| Международный стандарт | На основе ISO / IEC 18000-7 |
|---|---|
| Разработано | DASH7 Альянс |
| Промышленность | Автоматизация промышленная, военная |
Протокол DASH7 Alliance Protocol ( D7A ) - это протокол сети беспроводных датчиков и исполнительных механизмов с открытым исходным кодом, который работает в нелицензируемых диапазонах ISM / SRD 433 МГц, 868 МГц и 915 МГц . DASH7 обеспечивает многолетнее время автономной работы , дальность действия до 2 км, низкую задержку для подключения к движущимся объектам, очень маленький стек протоколов с открытым исходным кодом , поддержку шифрования с общим ключом AES 128 бит и передачу данных со скоростью до 167 кбит / с . Протокол DASH7 Alliance Protocol - это название технологии, продвигаемой некоммерческим консорциумом под названием DASH7 Alliance.
Международный стандарт [ править ]
Протокол DASH7 Alliance происходит из стандарта ISO / IEC 18000-7, описывающего радиоинтерфейс 433 МГц в диапазоне ISM для активной RFID. Этот стандарт в основном использовался для военной логистики.
В 2011 году альянс DASH7 изменил назначение оригинальной технологии 18000-7 и превратил ее в технологию беспроводной сенсорной сети для коммерческих приложений. Протокол DASH7 Alliance Protocol охватывает все диапазоны ISM суб-ГГц, что делает его доступным во всем мире. Название нового протокола было получено из секции семь обозначаются как -7 ( / г æ ʃ ы ɛ об ən / ) исходного стандартного документ.
Текущая версия протокола DASH7 Alliance больше не соответствует стандарту ISO / IEC 18000-7.
История [ править ]
В январе 2009 года Министерство обороны США объявило о крупнейшей в истории награде RFID - контракте на 429 миллионов долларов на устройства DASH7 - четырем основным подрядчикам: Savi Technology , Northrop Grumman Information Technology , Unisys and Systems & Processes Engineering Corp. (SPEC) . [1]
В марте 2009 года было объявлено о создании DASH7 Alliance, некоммерческого отраслевого консорциума по продвижению совместимости устройств, совместимых с DASH7, и по состоянию на июль 2010 года в нем более пятидесяти участников из двадцати трех стран. Подобно тому, что Wi-Fi Alliance делает для IEEE 802.11 , DASH7 Alliance выполняет стандарт ISO 18000-7 для сетей беспроводных датчиков.
В апреле 2011 года альянс DASH7 объявил о принятии DASH7 Mode 2, версии следующего поколения стандарта ISO 18000-7, который позволяет лучше использовать современные микросхемы для достижения более высокой пропускной способности, многоэлементности, меньшей задержки, большей безопасности и поддержки датчиков. и встроенный протокол запросов.
В марте 2012 года альянс DASH7 объявил, что делает спецификацию DASH7 Mode 2 доступной для лиц, не являющихся членами, на основе открытого исходного кода.
В июле 2013 года альянс DASH7 анонсировал проект 0.2 протокола альянса DASH7.
В мае 2015 года DASH7 Alliance публично выпустил версию 1.0 протокола DASH7 Alliance.
В январе 2017 года DASH7 Alliance публично выпустил версию 1.1 протокола DASH7 Alliance. Версия представляет собой крупное обновление v1.0, в частности, в области безопасности и взаимодействия.
