IEEE 802.15.4-BASIERTE EMBEDDED SOFTWARE

A.N. Solutions' Smart Mac Suite Base (SMS-Base) ist ein Software-Werkzeug, welches ein Teil der @ANY Hardware Plattform Lösung ist. SMS Base bietet essentielle Funktionalitäten und Features, die für die Entwicklung und den Einsatz einfacher Netzwerk-Topologien, sowie die Evaluierung von Wireless Sensor Networks (WSN) basierend auf dem IEEE 802.15.4 Standard entworfen wurden.

SMS bietet eine vereinfachte und weitverbreitete Kommunikations-Schnittstelle unter Verwendung eines standardisierten AT-Kommando Befehlssatzes über die RS232 Schnittstelle. Es erlaubt die Steuerung der Mehrheit der @ANY Plattform Features und ermöglicht flexible Inbetriebnahme-Verfahren, sowie einfaches Debuggen und Testen.

Screenshot einer Beispiel-Ausgabe der IEEE 802.15.4 basierten SMS Software in einem Terminal Programm
Bild 1: Terminal-Fenster mit grundlegenden Geräte-Informationen

Die Verwendung der Smart MAC Suite auf der @ANY Plattform bietet für den Endbenutzer folgende Vorteile:

@ANY Module können direkt zu einem Hostprozessor als Kommunikations-Erweiterung verbunden werden, wobei die Schnittstellen der @ANY Module die Fähigkeiten des Systems um das Hinzufügen zusätzlicher Sensoren und Aktoren erweitern.

Der Nutzer kann die @ANY Platform ohne Kenntnisse über Embedded Programmierung programmieren und nutzen, indem er einfach S-Register Mappings und AT-Kommandos benutzt.

Smart MAC Suite bietet den Nutzern IEEE 802.15.4 Funktionalität.

Die Nutzer können einfache Netzwerk-Topologien (Stern, Peer-to-Peer) mit statischem Routing einrichten.

Datenpakete können acknowledged auf direkte oder indirekte Art übertragen werden.

Unterstützung für Temperatur-Sensoren der @ANY-BRICK (LM73) und @ANY-HPT (DS7505) Boards, sowie Unterstützung für bis zu 10 GPIO Lines sind bereits mit dabei.

Unterstützung für weitere Hardware, wie zusätzliche Sensoren (beispielsweise unter Verwendung des ATMega TWI), mehr GPIO Lines, ATMega AD/DA Features oder andere UART Baudraten können auf Anfrage angeboten werden. Weiterführende Informationen hierzu befinden sich unter Customization.

Diagramm der grundlegenden Struktur der IEEE 802.15.4 basierten SMS Software
Bild 2: Grundlegende Struktur der SMS

SMS Einsatz-Szenarien

Die Smart MAC Suite beinhaltet mehreren Software-Teile, wie in Abbildung 2 dargestellt. Zusätzlich zur Unterstützung des RF Teils wird die Kontroll-Logik für die GPIOs, sowie für den auf dem @ANY Brick Board verwendeten Temperatur-Sensor (Unterstützung für andere Sensoren ist für zukünftige Versionen geplant - kontaktieren Sie uns bitte für die neuesten Aktualisierungen) und natürlich für einige weitere Schnittstellen, wie beispielsweise den UART zur Interaktion mit einem Host bereitgestellt. SMS benutzt einen Media Access Controller, welcher die folgende IEEE802.15.4-2006 Funktionalität implementiert:

Device Scans (Suche nach Netzwerken)

Device Association und Disassociation (Beitreten oder Verlassen eines Netzwerks)

Direkte Datenübertragung (Acknowledged)

Indirekte Datenübertragung

Weitere Funktionalität, wie im Standard IEEE 802.15.4-2006 angegeben.

Da es im Feld Anwendungen gibt, die sich keine zusätzliche Intelligenz des Hosts leisten können, hat A.N. Solutions zwei Features in SMS eingebaut, die den Betrieb eines Knotens im Netzwerk ohne jegliche zusätzliche Intelligenz erlauben. Dies bedeutet, dass kein Host benötigt wird.

Dies ist mit den beiden grauen Blöcken in Bild 2 realisiert:
"Initialization/WDT support"
"Automatic command execution"

Mit den erwähnten Blöcken ist es möglich, Stern- (Base und Pro) und Baum-Netzwerke (nur Pro) ohne Host zu betreiben, wenn Sie wie unten beschrieben und/oder nach den verschiedenen dem @ANY Entwicklungs-Kit beiliegenden Beispielen eingerichtet werden. Dazu kann die Initialisierung unter verschiedenen Gesichtspunkten in Abhängigkeit vom Gerätetyp für verschiedene Szenarien unter Verwendung AT typischer Profile konfiguriert werden. Der "Automatic command execution" Block führt einen zuvor gespeicherten Schattenbefehl des aktiven Profils an einem Ereignis oder wiederholt in einstellbaren Abständen aus.

Wie oben erwähnt, besitzt SMS Pro ein eingebautes Frame Redirection Feature, welches zur Weiterleitung von Daten an verschiedene Punkte im Netzwerk genutzt werden kann. Die Verwendung dieses Features erlaubt den Aufbau von Baumnetzwerken ohne Host-Intelligenz. Allgemeinere Routing-Verfahren sind nicht Bestandteil der Smart MAC Suite, da diese in den Bereich des Netzwerk-Layers fallen, der auf der Seite der Host-Intelligenz ausgefürt werden kann.

Illustration der IEEE 802.15.4 Punkt-zu-Punkt Topologie
Peer-to-Peer Verbindung

 

Illustration der IEEE 802.15.4 Stern Topologie
Stern-Netzwerk

Illustration der IEEE 802.15.4 Baum Topologie
Baum-Netzwerk

 

Download Flyer als PDF

Download SMS Base Software für die @ANY Produkt Plattform

Download der Dokumentation: SMS Command Reference im PDF Format

SMS Profiler zur leichten web-basierten Erstellung Ihrer EEPROM-Dateien

Zur Überwachung der zugrundeliegenden Aktivitäten nach IEEE 802.15.4 kann eine kostenlose 30-tägige Testversion der IEEE 802.15.4 Protokoll Sniffer Software von Perytons Ltd. über http://www.perytons.com/downloads.html bezogen werden.

Die SMS Software is auch als Bibliothek zur direkten Einbindung in Ihre eigenen Applikationen als Bestandteil von SMS Pro erhältlich. Dies ermöglicht eine schnelle Applikations-Entwicklung ohne Kenntnisse des zugrundeliegenden Standards. Weiterführende Informationen zu den erweiterten Features von SMS Pro finden Sie hier.

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