Spolehlivé sítě průmyslového Ethernetu s velkou dostupností. Inteligentní modul I/O řady X20 zvyšuje dostupnost strojů. Rozšíření zorného pole snímače čárového kódu DataMan. Nové řádkové kamery Basler Racer. Programovatelné relé pro všechny bezpečnostní funkce ... skokové automaty ATS-C od společnosti Eaton. Podnikání. Společnost ZAT dokončila modernizaci další elektrárny na Kubě ...
Poznámky redaktora
Vlastní lokalizační algoritmus možné
rozdělit do tří základních fází (obr.
Přijímaný výkon PRX (W) ve volném
prostředí funkcí vysílaného výkonu PTX,
zisku vysílací a přijímací antény GTX, GRX
a vzdálenosti mezi vysílačem a přijímačem:***rovnice 1***
2
4
dπ
TXRXTXRX
GGPP (1)
kde vlnová délka.
Přesnost a dosah byly testo-
vány na dvou místech na ote-
vřeném prostranství a v uzavře-
ném prostoru. 1).
Šifrování AES patří mezi kvalitní symetric-
ké šifry, avšak ve srovnání s asymetrickými
systémy vyznačuje problémem bezpečné
distribuce šifrovacích klíčů. 3):
– Pohyblivý uzel nejprve nalezne všechny
referenční uzly v přímém rádiovém dosa-
hu (tj. Z odpovída-
jících naměřených hodnot sou-
řadnic a Y byla následně vy-
jádřena chyba lokalizace jako
absolutní hodnota rozdílu sku-
tečné a změřené polohy (tab. Celý proces může probíhat automaticky
s danou periodou nebo jen na vyžádání ko-
ordinátoru sítě. Po rozmístění referenčních
uzlů bylo zvoleno deset poloh
pohyblivého uzlu.17AUTOMA 12/2012
téma
Tab. Ověření funkčnosti lokalizace
Pro realizaci lokalizace podle uvedené-
ho principu byly vyvinuty moduly na bázi
mikroprocesorů CC2431. RSSI potom vyjá-
dřením přijímaného výkonu v logaritmické
podobě (dBm):
R log PRX (2)
RSSI pro obvykle uvažované vzdálenosti
a výkony nabývá hodnot –40 –90 dBm. Poté rozešle sadu
lokalizačních zpráv (broadcast) a referenč-
ní uzly v přímém dosahu zaznamenávají
a průměrují u těchto zpráv hodnoty RSSI
pro daný pohyblivý uzel. Otevřené pro-
stranství mělo představovat
ideální prostředí bez jakých-
koliv překážek mezi rádiový-
mi moduly, aby neubýval sig-
nál.
– Pohyblivý uzel pomocí zpráv unicast
vyžádá od jednotlivých referenčních uzlů
údaje o průměrné hodnotě RSSI a jejich
souřadnicích a Y. 4).
– Oslovené referenční uzly odešlou poža-
dované informace a pohyblivý uzel na zá-
kladě těchto dat určí metodou nejmenších
čtverců svou polohu a informaci o ní ode-
šle koordinátoru sítě. Princip lokalizace z RSSI
x
y
pohyblivý uzel
referenční uzel
Obr. Naměřené polohy pohyblivého uzlu a jejich porovnání skutečností
Skutečná poloha (m) Naměřená poloha (m) Rozdíl (m)
X ΔY
15,0 8,0 15,50 7,00 0,50 1,00
17,0 8,0 17,00 7,50 0,00 0,50
20,0 3,5 20,50 3,50 0,50 0,00
10,0 10,0 10,50 10,25 0,50 0,25
15,0 10,0 15,25 10,00 0,25 0,00
23,0 11,0 23,25 11,00 0,25 0,00
24,0 12,0 24,00 11,75 0,00 0,25
10,0 15,0 9,75 15,25 0,25 0,25
14,0 16,0 14,00 16,25 0,00 0,25
20,0 18,0 19,75 18,00 0,25 0,00
9,0 22,0 9,25 21,50 0,25 0,50
Standard IEEE 802. Hodnoty RSSI klesají, když pohyblivý
uzel dongle umístěný na sledovaném objektu –
vzdaluje od referenčního uzlu sítě, a naopak ros-
tou, když pohyblivý uzel přibližuje (obr. Síťová vrstva obsahuje zabezpečení od-
chozích rámců, dekódování a ověřování pra-
vosti příchozích rámců modifikovaným AES.15. Dalším způsobem zabez-
pečení tzv. Princip lokalizace
Algoritmus lokalizace, který autoři v projek-
tu ověřili, založen na principu distribuované-
ho vyhodnocování indikátoru síly přijatého sig-
nálu (RSSI Received Signal Strength Indica-
tion). Princip spočívá v kontrole rovností
hodnot součtů odeslaných a přijatých rám-
ců. Jde
zejména o nehomogenitu prostředí, vliv ani-
zotropie vyzařovacího diagramu antén, mno-
hocestného šíření způsobeného odrazy od ko-
vových objektů, difrakcí apod.4 stanovuje tři růz-
né režimy zabezpečení:
– nezabezpečený přístup,
– zabezpečený přístup,
– přístup na základě práv.
Při použití v praxi detekovaná síla sig-
nálu ovlivněna mnoha dalšími faktory. musí být za-
jištěna ideálně již ve výrobě fyzicky při in-
stalaci, protože v samotné síti pro tento účel
neexistuje bezpečný rádiový kanál.
V základním režimu zabezpečení použit
standard AES, který pracuje 128bitovým
klíčem, a to na úrovni linkové vrstvy komuni-
kačního protokolu. Stavové diagramy algoritmu lokalizace pro referenční
uzel (vlevo) a pro pohyblivý uzel (vpravo)
start
inicializace
čekání na příkaz
posílání pozice
start
inicializace
čekání na příkaz
sběr dat
výpočet pozice
posílání pozice
d
. bez retranslace).
Tím, vlastní výpočet polohy probíhá
v jednotlivých pohyblivých uzlech, a nikoliv
centrálně v koordinátoru, výpočetní i pře-
nosová zátěž v síti distribuována rovnoměr-
ně. kryptografický kontrolní součet
(MIC).
5. Tyto obvody jsou
pro účely lokalizace obzvlášť výhodné, a to
zejména díky přítomnosti hardwarové pe-
riferie pro automatizaci výpočtu polohy
z hodnot RSSI souřadnic referenčních
uzlů přímo na čipu.
Vzhledem hardwarově
omezenému rozlišení lokali-
zace 0,25 m lze tento výsle-
dek považovat za velmi dobrý,
zvlášť vezme-li v úvahu, že
bylo použito méně než dopo-
ručovaných šest referenčních
Obr.
4. Vztah (2) pro účely
lokalizace s CC2431 modelován zjednodu-
šeným vztahem o dvou parametrech A,
který abstrahuje od vlastnos-
tí antén, vysílaného výkonu
a vlnové délky a je do jisté
míry použitelný i mimo vol-
né prostředí:
R –(10 log A) (3)
Parametry přísluše-
jí každému pohyblivému uzlu
a je nutné určit experimen-
tálně.
Po zprůměrování dosažených
hodnot přes všechny polohy vy-
chází celková chyba lokaliza-
ce 0,3 m
