СТА 2009-2

96 СТА 2/2009 www.cta.ru Модель передачи данных В IEEE 802.15.4 существует три типа обменных процессов: ● передача от устройства к сетевому координатору; ● передача от сетевого координатора к устройству; ● передача между двумя одноранго выми устройствами. В звёздной топологии используются только два первых варианта, поскольку в ней не существует обменов между од норанговыми устройствами. Когда устройство собирается пере дать данные координатору в сети с ма ячками, оно сначала пытается обнару жить маячок. Когда маячок найден, устройство подстраивается к структуре суперфрейма. Устройство передаёт дан ные координатору, используя интер вальный (слотовый, "Time Slot") меха низм CSMA/CA. В ответ координатор отсылает фрейм уведомления о получе нии. На этом цикл обмена заканчивает ся. Если устройство собирается пере дать данные в сети без маячков, оно передаёт данные, используя безынтер вальный метод CSMA/CA. Когда координатор желает передать данные устройству в сети с маячками, он помещает в маячок информацию о том, что имеются данные, готовые к передаче. Устройство периодически анализирует содержание маячка и, если в нём имеет ся информация о наличии сообщения, готового к передаче, устройство передаёт команду запроса данных, используя ин тервальный метод CSMA/CA. Коорди натор подтверждает приём запроса дан ных с помощью фрейма уведомления. Вслед за этим координатор отсылает данные, используя интервальный метод доступа CSMA/CA. Устройство подтвер ждает приём данных отправкой уведом ления (рис. 5). Если координатор собирается пере дать данные без использования маячка, он запоминает данные и ждёт запроса от устройства. Устройство может передать команду запроса данных координатору, используя безынтервальный метод CSMA/CA. Координатор сначала посы лает уведомление о получении (в том же цикле обмена), затем, используя CSMA/CA, отсылает данные и получает уведомление о получении от устройства. Структура фреймов Структура фреймов была спроектиро вана по критерию минимальной слож ности, обеспечивающей надёжную пе редачу данных в зашумлённом канале. В соответствии с моделью OSI каждый нижележащий уровень добавляет к про токолу свой заголовок. Стандарт пре дусматривает четыре типа фреймов: ● фрейм маячка; ● фрейм данных; ● фрейм уведомления о получении; ● фрейм команд MAC подуровня. Фрейм данных (рис. 6) начинается с преамбулы, которая совместно с полем « Старт» служит для синхронизации данных в приёмнике. Поле «Длина» со держит длину поля MAC подуровня в 8 битовых байтах (октетах). Поле «Уп равление» содержит служебную инфор мацию об управлении фреймами, поле « Номер» – порядковый номер данных, поле «Адрес» – адресную информацию, поле «Данные» – N байт передаваемой информации. Завершается фрейм по лем контрольной суммы КС. Сетевой уровень Особенностью сетей ZigBee является возможность выполнять ретрансляцию передаваемых данных через множество промежуточных узлов в сети, причём при выходе из строя или выключении одного из узлов сеть автоматически находит дру гой путь для передачи информации. При включении питания устройства сеть за ново включает его в свой состав. Стандарт различает два типа уст ройств: полнофункциональные устрой ства (FFD – Full Function Device) и устройства с сокращённым набором функций (RFD – Reduced Function Devices). FFD могут работать в сети с древовидной топологией в качестве ко ординатора сети или в качестве устрой ства. FFD могут обмениваться инфор мацией с другими FFD или RFD, но RFD могут связываться только с FFD. RFD гораздо проще и дешевле, чем FFD. Любая сеть должна содержать, по крайней мере, одно полнофункцио нальное устройство FFD. В зависимости от требований конк ретного применения сеть на основе В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА Беспроводные локальные сети Часть 2 Виктор Денисенко Координатор Устройство Маячок Запрос данных Уведомление Уведомление Данные Преамбула Старт Длина Управление КС Данные Поля MAC подуровня Номер Адрес 4 байт 1 байт 1 байт 2 байт 1 байт 4–20 байт N байт 2 байт Рис. 5. Процесс передачи данных от координатора к устройству Рис. 6. Формат фрейма данных по стандарту IEEE 802.15.4 © СТА-ПРЕСС