformer Typer av nettverk Adressering og routing Ytelse Protokoller

IEEE Trådløs MAN. Skille mellom: Funksjoner: Fysiske Lag MAC Lag QoS. Foreleser: Kjell Åge Bringsrud Epost:

Emerson Process Management AS Kurs og kompetanse Kurskatalog 2010

a) Vis hovedelementene i GSM-arkitekturen og beskriv hovedoppgavene til de forskjellige funksjonelle enhetene i arkitekturen

Veiledning for aktivering av. Mobil Bredbåndstelefoni

Diverse praktisk: Merk at foilene også er pensum, og at det kan finnes info på foilene som ikke finnes i boka! Ukeoppgavene er også pensum.

IT Grunnkurs Nettverk 3 av 4

Brukermanual. versjon Oktober Jensen of Scandinavia AS

Nye standarder for WiMAX: IEEE j og m

Innledende Analyse Del 1.2

Forelesning Lagdeling i Internettarkitekturen

Gode nettopplevelser med. Home Premium. Brukerveiledning

Tjenestebeskrivelse Ethernet fra BKK

AirLink 2400ac FAQ. Side 2 Side 2 Side 3 Side 4 Side 6 Side 7 Side 9 Side 11 Side 12 Side 13 Side 14 Side 14 Side 15 Side 16 Side 17

Bransjens mest driftssikre trådløse innsamlingssystem - som til og med er enkelt å installere, konfigurere og bruke!

Brukermanual Side - Innhold

Anywave SRT18 Feilsøkingsguide v

Våre tekniske konsulenter kan bistå slik at din bedrift får en best mulig tilpasset Handyman installasjon ut fra deres infrastruktur.

Kommunikasjon og autonome farkoster. Lars Landmark SEMINAR Maritim Kommunikasjon SINTEF, 15. februar 2017

DET TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE FAKULTET

Brukermanual Side - Innhold

Litt mer detaljer om: Detaljerte funksjoner i datanett. Fysisk Lag. Multipleksing

EW-7438RPn Air Quick Installation Guide

PXT: Micro:bit repeater

Installasjons- og brukerveiledning

TDT4110 IT Grunnkurs: Kommunikasjon og Nettverk. Læringsmål og pensum. Hva er et nettverk? Mål. Pensum

INF2270. Input / Output (I/O)

Kapittel 8: Nettverk i praksis

Redundante linjer fra BKK. Frokostmøte 25. januar 2011 Terje Henneli, BKK Marked

Sentralisering av drift. Runar Solli HOIST Energy EM Systemer

Emnekode SO380E. Dato:

Et lag er en samling relaterte funksjoner som tilbyr tjenester til laget over og bruker tjenester fra laget under.

NorskInternett Brukermanual. Sist oppdatert Side 1/30

Status Smart Metering Standardisering & Piloter i Europa. 17. Oktober 2010 Per Erik Nordbø, BKK

Din bruksanvisning HP PAVILION DV5-1250EN

Datakommunikasjon - Oblig 2

KYBERNETIKKLABORATORIET. FAG: Industriell IT DATO: OPPG.NR.: LV4. LabVIEW Temperaturmålinger BNC-2120

Biomedisinske sensornettverk basert på Ultra Wide Band impulsradio og IEEE /Zigbee

Brukermanual Side - Innhold

ELEKTRIKER GUIDEN. For elektrikere som ønsker å øke oppdragsmengden!

Innhold. Innledning til Input/Output. Ulike typer Input/Output. Input/Output internt i datamaskinen. Input/Output mellom datamaskiner

GigaCampus Trådløs Campus. Trinn 2. Fredag

INF2270. Input / Output (I/O)

DIR-635 TRÅDLØS ROUTER. Brukerveiledning for D-Link DIR-635

2014 Kurskatalog. EDUCATIONAL SERVICES Maximise your Investment!

Avtale om Bitstrøm: Vedlegg C Bitstrøm NNI Produktblad

Masteroppgave UNIVERSITETET I OSLO. WirelessHART. Håvard Tegelsrud og Jørgen Frøysadal. Institutt for informatikk. Gjennomgang og implementering

Hvor holder dere til? Hvis vi trenger hjelp, hvor nært er dere? Tar det lang tid å få hjelp fra tekniker?

