ADI SmartMesh® 嵌入式无线传感器网络可实现>99.999%的数据可靠性和10年以上的电池使用寿命,支持在颇具挑战性的环境中部署无线传感器网络,包括:
 
    • 苛刻的射频环境,具有大量金属和混凝土结构的恶劣RF环境,包括工业厂房、数据中心、商业楼宇监控、桥梁、隧道
    • 大型区域网络,例如街道停车应用、跨越多个城市街区的智能街道照明网络、商业灌溉
    • 密集部署,其中数千个节点在彼此的无线电范围内运行,例如数据中心、公用设施规模的太阳能电厂
    • 移动运载工具上的网络,包括机动轨道车、货物集装箱、半挂卡车或飞机
    • 长扩展网络,包括管道、矿井、隧道、桥梁、栅栏线和智能街道照明
    • 远程监控,其中所有节点都必须通过电池或能量收集进行供电,例如油田、农业或环境监控 
SmartMesh网络由高度可扩展的自成型多跳节点网格和网络管理器组成,其中的节点称为“微尘”,可收集和中继数据,而网络管理器负责监视和管理网络性能和安全性,并与主机应用程序交换数据。 
 
SmartMesh微尘和管理器是完整的无线传感器网络解决方案。SmartMesh将时间同步的信道跳频链路层与基于ADI公司Eterna®片上系统技术的硬件相结合,构成完整的无线网络解决方案,具有以下特性:
 
    • 在颇具挑战性的RF环境中也能实现>99.999%的数据可靠性
    • 电池使用寿命可达10年以上,能够以较低成本将传感器放在任何位置
    • 提供加密、身份验证和消息完整性检查,确保网络安全
    • 完整的无线Mesh网络解决方案,无需开发网络堆栈 

超低功耗IEEE 802.15.4E片上系统平台

SmartMesh微尘和网络管理器的核心是Eterna IEEE 802.15.4e片上系统(SoC),它采用ADI的高集成度、低功耗2.4GHz无线电设计,还配备运行SmartMesh网络软件的ARM Cortex-M3 32位微处理器。

SmartMesh网络

时间同步、信道跳频通信

SmartMesh网络使用时间同步信道跳频(TSCH)链路层进行通信,这是ADI公司SmartMesh团队开创的技术,也是WirelessHART (IEC62591)和IEEE 802.15.4e等无线Mesh网络标准的基本构建模块。在TSCH网络中,网络中的所有微尘都在数微秒内同步。网络通信被组织成时隙,以实现低功耗分组交换、成对信道跳频和全路径分集。

低功耗分组交换

通过使用TSCH,SmartMesh器件可以在计划通信之间以超低功耗休眠,从而使占空比通常小于1%。网络管理器利用TSCH以确保:
 
    • 微尘准确地知道何时通信、监听或休眠
    • 网络上不会发生数据包冲突
    • 每个节点的功耗都非常低,路由节点的典型功耗小于50µA 

成对信道跳频

时间同步支持在每个发射器-接收器对上进行信道跳频以实现频率分集。利用SmartMesh网络:
 
    • 实现每个分组交换信道跳频,以免发生不可避免的RF干扰
    • 多个传输可以同时发生,增加网络带宽
    • 网络可能较为密集且可扩展,而不产生衰减的RF自干扰 

全路径和频率分集

每个器件都有冗余路径,以应对由于干扰、物理阻塞或多路径衰落而造成的通信中断。如果数据包传输在一个路径上失败,则微尘将在下一个可用路径和不同的RF通道上自动重试。与其他Mesh技术不同,不会产生功耗,也无需耗时重新发现路径。

动态网络优化

SmartMesh网络通过自动进行现场调查,对整个网络周围的RF环境始终了如指掌,每个微尘跟踪相关性能统计数据,并定期将这些统计数据以数据包(称为运行状况报告)的形式发送给管理器。网络管理器利用这些数据主动优化网络性能,以便:
 
    • 在RF条件不断变化的微尘之间保持冗余路径
    • 通过调整微尘之间的路由减少系统延迟
    • 通过优化路径以获取更好的射频性能,从而减少流量重试次数
    • 降低总功耗 

采用128位加密的安全网格

SmartMesh网络是现有非常安全的网状网络之一。SmartMesh网络中的所有流量均通过端到端加密、消息完整性检查和设备身份验证进行保护。此外,SmartMesh网络管理器包含支持网络安全联接、密钥建立和密钥交换的应用程序。这些安全特性可提供以下优势:

标准和产业联盟

ADI致力于研发基于标准的无线传感器网络,并参与各种标准组织和联盟,以促进基于标准的WSN的开发并推广使用。可支持IEEE、IETF、IEC和WirelessHART标准协议。

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