Prezeráte si stránku pre zákazníkov z: Slovakia. Navrhovaná verzia stránky pre Vás je USA / US
Panel zákazníka
Vo Vašom košíku
Zaregistruj sa

Overené riešenia bezdrôtovej komunikácie IQRF Tech

2020-12-10

IQRF

Pandemická situácia zaviedla množstvo obmedzení v profesijnom aj spoločenskom živote. Prejavili sa tým výhody vyplývajúce z diaľkovej kontroly produktov, výrobných procesov a riadenia. Bezdrôtová komunikácia sa však musí realizovať v súlade s najvyššími bezpečnostnými štandardmi. Je to mimoriadne dôležité v prípade priemyselných aplikácií. V ponuke TME je dostupná široká ponuka modulov spoločnosti IQRF Tech s.r.o., ktorá je dodávateľom technológie bezdrôtovej komunikácie IQRF. V článku sa dozviete odpovede na otázky:

  • Čo je to IQRF technológia?
  • Aké sú špecifické vlastnosti IQRF technológie?
  • Aké výhody vyplývajú z používania IQRF technológie?
  • Akú podporu poskytuje výrobca zákazníkov v procese vývoja?
  • Kde sa používajú produkty spoločnosti IQRF?

Čo je to IQRF technológia?

IQRF® je technológia bezdrôtovej komunikácie vyvíjaná od roku 2004. Pracuje v pásme Sub-GHz (433 / 868 / 916MHz). Umožňuje odosielanie menšieho množstva dáta pri minimálnej spotrebe prúdu. V závislosti od zvolenej možnosti sa spotreba pohybuje na úrovni niekoľkých mA v štandardnom prevádzkovom režime alebo približne 250uA v režime low power. Vzhľadom na nízku spotrebu prúdu je táto technológia mimoriadne vhodné pre aplikácie napájané batériami a tie, ktoré si vyžadujú vysokú energetickú úsporu.

IQRF

Obr. 1. Grafické znázornenie spotreby prúdu modulu TR 76D v závislosti od vybraného prevádzkového režimu.

Moduly v závislosti od typu aplikácie môžu pracovať v topológii POINT – POINT, STAR, PEER to PEER a MESH. V rámci jednej siete môže pracovať až 240 zariadení v štruktúre MESH, pričom je zaistená bezpečná a spoľahlivá prevádzka a vysoký komfort obsluhy siete.

Najdôležitejšie vlastnosti technológie IQRF

Na trhu je dostupná široká škála modulov umožňujúcich bezdrôtovú komunikáciu zariadení. Za pozornosť stoja výhody vyplývajúce z implementácie IQRF technológie:

a) Spoľahlivosť dátového prenosu

Spoľahlivosť prenosu vyplýva priamo z unikátneho a patentovaného protokolu IQMESH. Vo fáze tvorenia siete protokolov sa využíva asynchrónna komunikácia, ktorej cieľom je čo najrýchlejšie oznámenie balíkov informujúcich o procese tvorby siete. Po jej vytvorení pracuje protokol na báze synchrónnej komunikácie. Koordinátor dozoruje proces odosielania dát v sieti. V prípade, keď má sieť štruktúru MESH, každý z modulov umiestnený v sieti má možnosť opakovania (repeatovania) dátových balíkov v prísne stanovených časových intervaloch pre všetky susediace zariadenia. Takéto riešenie zabraňuje vzniku kolízií balíkov a zároveň chráni užívateľa v prípade objavenia sa dočasnej prekážky pred prerušením komunikácie.

b) Fast Response Command (FRC)

Využívanie protokolu Fast Response Command – v skratke FRC – umožňuje užívateľovi získavať informácie zo siete oveľa rýchlejšie. Protokol FRC je predkonfigurovateľný, čo znamená, že pred jeho skutočným použitím je potrebné uskutočniť konfiguráciu na úrovni koordinátora. Takto sa stanovuje typ spätných informácií. Praktické fungovanie protokolu je mimoriadne jednoduché. Po správnej konfigurácii odosiela koordinátor siete súhrnný balík a sieťové uzly umiestňujú v súhrnnom balíku požadovanú informáciu na presne špecifikovanom mieste. Vďaka tomu dostáva užívateľ v priebehu niekoľkých sekúnd informáciu o stave parametra, ktorého sa otázka týkala. Môže to byť napríklad stav osvetlenia (zapnuté/vypnuté), teplota alebo hodnoty napätia alebo prúdu v konkrétnych obvodoch. FRC protokol sa skvelo hodí na monitorovanie definovaných kritických parametrov v danej aplikácii. Z hľadiska používateľa je dôležitá skutočnosť, že je možné pripraviť veľa pokynov rôznych typov a odoslať ich podľa potrieb vyplývajúcich zo špecifikácie aplikácie.

Princíp fungovania protokolov IQMESH a FRC je odprezentovaný vo videách venovaných produktom na báze technológie IQRF. Videá sú dostupné v produktových listoch v katalógu TME (záložka "Multimédia").

c) Trojstupňová bezpečnosť dátového prenosu

Prvým stupňom ochrany je užívateľské heslo (access password) zadávané vo fáze tvorenia siete. Na to, aby mohli byť zariadenia pripojené k sieti, musí byť 16-znakové heslo implementované do modulu identické s heslom nachádzajúcim sa v koordinátorovi. Ak budú heslá rôzne, zariadenie nebude do siete pridané. Je to ochrana proti neoprávnenému pridávaniu zariadení do siete. Druhou bezpečnostnou úrovňou je šifrovanie siete nazývané networking encryption. Každý modul je vybavený jedinečným náhodným heslom dĺžky 192 b, generovaným individuálne vo fáze výroby. Heslo sa bezpečne odovzdáva do modulov plniacich úlohu uzlov počas pripájania do siete, preto sa užívateľ nemusí zaoberať nielen šifrovaním siete, ale ani riadením a distribúciou sieťových hesiel. Treťou bezpečnostnou úrovňou je heslo užívateľa zvané user key. Je to dobrovoľný, tretí stupeň ochrany, ktorý sa realizuje zadaním ďalšieho 16-znakového bezpečnostného hesla. Vďaka tomuto riešeniu majú mimoriadne citlivé údaje ďalšiu úroveň ochrany.

