Разработка коммуникационной сети датчиков в среде LabVIEW
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ограничений на количество узлов (до 1024);
высокая стоимость используемого коммуникационного оборудования;
большие габариты используемых сетевых плат;
необходимость подведения питания ко всем связанным сетью приёмопередатчикам.
1.4.3Стандарт IEEE 802.11b (Wi-Fi)
Стандарт IEEE 802.11b принят институтом IEEE в 1999 году и описывает сети для передачи данных по беспроводному (радио) каналу на скорости 11 Mбит/с. Данный стандарт для передачи данных использует диапазон радиочастот 2,4 ГГц.
Изначально стандарт IEEE 802.11 предполагал возможность передачи данных по радиоканалу на скорости не более 1 Мбит/с и опционально на скорости 2 Мбит/с. Один из первых высокоскоростных стандартов беспроводных сетей - IEEE 802.11a - определяет скорость передачи уже до 54 Мбит/с. Рабочий диапазон стандарта 5 ГГц.
Продукты стандарта IEEE 802.11b, поставляемые разными изготовителями, тестируются на совместимость и сертифицируются организацией Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA), которая в настоящее время больше известна под названием Wi-Fi Alliance. Совместимые беспроводные продукты, прошедшие испытания по программе Альянса Wi-Fi, могут быть маркированы знаком Wi-Fi.
Для уширения спектра передачи сигнала в стандарте IEEE 802.11b используются комплементарные коды. Комплементарные коды, или CCK-последовательности, обладают тем свойством, что сумма их автокорреляционных функций для любого циклического сдвига, отличного от нуля, всегда равна нулю, поэтому они, как и коды Баркера, могут использоваться для распознавания сигнала на фоне шума.
В стандарте IEEE 802.11b речь идет о комплексных комплементарных 8-чиповых последовательностях, определенных на множестве комплексных элементов, принимающих значения {1, -1, +j, - j}.
Комплексное представление сигнала - это удобный математический аппарат для представления модулированного по фазе сигнала. Так, значение последовательности равное 1 соответствует сигналу, синфазному к сигналу генератора, а значение последовательности равное -1 - противофазному сигналу; значение последовательности равное j - сигналу, сдвинутому по фазе на p/2, а значение равное - j, - сигналу, сдвинутому по фазе на - p/2.
Одной из ключевых особенностей стандарта IEEE 802.11b как уже было сказано выше является использования беспроводной линии для передачи данных, что в конечном итоге даёт возможность отказаться от применения дорогостоящего кабеля для развёртывания коммуникационной сети. Однако данная особенность стандарта также является причиной основных его недостатков: низкая помехоустойчивость, высокое энергопотребление приёмопередатчиков, потребность в наличии автономного источника питания для каждого приёмопередатчика.
Среди достоинств стандарта IEEE 802.11b можно отметить следующие:
использование беспроводного канала передачи данных;
широкая распространённость, наличие стандартизированных протоколов передачи данных;
возможность широковещательной передачи;
высокая скорость передачи данных.
Недостатками стандарта являются:
низкая дальность передачи (до 200 м);
низкая помехоустойчивость;
высокая стоимость используемого коммуникационного оборудования;
необходимость подведения питания ко всем связанным сетью приёмопередатчикам.
1.5Постановка задачи
В результате анализа сложившейся ситуации по АСПС Рында компании ПОЛАРМАР было принято решение, что целью дипломного проектирования будет являться повышение эффективности работы адресной системы пожарной сигнализации за счёт увеличения скорости передачи данных в коммуникационной сети датчиков системы посредством усовершенствования протокола передачи.
Для достижения поставленной цели необходимо:
-проанализировать предметную область;
-разработать протокол передачи;
спроектировать приёмопередатчики данных;
выбрать средства для реализации модели коммуникационной сети;
спроектировать архитектуру модели;
спроектировать пользовательский интерфейс;
-разработать программное средство демонстрирующее работу протокола передачи;
-вывести экономическое обоснование проекта.
Разработанный протокол передачи должен соответствовать следующим техническим характеристикам:
помехоустойчивость;
синхронизация датчиков с ПУ;
-требования к физическому уровню OSI;
возможности масштабирования.
Данная разработка должна решать следующий перечень задач, который необходим для полнофункциональной работоспособности системы:
демонстрация работы протокола передачи;
вывод схем используемых протоколом приёмопередатчиков;
построение графиков работы используемых в приёмопередатчиках модулей;
возможность настройки различных режимов протокола и параметров приёмопередатчиков;
вычисление параметров ограничиваемых особенностями физической среды передачи;
выполнение в режиме модельного времени с возможность изменения коэффициента замедления его по отношению к реальному времени.
2.Проектирование системы
Основным компонентом данной проектируемой системы являются протокол передачи данных, используемый приёмопередатчиком для непосредственной передачи данных по сети. Исходя из этого, первым этапом проектирования системы будет разработка протокола передачи.
Практически все современные протоколы передачи данных базируются на модели OSI. Данная модель является общепризнанной абстрактной сетевой моделью и предназначена для раз