Курсовой проект по дисциплине
«Системы и сети связи с
подвижными объектами»
Радиосистема управления освещением
Часть 2.
Выполнил студент группы 9110 Белова Татьяна.
В соответствии с моделью OSI, любое
телекоммуникационное устройство в нашей системе представляется в виде
иерархической структуры связанных между собой функциональных слоев, отвечающих
за решение строго определенных задач. Структура модели телекоммуникационного
устройства зависит от вида задач, которые оно будет выполнять, и может включать
в себя произвольное количество уровней/подуровней, отражающих базовую 7-ми
уровневую модель OSI.
Для поставленной задачи в работе используется иерархическая модель (Рис.1) передачи данных, включающая следующие слои:
- физический уровень (physical Layer – L1);
- канальный уровень (Link Access Layer – L2);
- верхние уровни
Рис.1. Иерархическая модель.
Уровни L1 и L2 выполняют транспортные
функции: физический уровень L1 отвечает за формирование и достоверный прием
потока битов, фрагментацию этого потока и доставку блоков битов на канальный
уровень. На канальном уровне L2 реализуется проверка достоверности принятого
сообщения, выполняются функции внутрисетевой адресации и формируются различные
виды сообщений: групповые, адресные.
В разрабатываемой системе объем
передаваемых данных не велик, т.е. большую часть времени канал передачи данных
будет свободен, соответственно высокая скорость передачи данных не так
критична.
По заданию необходимо использовать
минимально возможную полосу частот. Для этого организуем канал передачи данных
с постоянными характеристиками, в котором данные будут передаваться на одной
частоте, но в различные моменты времени. (т.е. TDMA – временное разделение
каналов).
Краткий анализ необходимых уровней с обоснованием
выполняемых задач.
Физический
уровень модели
На физическом уровне должна быть обеспечена задача надежной передачи потока битов, поступающего с канального уровня. Любые технические решения, направленные на повышение достоверности приема битов, могут быть реализованы на физическом уровне. Выполняются следующие функции:
1. Обеспечение
синхронизации. В разрабатываемой радиосети необходимо использовать битовую
синхронизацию. Битовая синхронизация осуществляется с помощью системы ФАПЧ
(фазовая автоподстройка частоты).
2. Модуляция.
Выполняется на физическом уровне при передаче всего сообщения в канал. В наших
условиях будем склоняться к двухпозиционным видам модуляции –
помехоустойчивость высокая, требуемые скорости низкие.
3. Помехоустойчивое кодирование (Forward Error Correction - FEC);
Канальный
уровень модели
На канальном уровне решаются задачи,
необходимые для организации логического канала связи между ЦТ и Т. Важнейшими
атрибутами сообщения канального уровня являются адреса источника сообщения и
получателя. Поскольку в нашей системе используется структурированный тип сети
«Звезда», то нет необходимости указания в L2-сообщении адреса источника - ТД,
т.к. для всех терминалов источником L2-сообщений будет всегда ЦТ. На канальном
уровне используются методы помехоустойчивого кодирования, позволяющие не только
обнаруживать неисправленные на физическом уровне ошибки, но и исправлять их. На
этом уровне существует служба, осуществляющая проверку достоверности принятого
сообщения.
Определение возможных режимов работы абонентского
терминала.
Светильники существуют в системе как
вполне автономные устройства, способные выполнять функцию освещения без
какого-либо радиоуправления. Дополнительная опция к системе освещения это
управление ими пользователем через ПК.
Рассмотрим
режимы работы абонентского терминала:
- спящий – светильник
находится в спящем режиме, до тех пор, пока при включении системы радиоуправления не начнется
сеанс связи Центрального Терминала (ЦТ) со светильниками.
- режим ожидания
– ЦТ, получив от светильника положительный ответ о том, что терминал в сети и
готов к получению команд, ЦТ начинает последовательную передачу команд
необходимым светильникам. В этом состоянии светильник находится в режиме
ожидания команд управления и не отправляет никакие данные на терминал.
- исполнение
команд терминалом.
- режим передачи
данных Центральному Терминалу – светильник находится в этом режиме в случае
ответа на запросы ЦТ, в случае передачи пакета телеметрии.
Описание взаимодействия центрального терминала со светильниками.
Рис.2. Сценарий взаимодействия ЦТ и Т.
При включении системы радиодоступа пользователь выбирает светильники, на которых нужно изменить параметры яркости освещения. Для этого он в соответствующем программном обеспечении устанавливает настройки освещения. ПК, на котором установлено это ПО, формирует соответствующее сообщение, которое содержит в себе идентификаторы светильников, которым нужно изменить настройки яркости и сами команды изменения яркости и отправляет его на ЦТ. Центральный Терминал выполняет роль точки доступа и начинает опрос всех светильников, идентификаторы которых содержатся в этом сообщении, о наличии их в сети. При получении положительного ответа, Центральный терминал начинает передачу команды светильнику. При получении команды светильник ответит ЦТ о том, что команда получена и исполнена. В случае если светильник не отвечает на сообщение, содержащее команду, передача этого сообщения будет повторена. После ответа от светильника об успешном выполнении команды, он переходит в «спящий режим», для ожидания очередного времени самостоятельной отправки пакета телеметрии на ЦТ.
Пакет, передающийся от Центрального терминала к Терминалу имеет следующий вид:
Рис.3. Структура пакета физического и канального уровней.
В поле «DATA» могут содержаться следующие данные:
- команда запроса от ЦТ к Т о готовности его принять
команду управления
- ответ Т о готовности принять команду управления
- команда изменения параметров освещения: увеличение/уменьшение
яркости
- команда запрос данных телеметрии
- отчет Т о исполнении команды
Диаграмма состояний Центрального Терминала
Рис.4. Диаграмма состояний ЦТ
Диаграмма состояний светильника
Рис.5. Диаграмма состояний светильника
Список использованной литературы:
- http://omoled.ru/publications/view/330 Тема 5. Радиосистема управления освещением.2 часть. Исправленная
- http://omoled.ru/publications/view/329 Радиосистема управления освещением. п. 14-1.5. (часть №2)
- http://omoled.ru/publications/view/325 КП “Радиосистема управления освещением” Часть 2
- Бакке А.В. "Лекции по курсу ССПО".