הגדרת הליבה של טכנולוגיית פרוטוקול מרובה- אלחוטית
טכנולוגיית פרוטוקול מרובה- אלחוטית מתייחסת לגישת תקשורת אלחוטית התומכת במספר תקני פרוטוקול תקשורת אלחוטית נפרדים בתוך מערכת חומרה אחת, המאפשרת מעבר גמיש בין מצבי הפעלה בהתבסס על תרחישי יישומים, דרישות מכשיר וסביבות רשת. טכנולוגיה זו מתגברת על המגבלות של מכשירים מסורתיים-שהוגבלו בדרך כלל לפרוטוקול קנייני אחד-ומשפרת משמעותית את היכולת של מסופים אלחוטיים להסתגל לרשתות הטרוגניות מורכבות.
מאפיינים של פרוטוקולים אלחוטיים נפוצים ומגבלות של התקני פרוטוקול בודדים-
לפרוטוקולים שונים של תקשורת אלחוטית יש מאפיינים טכניים ייחודיים ומקרי שימוש: Bluetooth, המיועד ליישומי IoT-קצרים,-נמוכים, כולל קצבי נתונים נמוכים, צריכת חשמל נמוכה והתאמה נוחה לשדה-; Wi-Fi, המכוון לגישה אלחוטית מקומית ברוחב פס גבוה, תומך במהירויות העברת נתונים הנעות בין עשרות מגה-ביט לג'יגה-ביט לשנייה, ועומד בדרישות של יישומי רוחב פס- גבוהים כגון הזרמת וידאו בהבחנה גבוהה- והעברות קבצים גדולים; ו-Zigbee ו-LoRa, המיועדים לכיסוי IoT רחב-עם-הספק נמוך, מציעים יכולות חדירת- קיר חזקות וחיי סוללה יוצאי דופן, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור תרחישים הכוללים פריסות{10} בקנה מידה גדול, מבוזר ואיסוף נתונים נדיר, כגון קמפוסים חכמים ומדידה חכמה. התקני תקשורת מסורתיים תומכים בדרך כלל רק באחד מסוגי הפרוטוקולים הללו; כתוצאה מכך, אם משתמש צריך להתחבר לרשתות באמצעות פרוטוקולים שונים, נדרשים התקני מסוף מתאימים מרובים. זה לא רק מגדיל את עלויות החומרה אלא גם מסבך משמעותית את השימוש והפריסה.
על ידי שיתוף וריבוי מודולי עיבוד תדרי רדיו (RF)-חזיתיים ובסיס פס, טכנולוגיית פרוטוקול מרובה- אלחוטית מאפשרת למודול תקשורת יחיד לטפל בשידור, קליטה ופענוח של אותות עבור פרוטוקולים מרובים מבלי להגדיל משמעותית את גודל החומרה או צריכת החשמל. בהתאם לתרחיש, הטכנולוגיה יכולה להשתמש ב-ריבוי חלוקה בזמן כדי להפעיל פרוטוקולים שונים במשבצות זמן נפרדות-ובכך לטפל במשימות חילופי נתונים עבור רשתות שונות ברצף-או, כאשר קיבולת החומרה מאפשרת, לבצע עיבוד אותות מקביל כדי להתממש בו-זמנית עם מספר רשתות הטרוגניות באמצעות פרוטוקולים שונים.
ערך יישום מעשי של טכנולוגיית ריבוי-אלחוטי פרוטוקול
ביישומים מעשיים, טכנולוגיית פרוטוקולים מרובי-אלחוטיים מפגינה ערך עצום. לדוגמה, בסביבות בית חכם, רכזת בקרה מרכזית המצוידת בטכנולוגיית פרוטוקול מרובה- יכולה להתחבר בו-זמנית למכשירים באמצעות פרוטוקולים שונים-כגון מצלמות Wi- חכמות, מנעולי Bluetooth חכמות וחיישני טמפרטורה ולחות של Zigbee. פעולה זו מפרקת מחסומי תקשורת בין מכשירים המשתמשים בפרוטוקולים שונים, ומאפשרת אוטומציה חלקה,-בית חכמה ובקרה על פני מותגים וקטגוריות מוצרים שונות, כל זאת ללא צורך בפריסת שערים נפרדים ויעודיים עבור מכשירים המשתמשים בפרוטוקולים שונים. בתרחישי IoT תעשייתיים, מודולים אלחוטיים מרובי-פרוטוקולים יכולים להתממשק בו-זמנית עם חיישני ייצור, מסופים תפעוליים ניידים וציוד בדיקה תעשייתי התומכים בפרוטוקולים שונים. על ידי צבירת נתונים תעשייתיים-שפוזרו בעבר על פני רשתות הטרוגניות שונות-והעלאתם לפלטפורמת ניהול מרכזית, מודולים אלה מפשטים באופן משמעותי את-הכבלים והטופולוגיה של הרשת באתר, ובכך מפחיתים את העלות הכוללת של טרנספורמציה דיגיטלית תעשייתית. במגזר האלקטרוניקה הצרכנית, סמארטפונים רגילים משלבים כיום מודולי תקשורת מרובי-פרוטוקולים התומכים בתקנים כגון Wi-Fi, Bluetooth ו-NFC. זה מאפשר למשתמשים לבצע מספר פונקציות-כולל גישה לאינטרנט אלחוטי, הזרמת אודיו Bluetooth ותשלומים ניידים ללא מגע-במקביל ללא צורך באביזרים חיצוניים, וכתוצאה מכך חווית משתמש נוחה ומאוחדת יותר.
