Тема
6 Радиосеть управления освещением
Выполнили ст.гр.1110: Новиков Д.А.
План:
Часть 2
1.2.4 Анализ и пояснение видов служебных сообщений,
передаваемых в составе сценария соединения. Обоснование широковещательных
параметров сети.
1.2.5.
Обоснование способы контроля соединения (организация радиоизмерений) в рамках
разрабатываемого сценария. Пояснение способа качества соединения на
произвольном примере.
1.2.6
Анализ задач, выполняемых на канальном уровне. Проработка структуры полей
сообщения канального уровня
1.2.7
Проработка примера, иллюстрирующего процедуру адресной доставки информационного сообщения узлам
сети
1.3
Обоснование и подробное описание задач, выполняемых на физическом уровне.
Проработка вопросов, связанных с обеспечением синхронизации сетевых устройств
на физическом уровне. Обоснование структуры полей физического уровня.
1.2.4 Анализ и пояснение видов служебных
сообщений, передаваемых в составе сценария соединения. Обоснование
широковещательных параметров сети.
Служебные сообщения необходимы для организации сети и реализации сценариев взаимодействия сетевых объектов
Сообщения синхронизации
1.Временная синхронизация. Передается одна на
группу сообщений, подстройка ведется под время центра управления. В разрабатываемой системе крайне важна
для того, чтобы светильник не проспал приход нового сообщения и вовремя передал
ответ. Будет осуществляться по каналу управления SCH (Synchronization Channel).
2.Частотная
синхронизация. Необходима для того, чтобы настроить светильники на несущую
частоту. Осуществляется по каналу FCCH (Frequency Correction Channel) по нему передается немодулированная несущая с фиксированным
частотным сдвигом относительно номинального значения частоты.
Это широковещательный канал. По нему осуществляется передача сообщения всем светильникам одновременно. Например, включиться, при этом в поле адреса прописывается комбинация 0000000. Увидев ее, каждый светильник принимает команду к исполнению. Однако, если команда по какой-либо причине не была выполнена каким-нибудь терминалом, сообщение заново посылается только ему, а не всем, как было ранее.
1.2.5. Обоснование
способы контроля соединения (организация радиоизмерений) в рамках разрабатываемого
сценария. Пояснение способа качества соединения на произвольном примере.
Для чего нужен
контроль радиоизмерений в системе освещения?
Центр управления
должен понять, правильно или не правильно принял сообщение терминал, для этого
терминал отправляет Центру управления пакет телеметрии. То есть радиоизмерения
будут проводиться постоянно, на протяжении всего времени работы системы.
Разберем
контроль качества соединения на примере:
Пользователь захотел
изменить цвет освещения. Центр управления преобразует эту команду в понятный
для терминала вид и посылает ему сообщение. Одновременно с этим включается
счётчик. Терминал выполняет команду и посылает пакет с данными измерений на ПК. Уровень принятия решений сверяет
поступившие значения с теми, которые должны были быть установлены. Если все
верно счетчик обнуляется и на следующем круге посылается новая команда.
Рассмотрим случай
когда значения пришедшие от терминала на ПК оказались не верными. Уровень
принятия решений, маркирует сообщение как «не верно» и на следующем круге
отправляется та же команда. Если данный цикл повторяется 3 раза, то уровень
принятия решения отправляет на ТД решение “повысить мощность”, так есть
вероятность того, что сообщение не получено из-за малой мощности излучения, при
этом счетчик обнуляется. Если увеличение мощности не помогло и цикл повторился
снова, то уровень принятия решения отправляет сообщения точке доступа о
неисправности терминала, а она сообщает пользователю , что терминал не
исправен.
1.2.6 Анализ задач, выполняемых на канальном
уровне. Проработка структуры полей сообщения канального уровня.
Задачи решаемые на канальном уровне.
На этом уровне
реализована проверка на достоверность принятого сообщения, формируются
различные виды сообщений: групповые и адресные. Канальный уровень обнаруживает и
даже исправляет ошибки которые возможно появятся на физическом уровне.
Происходит установление и расторжение канального соединения, управление потоком
битов, управление соединением физических каналов передачи данных, реализуется адресная передача
Алгоритм
множественного доступа – доступ по опросу: точка доступа запрашивает у
терминалов пакет телеметрии и формирует временные слоты, по которым каждый
светильник будет передавать необходимые данные. После того как команда будет
выполнена, слоты снова перераспределяются между светильниками. В связи с этим
ТД должна четко представлять, какие слоты свободны для передачи, а какие еще
заняты для избежание коллизий.