Smart Hub. Den trådløse bygningen. Vedlikeholdsfritt. Enkelt å installere

Eagle 1500 FAQ. Innholdsfortegnelse

Brukerveiledning Linksys E2500

Grunnleggende oppsett av Jensen ruter

Input/Output. når tema pensum. 13/4 busser, sammenkobling av maskiner /4 PIO, DMA, avbrudd/polling

BiPAC 7202 / 7202G. (802.11g) ADSL-sikkerhetsruter. Hurtigstartguide

Erfaringer med IPv6 hos HiOA

Eagle 1500 FAQ. Innholdsfortegnelse

Lynx 7000 avansert oppsett

AirLink 2200 FAQ. Side 2 Side 2 Side 3 Side 4 Side 6 Side 7 Side 8 Side 10 Side 11 Side 12 Side 13 Side 13 Side 14 Side 15 Side 16 Side 18

1. Arduino Bluetooth 4.0 Low Energy (BLE)

a) Vis hvordan en samtale fra en fasttelefon til en mobiltelefon i GSM settes opp.

Bluetooth Lysstyring

Nytt fra WiMAX Forum. Ole Grøndalen. Teknaseminar WiMAX /LTE, mars 2009, Gardermoen

Informasjon om din trådløse forbindelse

Kommunikasjonsløsninger og EMF belastning

AirLink 1000AC avansert oppsett

Emerson Process Management AS Kurs og kompetanse Kurskatalog 2012

Emerson Process Management AS Kurs og kompetanse Kurskatalog 2013

Norsk versjon. Installasjon Windows XP og Vista. LW311 Sweex trådløs LAN innstikkort 300 Mbps

Nimbo. Mesh Wi-Fi System Brukermanual. versjon Oktober iiglo.com

Trådløs (kun på enkette modeller)

Gruppe 7: Ninja Larsen Stian Brynildsen Prakit Ketthai Lars Ole Grottenberg Thorstein Brekke

Løsningsforslag til EKSAMEN

Innhold i pakken. R6100 WiFi-ruter Installeringsveiledning

Brukerveiledning Mobilsynkronisering HTC HD2

Last Mile Communication AS GPRS og radio kommunikasjon for GRID

Transkript:

Trådløse ad-hoc nettverk Agenda Niels Aakvaag Senior Systemarkitekt Hva er det egentlig? Standarder Fysiske begrensninger Anvendelser i industrien Forskning Hva er det egentlig? Hva er det egentlig? Et stort antall autonome, billige, trådløse noder som samarbeider om å løse et problem: Nettverket viktigere enn enkeltnode Selvkonfigurerende Kommunikasjon via gateway (ikke peer-to-peer ) Topologier Stjerne Tre Mesh I tillegg: Selvrettende. Oppdager feil og ordner selv opp Lite eller ingen infrastruktur Multihop Ofte energibegrenset Forskjellige typer noder: Endenode (kan ikke rute for andre) Ruternode (kan rute for andre) Gateway (hovednode) 1

Standarder ZigBee Blåtann Wireless HART ISA SP100 Sjekk: zigbee.org bluetooth.com hartcomm.org isa.org Standarder ZigBee 2.4GHz ISM, 250kbps per kanal, 16 kanaler 16 bit adresseringsrom (64k enheter) Basert på IEEE 802.15.4 PHY og MAC Støtter alle topologier Laget for lav effekt (særlig endenode) Semi-statiske kanaler Anvendelser: Lyskontroll Lett prosess industri Intelligente hjem Applikasjonsprofiler SSP Application NWK Medium Access (MAC) Physical Radio (PHY) ZDO App Support (APS) kilde: zigbee.org Standarder ZigBee Standarder ZigBee MAC 1.0 i 2003 NTW 1.0 i desember 2004. Basert på AODV. Spesen kan lastes ned gratis (43000 har gjort det) Selvkonfigurerende og -rettende Home Automation [HA] Industrial Plant Monitoring Data kilde Automatic Meter Reading er underveis Destinasjon ZigBee definerer også stakkprofiler. Optimaliserer drift av nettverk og sikkerhet kilde: zibee.org 2