Техническое резюме [ править ]
DASH7 контрастирует с существующими технологиями беспроводной передачи данных после: [2]
| Используемый глобальный стандарт | Частотные диапазоны | Ширина канала | Диапазон | Частоты доступны во всем мире (да / нет) | Максимальная мощность передачи конечного узла | Размер пакета | Скорость передачи данных (восходящий / нисходящий канал) | Топология | Роуминг конечного узла разрешен | Правление |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Протокол DASH7 Alliance 1.x | 433/868/915 МГц ISM / SRD | 25 кГц или 200 кГц | 0–5 км | 433 МГц: + 10 дБм 868/915 МГц: + 27 дБм | Максимум. 256 байт / пакет | 9,6 кбит / с, 55,55 кбит / с или 166,667 кбит / с / 9,6 кбит / с, 55,55 кбит / с или 166,667 кбит / с | От узла к узлу, звезда, Дерево | да | DASH7 Альянс | |
| IEEE P802.11ah (Wi-Fi с низким энергопотреблением) | Нелицензированные диапазоны частот ниже 1 ГГц (за исключением пробелов на ТВ) | 1/2/4/8/16 МГц | До 1 км (открытый) | Зависит от регионального Нормы (от 1 мВт до 1 Вт) | До 7991 байт (без Агрегация), до 65 535 байт (с агрегацией) | 150 кбит / с ~ 346,666 Мбит / с / 150 кбит / с ~ 346,666 Мбит / с | Звезда, Дерево | Разрешено другими поправками 802.11 (например, 802.11r) | Рабочая группа IEEE 802.11 | |
| Ingenu RPMA | 2,4 ГГц ISM | 1 МГц (доступно 40 каналов) | > 500 км LoS | до 20 дБм | 6–10 КБ | AP агрегаты до 624 кбит / с на сектор (предполагает 8-канальную точку доступа) / AP составляет 156 кбит / с на сектор (предполагается 8-канальная точка доступа) | Обычно Star. Дерево поддерживается расширителем RPMA | да | Ingenu | |
| LTE-Cat M | Сотовая связь | 1,4 МГц | 2,5–5 км | 100 мВт | ~ 100 - ~ 1000 байт типичный | ~ 200 кбит / с / ~ 200 кбит / с | Звезда | да | 3GPP | |
| LoRaWAN | 433/868/780/915 МГц ISM | EU: 8x125kHz, US 64x125kHz / 8x125kHz, Модуляция: Chirp Spread Spectrum | 2–5 км (город), 15 км (сельский район), 702 км проверено на LoS, [3] Бюджет линии связи 1500 км [4] | ЕС: <+ 14 дБм, США: <+ 27 дБм | Определяемые пользователем | ЕС: от 300 бит / с до 50 кбит / с / от 300 бит / с до 50 кбит / с, США: 900 бит / с-100 кбит / с / 900 бит / с-100 кбит / с | Звезда на звезде | да | LoRa Альянс | |
| nWave | ISM ниже 1 ГГц | Ультра узкая полоса | 10 км (город), 20– 30 км (сельская местность) | 25–100 мВт | Заголовок 12 байт, 2- 20 байт полезной нагрузки | 100 бит / с / - | Звезда | да | Невесомый ЗИГ | |
| SigFox | ISM 868/902 МГц | Ультра узкая полоса | 30–50 км (сельская местность), 3– 10 км (город), 1000 км по прямой | От 10 мкВт до 100 мВт | 12 байт (полезная нагрузка) | От 100 бит / с до 140 сообщений / день / макс. 4 сообщения по 8 байт / день | Звезда | да | SigFox | |
| Невесомая-W | 400-800 МГц (пустое пространство ТВ) | 5 МГц | 5 км (город) | 17 дБм | 10 байт мин. | От 1 кбит / с до От 10 Мбит / с / от 1 кбит / с до 10 Мбит / с | Звезда | да | Невесомый ЗИГ | |
| Невесомая-Н | ISM ниже 1 ГГц | Ультра узкая полоса (200 Гц) | 3 км (город) | 17 дБм | До 20 байт | 100 бит / с / - | Звезда | да | Невесомый ЗИГ | |
| Невесомая-П | ISM ниже 1 ГГц | 12,5 кГц | 2 км (город) | 17 дБм | 10 байт мин. | От 200 бит / с до От 100 кбит / с / 200 бит / с до 100 кбит / с | Звезда | да | Невесомый ЗИГ |
Сетевая технология BLAST [ править ]
Сети на основе DASH7 отличаются от типичных проводных и беспроводных сетей, использующих «сеанс». Сети DASH7 обслуживают приложения, в которых важно низкое энергопотребление, а передача данных обычно намного медленнее и / или нерегулярна, как базовая телеметрия . Таким образом, вместо репликации "сеанса" проводной связи, DASH7 был разработан с концепцией BLAST :
- В ursty: Передача данных крут и не включают в себя такие материалы , как видео, аудио, или других форм изохронных данных.
- Л РАВО: Для большинства приложений, размеры пакетов ограничены 256 байт. Передача нескольких последовательных пакетов может происходить, но, как правило, ее по возможности избегают.
- Синхронный: Основной метод DASH7 в связи является командой-ответ, который по конструкции не требует периодических сетей «вручную» или встряхивания синхронизации между устройствами.
- S tealth: DASH7 устройство не требует периодической передачи маякового , чтобы быть в состоянии реагировать в общении.
- Т ransitive: а DASH7 система устройств по своей сути мобильный или переходный. В отличие от других беспроводных технологий, DASH7 ориентирован на загрузку, а не на загрузку, поэтому устройства не требуют экстенсивного управления фиксированной инфраструктурой (то есть базовыми станциями).
Менее 1 ГГц [ править ]
D7A использует частоты 433, 868 и 916 МГц [5], которые доступны во всем мире и не требуют лицензии.
