Построение сети связи для системы «Умный дом» с использованием mesh технологий

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ технического задания

1.1 Система «Умный дом». Плюсы и минусы

1.2Патентный анализ

1.3 Анализ требований технического задания

1.4 Общая информация о технологии Mesh

1.4.1 Маршрутизация в сетях ZigBee

1.4.2 Широковещание

1.4.3 Явная маршрутизация

1.4.4 Ячеистая сеть

1.4. 5 Маршрутизация по дереву

1.5 Обзор протоколов маршрутизации пакетов

1.5.1 DSR

1.5.2 AODV

1.6 Выбор протокола маршрутизации пакета

2        Обзор и выбор элементной базы и средств разработки

2.1 Микроконтроллеры AVR

2.2 Средства разработки для AVR

2.3 Микроконтроллер ATmega 168 – общие сведения

2.4 Описание выводов МК ATmega 168

2.5 Загружаемая память программ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

На данный момент автоматизация достигла небывалых высот, и передовые технологии коснулись практически всех сфер нашей жизни и принесли в них существенные изменения. Автоматизированной стала буквально вся бытовая техника, если раньше ее надо было включать или выключать, то сегодня она это делает самостоятельно, поэтому всё большую популярность набирают системы «Умный дом».

Система «Умный дом» – это совокупность аппаратно-программных средств, которая включает в себя автоматизированное дистанционное управление всеми инженерными системами здания для их слаженной работы, с целью обеспечения удобного проживания. Нужно отметить, что в этой системе все коммуникации подключены к компьютеру и управляются с его помощью. Но, главным недостатком этих систем, всё же, является цена.

Благодаря развитию микропроцессорных технологий, которые отличаются низкой себестоимостью и гибкостью при проектировании, можно объединить бытовые приборы в единую управляемую систему. В связи с этим становится актуальной задача их взаимодействия. Так как проводные решения неприменимы в связи с громоздким проектированием и сложной реализацией, беспроводные технологии выигрышно различаются гибкой архитектурой, удобным монтажом и лёгким обслуживанием.

Сети малой дальности, обладая рядом особенностей, очень хорошо подходят для реализации сети сообщающихся устройств. Входящие в такую сеть устройства характеризуются небольшими размерами, и их питание осуществляется за счет батарей. Данные сети представляют собой высокоспециализированные Ad-Hoc сети с динамической переменой количественного состава сети. Отсюда возникают задачи формирования и работоспособности выбранных сетей – организация добавления и удаления устройств, распознавание устройств,

действенная маршрутизация, защищённость передаваемых данных, устойчивость сети, увеличение времени самостоятельной работы конечных устройств.

Целью данной работы является разработка и проектирование элементов управления (включение/отключение) энергопотребителей для системы «Умный дом» с использованием радиоканала для обмена данными, а также выбор оптимального протокола динамической маршрутизации, который должен соответствовать критерию надежности доставки сообщения.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

1. Произвести патентный анализ;

2. Разработать аппаратную и программную части Mesh-сети с возможностью управления потребителями электроэнергии;

3. Разработать алгоритмы работы данной сети, выбрать оптимальные протоколы динамической маршрутизации;

4. Предложить вариант аппаратной реализации устройства;

5. Разработать принципиальную схему устройства.

1 Анализ технического задания

1.1 Система «Умный дом». Плюсы и минусы

На данный момент проектирование современного дома или квартиры стало включать в себя всё более разнообразные системы безопасности и управления. Поставщиками оборудования на рынке предложены, как отдельные модули, так и готовые «пакеты».