One-Net es el primer protocolo de red de datos inalámbrico abierto diseñado para la automatización de edificios y la gestión distribuida de instalaciones. One-Net se puede utilizar con una variedad de transceptores (transceptores) y microcontroladores existentes de una variedad de fabricantes.
Las conexiones en estrella son adecuadas para las aplicaciones más simples, ofrecen el costo más bajo, el consumo de energía más bajo y permiten una estrategia de acceso múltiple estándar. Cada red con una topología en estrella tiene un coordinador de red (maestro) que establece la dirección y cualquier otro parámetro de red para cada nodo recién agregado. Al organizar una red peer-to-peer o peer-to-peer (peer-to-peer), el coordinador asigna los mismos derechos a todos los dispositivos de la red. Cada elemento de la red es tanto un cliente como un servidor. Por lo tanto, los dispositivos finales pueden comunicarse directamente entre sí, incluso si el coordinador se elimina de la red. La entidad receptora no necesita saber que forma parte de una conexión P2P establecida por el coordinador. Simplemente responde a las solicitudes del dispositivo que accede a él, por lo que el módulo receptor puede formar parte de muchas conexiones P2P. Cada dispositivo One-Net puede admitir de 4 a 15 conexiones punto a punto.
Con una topología de malla, en caso de que exista un obstáculo en el camino de la señal de un nodo a otro (hormigón armado o barrera metálica, etc.), se selecciona una ruta alternativa de transmisión de datos, por lo que la red se autorrepara. El aumento de la concentración de nodos de red aumenta la seguridad y la fiabilidad del sistema. Los repetidores se utilizan para organizar una red de malla One-Net. Los repetidores son dispositivos terminales que detectan los llamados paquetes de datos de "salto múltiple" y los repiten para aumentar el rango de transmisión de mensajes. Dado que los repetidores deben controlar la presencia de paquetes multisalto en la red, están constantemente en modo activo y deben recibir alimentación de la red eléctrica para garantizar un funcionamiento ininterrumpido. Un paquete de datos multisalto en las redes One-Net tiene su propio número de identificación, por lo que no puede confundirse con un paquete normal. Por lo tanto, los relés pueden transmitir paquetes sin pausas adicionales que aparecen cuando se transmite sin relés. El paquete multisalto contiene un campo de tres bits que especifica el número restante de retransmisiones de señal. Esto mantiene constante el tiempo de transmisión y evita que el paquete deambule por la red. Los otros tres bits son responsables del número máximo de saltos (hops). Estos datos son necesarios para que el destinatario sepa cuántas retransmisiones hubo. Cuando el relé detecta y recibe un paquete multisalto, el número de saltos restantes se reduce y, si el valor es mayor que cero, el paquete se retransmite.
Para acceder al canal, se utiliza un mecanismo bien establecido de acceso a múltiples medios con detección de portadora y prevención de colisiones (CSMA) en la red Ethernet, basado en determinar el estado del canal de comunicación antes del inicio de la transmisión, lo que puede reducir significativamente los conflictos. causada por la transmisión de datos simultáneamente por varios dispositivos. Un intento de transferir datos siempre comienza con "escuchar" el aire. Si el canal está ocupado (portadora detectada), el intento de transmisión de datos se reanuda después de 5 ms. El mensaje se transmite después del descubrimiento de un canal libre. Si ocurre un conflicto, los datos se consideran perdidos y la retransmisión ocurre después de un intervalo de tiempo de 2 a 10 ms, dependiendo de la prioridad del mensaje. Después de ocho intentos fallidos, se toma la decisión de que no se pudieron transmitir los datos. Cada dispositivo transmisor libera el canal después de transmitir un paquete de datos para que otros dispositivos puedan participar en la red. [una]
Tamaño de la red (número de nodos): 2¹² con posibilidad de agregación
Distancia entre nodos interior (exterior): 100 m (500 m)
El estándar OneNet utiliza bandas de frecuencia sin licencia ( ISM ). En Rusia, cuando se utilizan transceptores en sistemas de alarma antirrobo, el rango de 865 ... 868 MHz tampoco requiere licencia. [2]
Tasa de transferencia de datos: 38,4 - 230 Kbps.
One-Net está diseñado para un bajo consumo de energía y puede funcionar, por ejemplo, con una batería externa. Los dispositivos de baja potencia (sensor de ventana, sensor de nivel de humedad, etc.) pueden funcionar de 3 a 5 años con una pila alcalina AA o AAA.
El algoritmo utilizado actualmente es XTEAXX , donde XX es el número de ciclos de cifrado. Para la transferencia de cuadros y bloques, se utiliza el método XTEA32, para la transferencia de datos de transmisión, el método XTEA8. Debido a que la transacción de flujo se realiza en tiempo real, debe usarse con un método de encriptación diferente a los que se usan para transacciones simples y en bloque. Se utiliza una clave separada para el cifrado. No hay módulos sin cifrar.
One-Net está completamente abierto para que lo usen todos los desarrolladores interesados: One-Net se basa en el acuerdo de código fuente abierto de la Iniciativa de fuente abierta. No es necesario pagar cuotas de membresía: toda la información sobre el hardware, los códigos fuente (controladores para transceptores, así como proyectos de muestra para algunos tipos de microcontroladores) están disponibles en su totalidad en el sitio web de ONE-NET . Cualquier usuario puede registrarse. One-Net se usa libremente bajo una licencia de código abierto.
A continuación se muestran varios fabricantes de transceptores y microcontroladores. Todos los fabricantes enumerados son miembros de One-Net Alliance. La lista de participantes se amplía constantemente: se puede encontrar información completa sobre los fabricantes en el sitio web de ONE-NET
Transceptores:
Microcontroladores. Se imponen requisitos serios a los microcontroladores (MC) necesarios para la implementación del nodo de red One-Net. Se recomienda una MCU de 16 bits con un rendimiento de 16-20 MIPS. También se pueden utilizar MK de ocho bits de alta velocidad, como el C8051 o AVR. Este requisito está dictado por costos computacionales significativos en el cifrado/descifrado de datos. Los ejemplos de aplicación utilizan una MCU de 16 bits de la familia R8C de Renesas. Para los sistemas alimentados por batería, las MCU de la familia MSP430 de 10 MHz son muy adecuadas. Los MCU 8051 de alta velocidad de Silicon Labs también son una buena solución. La pila de protocolos de host de red requiere 16 KB de memoria de programa y 1 KB de RAM, y el coordinador de red necesita 24 KB de memoria de programa, 3 KB de RAM y 128 bytes de memoria no volátil.
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