
本文指出:摘要本文概述了几种无线标准,并评估了蓝牙低能(BLE),SmartMesh(基于IEEE 802.15.4e)和线程/Zigbee(6lowpan(基于6lowpan)(基于Harsh -Indigenus RF的所有权)的总和,包括对比的本环境和总计及其总计,包括势力和总计,包括势力和总计效力。 SmartMesh时间 - 时间消耗消耗较小的强度,SmartMesh和BLE频道频率的功能提供了提高的可靠性。对SmartMesh案例的研究以可靠性99.99996 %%结束。本文介绍了ADI的BLE和SMARTMESH无线状态监控传感器,包括一个配备了边缘人工智能(AI)的新无线传感器,该传感器扩展了B侧传感器强迫侧节点的Lifeaterya。引入工业无线传感器,低电力,可靠性和安全性始终是最重要的要求。其他要求包括低托塔l所有权金额(尽可能多的门户和维护),短距离通信以及支持在包含大量金属屏障的工厂环境中形成网格网络的协议(网格网络将有助于减轻可能的口罩和改进)。工业应用和无线标准图1总结了一些无线标准,表根据行业的基本要求比较了无线标准。显然,BLE和SMARTMESH(基于IEEE 802.15.4E)的BLE和SmartMesh在低电力消耗,可靠性和安全性方面为工业应用提供了出色的全面性能。线程和Zigbee消耗低强度并实现安全的网格,但可靠性相对较低。图1无线标准的概述1与工业应用要求的匹配标准标准范围范围功耗可靠性鲁棒性鲁棒性稳健性总体支持网格安全性wifi(802.111 b,g)100 m高和低是,wpable20 m至100 m低/中/高/低是,aeszigbee,螺纹802.15。提供有关Zigbee/Thread,SmartMesh和BLE网格标准的更多详细信息。 SmartMesh包括一致的时间通道频率跳跃(TSCH)协议,根据该协议,网络中的所有节点都在各个方面,通信均由预定的时间表确定。时间消耗消耗低电力消耗和频道跳跃的可靠性。 BLE还包括频道频率,但是与SmartMesh相比,有一些局限性,例如节点供应线(增加系统成本和电力消耗),并且不支持TSCH。如前所述,Zigbee/线程的可靠性相对较低,并且没有很多好处。表2工业应用的关键无线标准和性能功能Zigbee,线程(基于IEEE 802.15.4的6LOWPAN)SMARTMESH(基于IEEE 802.15.4E)0.2Mbps网络拓扑网格,星际安全AES t在节点节点节点的总费用总费用为50μa线的总费用,$ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $国家轨道状态的无线标准。 ADI无线状态监控传感器表3概述了Voyager 3无线振动监视器平台和下一代无线状态监控传感器。 Voyager 3使用SmartMesh模块(LTP5901-IPC)。振动传感器AI启用(但RIN开发)使用BLE的Biccocontroller(Max32666)。两个传感器都包括温度和电池传感器(SOH)。 Voyager 3和AI传感器使用ADI MEMS加速度计(ADXL356,ADXL359)来测量宽振动D工业设备的频率。振动和频率的增加可以通过FFT频谱来识别,这可能是失败的迹象,例如运动量减肥,流产和损伤。表3 ADI无线工业传感器原型参数Voyager 3下一代传感器无线标准标准智能符号超低功率边缘AI是温度传感器是MEMS加速度计Yes(三轴1 kHz)是的(三轴8 kHz)(三轴8 kHz)电池SOH电池SOH MONITOR MOUNITE是Monitor Monitor Yes YES是AI-A-AS-A-Spable振动传感器。与许多工业传感器一样,职责周期为1%。在大多数情况下,传感器处于低功率模式。传感器醒来到收集批处理数据的时间(或者在发生高振动冲击事件时醒来)或发送用户状态更新。用户通常知道监视机器人健康的标志,并且用户有机会收集更多数据。低功率计3中显示的传感器以1%的占空比运行,其中最大的Voyager 3为90字节,AI版本的最大有效载荷为510字节。图4(改编自Shahzad和Oelmann3)表明,与Zigbee和Wi-Fi相比,BLE的有效载荷为500字节至1000字节的能量少。因此,BLE适用于AI使用方案。 SmartMesh的强度非常低,尤其是在90个字节或更少的有效载荷(在Voyager 3传感器中使用)。网站上可用的SmartMesh和性能估算工具可用于估计SmartMesh的能源消耗。证明了实验,根据传感器是节点路线还是叶子节点,SmartMesh消耗估算工具的准确性为87%至99%。图2工业无线传感器SmartMesh IP网络的常见操作安全性使用许多级别的安全性,可以用机密性,完整性和真实性进行总结。图3总结了SmartMesh安全性。尽管网络中存在许多网格节点,但AES-128位端到端加密可确保自信Ality。已发送的数据受消息验证代码(消息完整性或MIC完整性)的保护,不再使用数据。如图3所示,这样可以防止中间人(MITM)攻击。SmartMesh支持多级设备验证,从而防止未经授权的传感器添加到系统中。图3 BLE和SMARTMESH网络安全解决方案使用BLE 4.0和4.1具有安全弱点的设备标准,但是增强了4.2及更高的安全性(如图3所示)。 ADI的MAX32666遵循BLE标准5.0。此版本介绍了P-256椭圆曲线Diffie-Hellman钥匙交换以进行配对。在此协议中,使用两个设备的公共钥匙来在两个设备之间创建共享键,尤其是长期密钥(LTK)。该共享密钥用于验证和生产键以–Centrypt Theall通信并避免MITM攻击。图4数据传输(无线电收发器PHY)和能耗(改编自Shahzad3和Oelmann)3除了消耗无线电传输功率外,还应考虑总的电力消耗预算和总同情成本。如表2所示,BLE和Zigbee都使用单个网关进行操作。但是,同一需要线路以授权节点路由。