Частота менее 1 ГГц идеально подходит для приложений беспроводной сети датчиков, поскольку она проникает через бетон и воду, но также имеет возможность передавать / принимать на очень большие расстояния, не требуя большого энергопотребления от батареи. Низкий входной ток типичных конфигураций меток позволяет питать от батарейки плоских или тонкопленочных батарей.
Обмен данными между тегами [ править ]
В отличие от большинства активных технологий RFID или LPWAN , DASH7 поддерживает обмен данными между тегами.
Локализация [ править ]
К конечным точкам DASH7 можно применять методы локализации. В лабораторных экспериментах была достигнута точность 1 м с использованием маяков DASH7 на частоте 433 МГц. [6]
Интегрированный протокол запросов [ править ]
DASH7 поддерживает встроенный протокол запросов, который сводит к минимуму «круговые обходы» для большинства приложений обмена сообщениями, что приводит к более низкой задержке и более высокой пропускной способности сети.
Диапазон [ править ]
DASH7 обеспечивает бюджет канала связи до 140 дБ при мощности передачи 27 дБм, что позволяет позиционировать технологию как средний диапазон по сравнению с ближним ( Bluetooth , Wi-Fi , ...) и большим диапазоном (LoRaWAN, SigFox). Обратите внимание, что более высокие диапазоны всегда достигаются за счет потребления энергии на бит и продолжительности передачи. Технологии малой мощности с большим радиусом действия, как правило, не являются по-настоящему двунаправленными, поскольку обычное сканирование довольно велико. В этом контексте DASH7 представляет собой очень хороший компромисс между дальностью действия, потребляемой мощностью и двунаправленностью и очень подходит для промышленных приложений с эффективным диапазоном от 100 м до 500 м.
В условиях прямой видимости устройства DASH7 сегодня рекламируют диапазоны считывания 1 км или более, однако диапазоны до 10 км были протестированы компанией Savi Technology и легко достижимы в Европейском Союзе, где правительственные постановления менее ограничены, чем в США.
Совместимость [ править ]
Альянс DASH7 в настоящее время работает над программой сертификации, которая проверяет функциональность устройств DASH7. Сертификация состоит из набора тестовых сценариев, охватывающих транзакции в различных конфигурациях стека (канал, QoS, безопасность). Физический беспроводной интерфейс не подлежит сертификации и должен соответствовать местным правилам радиосвязи.
Альтернативные модуляции [ править ]
Политика DASH7 Alliance не позволяет добавлять проприетарные или лицензируемые методы модуляции в официальный протокол DASH7 Alliance. Однако многоуровневая структура протокола позволяет легко интегрировать альтернативные модуляции, такие как LoRa, на сетевом уровне (D7ANL).
Приложения [ править ]
Коммерческие приложения [ править ]
Подобно другим сетевым технологиям, которые зародились в оборонном секторе (например, DARPA финансирует Интернет), DASH7 также подходит для широкого спектра приложений, находящихся в разработке или развертывании, включая:
- Автоматизация зданий , Контроль доступа , Умная Энергия . Характеристики распространения сигнала DASH7 позволяют ему проникать сквозь стены, окна, двери и другие вещества, которые, например, служат препятствием для других технологий, работающих на частоте 2,45 ГГц. Для приложений интеллектуальной энергетики и автоматизации зданий сети DASH7 могут быть развернуты с гораздо меньшей инфраструктурой, чем у конкурирующих технологий, и при гораздо более низкой совокупной стоимости владения.
- Службы на основе определения местоположения DASH7 сегодня используется для разработки новых служб на основе определения местоположения с использованием ряда устройств с поддержкой DASH7, включая смарт-карты, брелоки, билеты, часы и другие традиционные продукты, которые могут использовать преимущества уникальных компактных размеров, низкого энергопотребления, длительного срока службы. диапазон и низкая стоимость DASH7 по сравнению с менее практичными и мощными беспроводными технологиями, такими как Wi-Fi или Bluetooth. Используя DASH7, пользователи могут « регистрироваться » в местах проведения мероприятий, что непрактично с современными технологиями регистрации, такими как GPS, которые энергоемки и не работают в помещениях и в городских условиях. Сервисы, основанные на местоположении, такие как Foursquare, Novitaz или Facebook, могут использовать эту возможность в DASH7 и начислять баллы лояльности, позволяют пользователям просматривать адреса Facebook или Twitter тех, кто проходит мимо, и многое другое.[7]
- Мобильная реклама DASH7 разрабатывается для «умных» рекламных щитов и киосков, аналогично «умные» плакатыкоторые могут быть готовы от многих метров (или даже километров) прочь, создавая новые возможности как для отслеживания эффективности затратрекламуно и создание новых e- возможности торговли . Потенциал DASH7 для автоматизации регистрации ивыездаобеспечивает необходимую инфраструктуру для рекламы и рекламных акций на основе местоположения [8]
- Automotive DASH7 все чаще рассматривается как система контроля давления в шинах следующего поколения,поскольку сегодня она работает на той же частоте (433 МГц), что и почти все проприетарные системы TPMS. TPMS на основе DASH7 предоставит конечным пользователям более точные показания давления в шинах, что приведет к большей экономии топлива, уменьшению износа шин и большей безопасности. Продукты DASH7 также разрабатываются и используются для других автомобильных приложений, таких как контроль цепочки поставок .