Standarder Blåtann Standarder Trådløs HART 2.4GHz ISM, 3Mbps, FFH i 80 kanaler (1600hps) Profiler for kamera, mobiltelefon, printere, etc Støtter stjernenett og scatter-net Problemer i industri: Kun syv aktive noder per master Lang oppvåkning gir høyt energiforbruk Finner anvendelser i: PDA aksess til noder Veldig små nettverk med nok effekt HART stammer fra 80 tallet (Emerson) Langsom seriell buss Over 90% av smarte instrumenter har HART Trådløs HART basert på Dust Networks Ikke ferdig spesifisert. Ventet i løpet av 2007 Krever kraftig sentral kontroller Standarder Trådløs HART Krav som trådbundet HART Basert på TSMP (Time Synchronised Mesh Protocol) fra Dust Basert på 802.15.4 PHY (billig radio) Tett synkronisering: <1.0ms mellom noder Redundant trestrukt. All ruting langs treet Lang levetid på nettet Frekvenshopp unngår statiske fade Standarder Trådløs HART Tid - frekvens kilde: dustnetworks.com 3

Standarder ISA SP100 Ligger et stykke etter HART Mange selskaper mye politikk! Kunde, heller enn leverandør, orientert Krevende spekk. Kan gi bra produkter Fysiske begrensninger Endelig båndbredde Batteri Interferens Statiske fade Fysiske begrensninger - Endelig båndbredde Vil alltid ha noen kollisjoner Kollisjon gir ødelagt rute Det gir ny RREQ (mer trafikk) Flere kollisjoner kilde: ntnu Konklusjon: en øvre begrensning når man søker avveining mellom båndbredde, antall noder, antall hopp og oppdateringsrate Fysiske begrensninger Batteri Eksempel: CC2420 + AtMega128L Radio: Tx 18mA, Rx 20mA Prosessor: 8mA 5 dager på 3000mAh batteri Løsning: duty cycle prosessor Prosessor dyp søvn: 12uA På 0.1% av tiden 9 år på 3000mAh batteri Moderne kretser bedre, radio og prosessor integrert CC2430, EM250, Dust Networks Gold (6mA) 4

Fysiske begrensninger Interferens WLAN interferens: frekvens Fysiske begrensninger Interferens WLAN interferens: tid Bruker også CSMA/CA. Gir noe beskyttelse WLAN har større spredning Blåtann interferens: frekvens Alle! Blåtann interferens: tid Ingen CSMA/CA, men lav effekt kilde: turningtechnologies.com Fysiske begrensninger - Statiske fade Større problem enn interferens Sendt x(t) Problem: disse er frekvens selektive gain Mottatt y(t) = x1(t) + x2(t) + n(t) Anvendelser i industrien - oversikt Krav: Latens typisk <20ms for høy-ende. 1min for trege prosesser Pålitelighet typisk 99.9% kilde: boliden.com Batterilevetid >5 år Beskjeden båndbreddekrav (<10kbsp) Antall noder > 10.000 Mindre konvensjonelle: Overvåking av miljø Militære applikasjoner Medisin 2.40GHz 2.48GHz frekvens Konvensjonell industri Prosess Stykkproduserende industri 5