IQRF

Obr. 2. Šifrovanie siete počas dátového prenosu.

d) Protokol Direct Peripheral Access

Integrovaný protokol Direct Peripheral Access zvaný v skratke DPA, umožňuje skrátiť čas potrebný vývojárovi na naprogramovanie modulu, čo skracuje aj čas zavedenia produktu na trh. Dá sa to vďaka využitiu dostupných profilov vybavenia, ktoré poskytuje výrobca. Po implementácii realizujú komunikáciu medzi modulom IQRF a externým prvkom pomocou rozhrania SPI alebo UART. Taká cesta programovania znamená, že úlohou vývojára systému je pripraviť najmä logiku vykonávacieho prvku v zariadení zodpovednú za realizáciu konkrétnych úloh a funkcií. Samozrejme, užívateľ má naďalej možnosť programovať modul tradičným spôsobom a využiť celý dostupný aplikačný priestor podľa vlastných preferencií. Rozdiely v klasickom programovaní a programovaní s protokolom DPA prezentuje obrázok nižšie.

IQRF

Obr. 3. Spôsoby programovania modulov IQRF. Z ľavej strany je znázornené programovanie s použitím protokolu DPA, sprava klasické programovanie aplikačnej vrstvy.

Aplikácia IQRF IDE

Technológia IQRF® je oveľa viac ako bezdrôtový modul. Spoločnosť IQRF Tech dodáva celý rad riešení ovplyvňujúcich pracovný komfort. Prvým z nich je dodanie aplikácie IQRF IDE spolu s modulmi. Je to bezplatný softvér, ktorý umožňuje jednoduché tvorenie siete, jej vizualizáciu a široko chápanú správu siete. Softvér umožňuje náhľad a čítanie odosielaných dát. Vzhľadom na svoju pokročilú funkčnosť je softvér ideálny nástroj pre vývojárov. Po vypnutí niektorých pokročilejších funkcií sa môže stať nástrojom prezentácie celkového konceptu fungovania systému pre zákazníka. To je možné vďaka integrovaným a pohodlným funkčným tlačidlám. Vďaka IQRF IDE je možné aktualizovať operačný systém modulov, čo zákazníkom umožňuje využívať funkcie dostupné v najnovších revíziách. Aplikácia má aj integrovaný RF skener pre kontrolu úrovní porúch a možnosť generovať QR kódy, ktoré obsahujú informácie o module používanom v danej sieti. To užívateľovi otvára alternatívnu možnosť pridávať zariadenia do siete zosnímaním vopred vygenerovaného QR kódu.

IQRF

Obr. 4. Vizualizácia vzorovej siete pozostávajúcej z 10 uzlov a koordinátora v aplikácii IQRF IDE. Technológia IQRF umožňuje spájať v rámci siete moduly pracujúce v úspornom aj štandardnom režime.

Spoločnosť IQRF Tech bezplatne sprístupňuje vzorové kódy programov pre vývojárov. To významne zrýchľuje tvorbu finálnej očakávanej funkcionality. Okrem toho, dostupné SDK (Software development Kit) a IQRF Gateway Daemon pre populárne jednodoskové počítače umožňujú tvoriť vlastné prístupové brány, ktoré môžu byť vybavené neštandardnými portami, a tiež na vytvorenie produktov a centrálnych jednotiek s pokročilejšími funkcionalitami. Doplnením ponuky tejto spoločnosti sú brány, káble, antény, konektory ovládače a možnosť realizovať projekt alebo jeho časť v rámci služby. Okrem bezplatnej aplikácie a fragmentmi kódov pre vývojárov kladie výrobca veľký dôraz na najvyššiu kvalitu technickej podpory poskytovanej nepretržite 24 hodín denne. Po zaregistrovaní projektu ponúka tento producent možnosť bezplatnej konzultácie projektu (na želanie s predchádzajúcim podpisom zmluvy NDA), s osobitným dôrazom na tematiku bezdrôtovej komunikácie.

IQRF

Obr. 5. Na obrázku sú znázornené spôsoby montáže antén. Z ľavej strany je prezentovaná pad-hole, do ktorej je možné priviesť externú anténu, konektor U.FL a anténu integrovanú do modulu.

Produkty spoločnosti IQRF Tech sú dokonalou databázou pre tvorbu aplikácií pre Internet vecí (IoT) a Priemyselný internet vecí (IIoT). Podporujú plnú autonómiu tvorenej siete a zároveň poskytujú interoperabilitu so všetkými existujúcimi komunikačnými štandardmi, takými ako LoRa, Wi-Fi, GSM, Bluetooth alebo Ethernet na úrovne sieťovej brány. Technológia IQRF nachádza uplatnenie v aplikáciách týkajúcich sa ovládania osvetlenia, tepelnej energie, priemyselnej a objektovej automatizácie, meracích systémov a automatizácie výrobných liniek. Je vhodná pre projekty vyžadujúce zabezpečenie komunikácie medzi produktmi alebo strojmi (M2M) a inými projektmi z oblasti 4.0

Oboznámte sa s produktmi spoločnosti IQRF Tech.

Autor: Piotr Antończyk, firma IQRF Tech s.r.o

ČÍTAŤ VIAC

Váš prehliadač už nie je podporovaný, stiahnite si novú verziu