- Логистика DASH7 сегодня используется для отслеживания местонахождения транспортных контейнеров, поддонов, каркасов безопасности, грузовиков, железнодорожных вагонов, морских судов и других активов цепочки поставок, обеспечивая предприятиям беспрецедентную прозрачность их повседневных операций. Также управление холодовой цепью (вакцины, свежие продукты, срезанные цветы и т. Д.), При котором DASH7 используется для мониторинга температуры в пути и других факторов окружающей среды, которые могут повлиять на целостность чувствительных продуктов.
Поддержка разработчиков [ править ]
OSS-7: стек с открытым исходным кодом Dash7 [ править ]
Цель проекта - предоставить эталонную реализацию протокола DASH7 Alliance . [9] Эта реализация должна быть сосредоточена на полноте, правильности и простоте понимания. Производительность и размер кода - менее важные аспекты. Для ясности в коде сохраняется четкое разделение слоев ISO. Проект доступен на GitHub [1] и находится под лицензией Apache License версии 2.0.
OpenTag [ править ]
Разработчики DASH7 Mode 2 извлекают выгоду из библиотеки прошивки с открытым исходным кодом под названием OpenTag , которая предоставляет разработчикам среду на основе C, в которой можно быстро разрабатывать приложения DASH7. Таким образом, в дополнение к тому, что DASH7 (ISO 18000-7) является стандартом ISO с открытым исходным кодом, OpenTag представляет собой стек с открытым исходным кодом, который является довольно уникальным по сравнению с другими сетями беспроводных датчиков (например, ZigBee) и активными RFID (например, проприетарными) опциями в других частях мира. рынок сегодня. Несмотря на то, что OpenTag является проектом с открытым исходным кодом, люди не могут использовать его бесплатно. По состоянию на август 2015 года нет никаких свидетельств того, что OpenTag несет роялти, хотя текущие версии OpenTag OpenTag License действительно включают положение, разрешающее лицензирование RAND .
Поддержка полупроводниковой промышленности [ править ]
Разработчики DASH7 получают поддержку от полупроводниковой промышленности, включая множество вариантов: Texas Instruments , ST Microelectronics , Silicon Labs , Semtech и Analog Devices предлагают комплекты для разработки оборудования с поддержкой DASH7 или продукты «система на кристалле».
Интеграторы устройств и комплекты для разработки [ править ]
Многие компании являются членами DASH7 Alliance по производству аппаратных продуктов, совместимых с DASH7:
- Члены альянса DASH7
- Комплекты разработчика DASH7
- Поставщики услуг DASH7
Ссылки [ править ]
- ^ Bacheldor, Бет (9 января 2008). «Министерство обороны США выбрало четыре для RFID III» . RFID журнал . Проверено 4 сентября 2009 .
- ^ http://www.edn.com/design/systems-design/4440343/Low-power-wide-area-networking-alternatives-for-the-IoT
- ^ TheThingsNetwork. «Новаторский мировой рекорд! Пакет LoRaWAN получен на расстоянии 702 км (436 миль)» . Сеть Вещей . Проверено 16 мая 2019 .
- ^ "Калькулятор потерь в свободном пространстве, бюджет канала связи 155 дБ (14 дБм TX, -141 дБм RX)" . Калькулятор потерь на свободном пути . Проверено 16 мая 2019 .
- ^ https://www.researchgate.net/publication/283278207_DASH7_Alliance_Protocol_10_Low-Power_Mid-Range_Sensor_and_Actuator_Communication Research paper]
- ↑ Стивенс, янв (29 сентября 2013 г.). «Локализация роботов по технологии DASH7I» . Университет Антверпена .
- ^ «ReadWrite - DASH7: Подключение датчиков к смартфонам» . Архивировано из оригинала на 2012-07-12 . Проверено 17 мая 2010 .
- ^ Цифровая рекламная сеть в магазине работает с RFID - RFID Journal
- ^ "Протокол DASH7 Alliance версии 1.0" .
Внешние ссылки [ править ]
- DASH7 Альянс
- Сравнение технологий глобальной сети с низким энергопотреблением
- Стек с открытым исходным кодом OSS-7
- OpenTag вики
- Сравнение DASH7-LoRaWAN