它增加了电预算和系统所有者的总成本。相比之下,SmartMesh路线节点平均只需要50 µA,并且整个网络可以使用单个网关运行。 SmartMesh显然是更好的能源实施解决方案。 SmartMesh所提到的可靠性和稳定性使用了TSCH,具有以下特征:■网络中的所有节点均以同步化。 ■根据沟通时间表进行沟通。 ■时间 - 同步会导致低电量。 ■频道频率跳跃会导致高可靠性。 ■沟通计划带来很高的确定性。整个网络的准确性小于15µs。如此高的同步可以减少电力消耗。平均电流消耗为50 µA,电流消耗量为1.4 µA超过99%的时间。表4列出了一些主要的应用程序挑战,并描述了SmartMesh和Ble网格如何应对这些挑战。 Table 4 are the main challenges that wireless networks face in industrial applications and themga hamon sa pagganap ng BLE/SmartMesh ay nag-isyu ng mga smartmesh bluetooth grids na nakakasagabal sa bawat isa sa mga siksik na network, mabagal ang bilis ng network, mahusay na paglalaan ng channel, tinanggal ang mga salungatan, nakasalalay sa pagbagal ng bilis ng network, palawakin ang buhay ng baterya ng mga sensor na naka-install sa mga nagbabati na mga baterya na may kapangyarihan na may lakas na may lakas na may lakas na may lakas na may lakas na There is a power -power power -power powerful power powerful power with power with电力用电力和电力的动力t他的节点已经与侧节点建立了密切的连接。路由器节点已经建立了与侧连接的密切连接。保持与动态pangs实施环境的可靠连接。移动设备或打开/关闭门将导致多层便秘。通道频率跳跃用于避免接收零。可靠的沟通。干预资源是在拥挤的无线电乐队上实施的。数据流量仅限于网络。避免通道的频率。出色的带宽分配可以保持流量。专为小型网络而设计,容易淹没网络。 SmartMesh在具有大量节点的密集网络上表现更好。 BLE和SmartMesh在动态的工业环境中的表现都很好。 Fab的Fab测试了SmartMesh5的可靠性,该可靠性具有相对苛刻的RF环境,充满了金属和混凝土。 30个无线传感器节点分布在AMESH网络中,最远的传感器节点在TH上具有四个啤酒花E网关。每个传感器节点每30秒发送四个数据包。在83天期间,传感器发送了26,137,382个数据包,并收到了26,137,381个数据包,可靠性为99.999996%。下一代边缘人工智能无线传感器包括配备AI硬件加速器的Max78000微控制器。 AI硬件加速器已经注意到它减少了数据移动,并使用并行性来优化能量使用和吞吐量。商业工业无线无线传感器通常在非常低的职责周期内运行。用户设置了传感器的就寝时间,之后,传感器醒来并测量了温度和振动,然后通过无线电将数据传递给Gumag Datauser Amit。可用的商业传感器通常会根据每24小时的数据提取或每4小时的数据提取数据寿命为5年。下一代传感器将以类似的方式运行,但使用AI检测异常来限制无线电的使用。 WHEN传感器醒来并测量数据,只有在注意到振动时,数据才会返回给用户。这样,电池寿命至少可以增加20%。为了培训AI模型,传感器收集机器健康数据,然后将其发送给无线用户以开发AI模型。使用Max78 000工具将在C代码中合成AI模型,然后将其传递回无线传感器并将其放置在内存中。部署代码后,无线传感器醒来到预定的时间间隔,或者在发生高G震动事件时。在收集数据后开发FFT。通过FFT,Max78000根据此数据产生信息。如果没有人注意到,传感器将重新入睡。如果检测到异常,则用户是 - notify。然后,用户可以请求可用于罪恶分类的测量的FFT或原始时间域排除。结论本文概述了几种无线标准并评估可用性BLE,SmartMesh(基于IEEE 802.15.4E)和线程/Zigbee(IEEE 802.15.4)的SmartMesh(6lowpan)在苛刻的工业RF环境中。与BLE和线/Zigbee相比,SmartMesh具有出色的可靠性和低功能的电动操作。对于在Huntdata的1000字节中需要500个字节的网络,BLE可以比Zigbee和Thread更可靠,并且消耗的强度更少。配备有嵌入式AI硬件加速器的微控制器可以提高无线节点节点的决策能力并扩大电池寿命。参考1“ 20101年运动驱动系统的预测维护”,互动分析市场研究,2020年4月。Wi-Fi。 Hunyo2015。Nagbibigayang Mga aplikasyon ng higit SA 99.999%n一个杂志的Maaasahan NG数据,“ ADI,ENERO,2016年。Panimulasa -akda na si si Richard Anslow Ay Isang高级经理Ng Pang -Industriya na Automation Disprication ng Adi ng Adi,NA从事软件系统设计工程的软件系统工程领域。他的专业知识包括在工程上进行工程学的工程。爱尔兰的利默里克(Limerick),他在普渡大学(Purdue University)完成了人工智能(AI)和机器学习(ML)的研究生课程。