ДАШ7
| Международный стандарт | На основе ISO/IEC 18000-7. |
|---|---|
| Разработано | Альянс DASH7 |
| Промышленность | Автоматизация, промышленная, военная |
| Веб-сайт | www |
Протокол DASH7 Alliance ( D7A ) — это сетевой протокол беспроводных датчиков и исполнительных устройств с открытым исходным кодом, который работает в нелицензированном диапазоне ISM /SRD 433 МГц, 868 МГц и 915 МГц. DASH7 обеспечивает многолетний срок службы батареи , дальность действия до 2 км, низкую задержку при соединении с движущимися объектами, очень небольшой стек протоколов с открытым исходным кодом , поддержку 128-битного шифрования с общим ключом AES и передачу данных со скоростью до 167 кбит. /с. Протокол DASH7 Alliance — это название технологии, продвигаемой некоммерческим консорциумом DASH7 Alliance.
Международный стандарт [ править ]
Протокол DASH7 Alliance основан на стандарте ISO/IEC 18000-7 , описывающем радиоинтерфейс диапазона ISM 433 МГц для активной RFID. Этот стандарт в основном использовался для военной логистики.
В 2011 году Альянс DASH7 перепрофилировал исходную технологию 18000-7 и превратил ее в технологию беспроводной сенсорной сети для коммерческих приложений. Протокол DASH7 Alliance охватывает все диапазоны ISM субгигагерцового диапазона, что делает его доступным по всему миру. Название нового протокола было получено из седьмого раздела, обозначенного как -7 ( / d æ ʃ ˈ s ɛ v ən / ) исходного стандартного документа.
Текущая версия протокола DASH7 Alliance больше не соответствует стандарту ISO/IEC 18000-7. [1]
История [ править ]
В январе 2009 года Министерство обороны США объявило о крупнейшем в истории RFID-контракте — контракте на сумму 429 миллионов долларов на устройства DASH7 — с четырьмя генеральными подрядчиками, а именно: Savi Technology , Northrop Grumman Information Technology , Unisys и Systems & Processes Engineering Corp. (SPEC). . [2]
В марте 2009 года было объявлено о создании DASH7 Alliance, некоммерческого отраслевого консорциума, занимающегося обеспечением совместимости устройств, совместимых с DASH7, который по состоянию на июль 2010 года насчитывает более 50 участников в 23 странах. Это должно было быть похоже на то, что Wi-Fi Alliance делает для IEEE 802.11 для беспроводных сенсорных сетей.
В апреле 2011 года Альянс DASH7 объявил о переходе на DASH7 Mode 2, основанный на стандарте ISO 18000-7, который позволяет более эффективно использовать современный полупроводниковый процессор для достижения более высокой пропускной способности, многопрыжкового режима, меньшей задержки, лучшей безопасности, поддержки датчиков и встроенного встроенного программного обеспечения. -в протоколе запроса.
В марте 2012 года Альянс DASH7 объявил , что делает спецификацию DASH7 Mode 2 доступной для нечленов.
В июле 2013 года Альянс DASH7 объявил о проекте протокола Альянса DASH7 0.2.
В мае 2015 года Альянс DASH7 публично выпустил версию 1.0 протокола Альянса DASH7.
В январе 2017 года Альянс DASH7 публично выпустил версию 1.1 протокола Альянса DASH7. Эта версия представляет собой серьезное обновление версии 1.0, в частности, в области безопасности и совместимости.
Техническое резюме [ править ]
По сравнению с другими технологиями беспроводной передачи данных: [3]
| Используемый глобальный стандарт | Полосы частот | Ширина канала | Диапазон | Частоты доступны по всему миру (да/нет) | Максимальная мощность передачи конечного узла | Размер пакета | Скорость передачи данных (восходящий/нисходящий канал) | Топология | Разрешен роуминг конечных узлов | Руководящий орган |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Протокол Альянса DASH7 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 | макс. 256 байт/пакет | 9,6 кбит/с, 55,55 кбит/с или 166,667 кбит/с / 9,6 кбит/с, 55,55 кбит/с или166,667 кбит/с | Между узлами, Звезда, Дерево | Да | Альянс DASH7 | |
| IEEE P802.11ah (Wi-Fi с низким энергопотреблением) | Нелицензионные диапазоны ниже 1 ГГц (исключая пробелы в телевидении) | 1/2/4/8/16 МГц | До 1 км (на открытом воздухе) | Зависит от региона Регламент (от 1 мВт до 1 Вт) | До 7991 байт (без Агрегация), до65 535 байт (сАгрегация) | 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 | |
| Ингену РПМА | 2,4 ГГц ISM | 1 МГц (доступно 40 каналов) | >500 км прямой видимости | до 20 дБм | 6Б–10КБ | Точка доступа агрегирует до 624 кбит/с. на сектор (предполагается 8точка доступа к каналу)/AP агрегирует до 156 кбит/с.на сектор (предполагается 8точка доступа канала) | Обычно Звезда. Дерево поддерживается с помощью RPMAрасширитель | Да | наивный | |
| LTE-Кат М | Сотовая связь | 1,4 МГц | 2,5–5 км | 100 мВт | ~100 -~1000 байт типичный | ~200 кбит/с/~200 кбит/с | Звезда | Да | 3GPP | |