На канальном
уровне точки доступа реализуется адресация, так как точка доступа должна знать
куда отправлять сообщение. Для этого каждому светильнику присвоен свой ID номер, ID присвоен и
группам светильников. В памяти
каждого светильника хранится его ID, ID групп, к которым он принадлежит, значение,
прописываемое при широковещательной адресации, а также ID точки доступа. Канальный уровень должен обнаруживать и
корректировать ошибки. Для решения этой задачи будем использовать проверку на
основе вычисления контрольной суммы CRC. Согласно ТЗ в работе будем использовать СRC-8.
Структура пакета канального уровня
Пакет
канального уровня содержит:
1-Тип. В этом поле указывается тип адресации:
00-Широковещательная
10-Адресная
01-Групповая
2-Адрес. В этом поле указывается адрес терминала, группы терминалов, и
00000000 для широковещательной адресации. На это поле будет отводиться 8 байт.
3-Data. Это поле будет
включать в себя следующую информацию: От центра управления к светильникам будут
передаваться команды, включающие в себя изменение яркости и цвета. Так как в
работе используется модель RGB, то
для изменения цвета будет передаваться 3 команды изменения мощности: по
одной на каждый светодиод (зеленый, синий и красный). На каждую из этих
команд будет отводиться по 7 бит. Изменение яркости так же означает изменение
уровня мощности, длина этой команды будет 8 бит. Так же в информационную
часть будет входить запрос пакета телеметрии и номер временного слота, по
которому будет осуществляться передача пакета телеметрии. Это поле будет
называться дополнительным и иметь размер 6 бит Значит, размер этого поля
будет составлять 35 бит.
Поле CRC включает в себя значение контрольной суммы для контроля целостности сообщения и имеет размер 8 байт.
Рисунок 1. Структура сообщения точки доступа на канальном уровне
В обратном
направлении передается исключительно пакет телеметрии. Он состоит из: значения
потребляемого тока, рабочей температуры, времени работы, напряжении в сети,
индекса цветопередачи. Размер пакета телеметрии будет составлять 53 байта
Рисунок 2. Структура сообщения светильника на канальной уровне
1.2.7 Проработка
примера, иллюстрирующего процедуру адресной доставки информационного
сообщения узлам сети.
Рисунок
3. Адресная доставка сообщений
На рисунке представлена адресная доставка
сообщений терминалам.
Доставка сообщений осуществляется поочередно каждому терминалу. Для достижения большей эффективности ТД работает не с одним терминалом, а с группой терминалов. Для начало происходит подстройка по времени и частоте, для определения количества терминалов одновременно. Далее центр управления посылает команду управления и номер слота для ответа терминалу 1, не дожидаясь от него ответа, посылает команду второму терминалу, и так далее, пока не обойдет всю группу. После этого терминалы, подготовив пакет телеметрии, начинают отвечать, в выделенные им промежутки времени. Закончив, таким образом, работу с одной группой, точка доступа переходит к другой и все повторяется.
1.2.6 Анализ задач, выполняемых на канальном уровне. Проработка структуры полей сообщения канального уровня.
Физический уровень обеспечивает механические, электрические, функциональные и процедурные средства активизации, поддержания и деактивизации физических соединений для передачи данных между канальными объектами. Функции уровня сводятся к активизации и деактивизации физического соединения, а также передаче данных. Физический уровень также формирует сигналы, которые переносят данные, поступившие от всех вышележащих уровней. Кроме того, здесь определяется способ передачи данных по сети. Физический уровень осуществляет передачу битов (нулей и единиц) от одного устройства к другому. Уровень отвечает за кодирование данных и синхронизацию битов, гарантируя, что переданная единица будет воспринята именно как единица, а не как ноль. Также физический уровень устанавливает длительность каждого бита и способ перевода бита в соответствующие электрические оптические или какие-либо другие импульсы, передаваемые по сети. Организация физических каналов происходит путем инкапсуляции сообщений канального уровня на физический. Сообщение канального уровня кодируется для решения задачи надежного приема/передачи БЧХ кодом, это циклический код, применяемый для защиты информации от ошибок. Будем использовать БЧХ код (127), исправляющий 9 ошибок. Синхронизация по времени и частоте будет производиться отдельным служебным сообщением, посылаемым на группу светильников.
. 1.Бакке А.В. «Лекции по курсу ССПО»
2.Скляр Б. «Цифровая связь. Теоритические основы и практическое применение»
3. http://omoled.ru/publications/view/329
43 4.http://omoled.ru/publications/view/471
3