Anvendelser i industrien praktisk erfaring Anvendelser i industrien praktisk erfaring ABB: Skellefteå i Sverige Evalueringsarbeide av teknologi Før tilgjengelige ZigBee stakk Basert på Embernet, forløperen til ZigBee Løsning: Synkronisert søvn Sende timer fra gateway Skalerbart Simulerte data. Sample 1 gang per minutt Problem med Embernet: rutere ikke på batteri Problemer: Total båndbredde lider veldig Aksess kun på APP nivå Bruker effekt på synk Anvendelser i industrien praktisk erfaring Anvendelser i industrien praktisk erfaring Tidsforsinkelse i stakk Ukjent pdf Eksempel på tre noder: Summen av mange, likt fordelte, ukjente pdf er gir Gaussisk fordeling (C.L.T) ABB: PDA aksess til instrumenter Oppdatering minst hvert sekund Trådløs enhet på instrumentsiden kan kun bruke 400uA! Full ZigBee stakk klarer ikke disse kravene 6

Anvendelser i industrien praktisk erfaring Skru av alt som kan skrus av! Skru ned µc frekvens når mulig Starter på ladning i dekoblingskondensatorer Kjører alt på grensen av spec Anvendelser i industrien pågående arbeid Device Level Control Level User Forskning Forskning S-MAC Standardisering Effektminimering (algoritme og krets) MAC lag (S-MAC, B-MAC, L-MAC, P-MAC, ) Aggregering (data fusion) Cross-layer optimalisering Sjekk scholar.google.com Fra Berkley Periodisk sov og lytt Unngå kollisjon og sov når andre sender Message passing. Lokal synkronisering RTS/CTS for å unngå hidden terminal CSMA/CA kilde: Ye, Heidemann, Estrin 7

Forskning L-MAC Forskning Aggregering Fra Nederland TDMA basert (kollisjons fri, men vanligvis lavere gjennomstrømming) Hver node sender kontroll melding periodisk Hver node har egen tidsluke Lengre levetid Sammenligner epler og pærer pga NTW kilde: Hoesel, Havinga Område: Eventer er korrelert geografisk Nok å sende én gang Artikkel gir teoretiske og simuleringsresultater med besparelse kilde: Krishnamachari, Estrin, Wicker Overhead: Fast overhead forbundet med hver pakke Hvis vi samler mange pakker kan de dele overhead Forskning Cross layer optimisation Hvor går veien videre? Anerkjennelse av at OSI modell er sub-optimal Ønske om å optimalisere på tvers av lagene Sammarbeidsprosjekt CROPS: NTNU, TKK, KTH Har lang horisont mange år Applikasjoner i industrien for åpen sløyfe systemer Mye industri er tradisjonell, og tør ikke lukke sløyfen Lukket sløyfe KREVER frekvenshopp. Med andre ord: Blåtann passer kun for de aller enkleste uten effektbegrensning ZigBee OK for enkle, ikke kritiske applikasjoner Wireless HART og/eller ISA trengs for mer krevende applikasjoner 8

Oppgave #1, Håndholdt ZigBee konfigurering Mål Målet med oppgaven er å utvikle et grafisk brukergrensesnitt for PDA for konfigurering av operasjonsparametere over ZigBee. Arbeidets art og omfang Arbeidet vil involvere.net programmering på PDA for parameter innhenting. Dernest vil studenten kommunisere med ZigBee node i CF innstikkskort i PDA for å sende disse over luften. På motstående side vil en annen ZigBee node ta imot oppsettet. Praktisk Arbeidssted vil bli hos Enfo Broadcast på Skøyen Veileder: Niels Aakvaag og/eller Steve Pedersen Oppgave #2, ZigBee sensorikk Mål Oppgavens mål er å utvikle en demonstrator av en trådløs sensor basert på ZigBee teknologi Arbeidets art og omfang Arbeidet vil i all hovedsak basere seg på eksisterende hardware og noe eksisterende software. Studenten forventes å ta i bruk Embers ZigBee noder sammen med Enfos infrastruktur for å få et operativt trådløst sensorsystem. Praktisk Arbeidssted vil bli hos Enfo Broadcast på Skøyen Veileder: Niels Aakvaag og/eller Steve Pedersen 9