דגמים ספציפיים של טכנולוגיית ריבוי-אלחוטי פרוטוקול
התקן SimpleLink™ CC2674P10 הוא מיקרו-בקר אלחוטי (MCU) מרובה-פרוטוקול, רב-בפס 2.4GHz (MCU) התומך ב-Thread, Zigbee, Bluetooth® Low Energy 5.3, IEEE 802.15.4, IPv6-במערכות חכמים תומכות (6LoWPAN) (6LoWPAN) 15.4-מחסנית עבור 2.4GHz), ופעולת פרוטוקול מרובה- במקביל באמצעות מנהל ההתקן Dynamic Multi-Protocol Manager (DMM). המכשיר מותאם לתקשורת אלחוטית בהספק נמוך וחישה מתקדמת בשווקים כמו מערכות אבטחה לבנייה, HVAC, רפואי, רשת קווית, אלקטרוניקה ניידת וקולנוע ביתי/בידור. תכונות עיקריות של המכשיר כוללות:
- תמיכה באחסון מפתח מאובטח המבוסס על Arm TrustZone-, מזהה מכשיר ופונקציות מהימנות
- ערימות פרוטוקולים גמישות במיוחד המסופקות על ידי ערכת פיתוח התוכנה SimpleLink LOWPOWER F2 (SDK)
- חיי סוללה ארוכים ליישומים אלחוטיים, עם זרם המתנה נמוך של 0.92 µA תוך שמירה על מלא 256kB SRAM
- יכולות הספק ארוכות-ו-נמוכות המתאפשרות על ידי מגבר הספק משולב +20dBm high-, עם זרם שידור נמוך של 101mA במהלך פעולת 2.4GHz
- SER נמוך (שיעור שגיאות רך) ו-FIT (כשלים בזמן) להארכת חיים תפעוליים ואמינות בשווקים תעשייתיים; תמיד-על הגנת זוגיות SRAM מונעת שחיתות מאירועי קרינה פוטנציאליים
- בקר רדיו ייעודי-מבוקר בתוכנה (Arm Cortex-M0) המספק יכולות גמישות,-נמוכות של מקלט משדר RF ותמיכה בשכבות פיזיות מרובות ותקני RF
- רגישות וחוסן רדיו מעולים (סלקטיביות וביצועי חסימה), במיוחד עבור Bluetooth® Low Energy (-105dBm עבור 125kbps LE Coded PHY)
מפרט טכני של פרוטוקול מרובי- אלחוטי
|
מעבד |
Arm® Cortex®-M33 |
|
טֶכנוֹלוֹגִיָה |
2.4 GHz, Bluetooth® LE, קנייני 2.4 GHz, Thread, Zigbee |
|
פרוטוקולים |
Bluetooth® Low Energy, Matter, Thread, Zigbee 3.0 |
|
זיכרון פלאש (kByte) |
1024 |
|
זיכרון RAM (kByte) |
296 |
|
ציוד היקפי |
12 סיביות ADC 8 ערוצים, 2 I2C, 2 השוואות, 4 SPI, 4 UART, 8 סיביות DAC, I2S |
|
תכונות |
15.4G PHY, מכשיר קצה, MTD, NCP, נתב, מכשיר קצה ישנוני, מתאם Zigbee, מעבד רשת Zigbee |
|
מספר GPIOs |
42 |
|
בִּטָחוֹן |
האצה קריפטוגרפית, אישור מכשירים ומניעת-זיופים, ניפוי באגים מאובטח, הגנת IP של תוכנה |
|
מַעֲרֶכֶת הַפעָלָה |
FreeRTOS, RTOS |
|
סוּג |
MCU אלחוטי |
|
רגישות (הטובה ביותר) (dBm) |
-103 |
|
טווח טמפרטורת עבודה (מעלה) |
-40 עד 105 |
|
Edge AI מופעל |
לֹא |
תגיות פופולריות: מולטי פרוטוקול אלחוטי, יצרני מולטי פרוטוקול אלחוטי, ספקים בסין