| ЛоРаВАН | 433/868/780/915 МГц ISM | ЕС: 8x125 кГц, США 64x125 кГц/8x125 кГц, Модуляция: широкополосный частотный диапазон | 2–5 км (город), 15 км (сельская местность), 702 км протестировано в прямой видимости, [4] 1500 км Линк Бюджет [5] | ЕС:<+14 дБм, США:<+27 дБм | Определяется пользователем | ЕС: от 300 бит/с до 50 кбит/с/от 300 бит/с до 50 кбит/с, США: 900бит/с-100 кбит/с/900бит/с-100 кбит/с | Звезда на звезде | Да | Лора Альянс | |
| nWave | ISM суб-1 ГГц | Ультра узкая полоса | 10 км (город), 20– 30 км (сельская местность) | 25–100 мВт | 12-байтовый заголовок, 2- 20 байт полезной нагрузки | 100 бит/с/- | Звезда | Да | Невесомый СИГ | |
| СигФокс | 868/902 МГц ISM | Ультра узкая полоса | 30–50 км (сельская), 3– 10 км (город),1000 км по прямой видимости | от 10 мкВт до 100 мВт | 12 байт (полезная нагрузка) | от 100 бит/с до 140 сообщений/день/макс. 4 сообщения из 8байт/день | Звезда | Да | СигФокс | |
| Невесомость-W | 400–800 МГц (пробелы ТВ) | 5 МГц | 5 км (город) | 17 дБм | 10 изменений мин. | 1 кбит/с до 10 Мбит/с/1 кбит/с до10 Мбит/с | Звезда | Да | Невесомый СИГ | |
| Невесомый-Н | ISM суб-1 ГГц | Сверхузкий диапазон (200 Гц) | 3 км (город) | 17 дБм | До 20 байт | 100 бит/с/- | Звезда | Да | Невесомый СИГ | |
| Невесомый-П | ISM суб-1 ГГц | 12,5 кГц | 2 км (город) | 17 дБм | 10 изменений мин. | 200 бит/с до 100 кбит/с/200 бит/с до100 кбит/с | Звезда | Да | Невесомый СИГ |
Сетевая технология BLAST [ править ]
Сети на базе DASH7 отличаются от типичных проводных и беспроводных сетей, использующих «сессию». Сети DASH7 обслуживают приложения, в которых важно низкое энергопотребление, а передача данных обычно происходит намного медленнее и/или спорадически, например базовая телеметрия . Таким образом, вместо репликации проводного «сеанса», DASH7 был разработан с использованием концепции BLAST :
- Пакетный : передача данных происходит внезапно и не включает в себя такой контент, как видео, аудио или другие изохронные формы данных.
- Свет : для большинства приложений размер пакета ограничен 256 байтами. Может произойти передача нескольких последовательных пакетов, но ее обычно избегают, если это возможно.
- Синхронный : основной метод связи DASH7 — это команда-ответ, которая по своей конструкции не требует периодического сетевого «квитирования рук» или синхронизации между устройствами.
- Скрытность : устройствам DASH7 не требуется периодическая сигнализация, чтобы иметь возможность реагировать на связь.
- Транзитивность : система устройств DASH7 по своей сути является мобильной или переходной. В отличие от других беспроводных технологий, DASH7 ориентирован на загрузку, а не на загрузку, поэтому устройствами не требуется активно управлять фиксированной инфраструктурой, то есть базовыми станциями.
Саб 1 ГГц [ править ]
D7A использует частоты 433, 868 и 916 МГц. [6] которые доступны по всему миру и не требуют лицензий.
Частота ниже 1 ГГц идеально подходит для беспроводных сенсорных сетей, поскольку она проникает в бетон и воду, а также способна распространяться на очень большие расстояния, не требуя большого энергопотребления от батареи. Низкий входной ток типичных конфигураций меток позволяет работать от батареек типа «таблетка» или тонкопленочных батарей.
Связь между тегами [ править ]
В отличие от большинства активных технологий RFID или LPWAN , DASH7 поддерживает связь между тегами.
Локализация [ править ]
К конечным точкам DASH7 можно применять методы локализации. В ходе лабораторного эксперимента была достигнута точность 1 м при использовании маяков DASH7 на частоте 433 МГц. [7]
протокол Интегрированный запросов
DASH7 поддерживает встроенный протокол запросов, который сводит к минимуму «обходы» для большинства приложений обмена сообщениями, что приводит к снижению задержки и повышению пропускной способности сети.
Диапазон [ править ]
DASH7 обеспечивает бюджет канала связи до 140 дБ при мощности передачи 27 дБм, что позиционирует технологию как среднюю дальность по сравнению с ближней ( Bluetooth , Wi-Fi , ...) и большой дальностью (LoRaWAN, SigFox). . Обратите внимание, что более высокие диапазоны всегда достигаются за счет побитового энергопотребления и продолжительности передачи. Технологии малой мощности и дальнего действия, как правило, не являются по-настоящему двунаправленными, поскольку обычная нагрузка сканирования довольно высока. В этом контексте DASH7 представляет собой очень хороший компромисс между дальностью действия, энергопотреблением и двунаправленностью и очень подходит для промышленного применения с эффективной дальностью действия от 100 до 500 м.
В условиях прямой видимости устройства DASH7 сегодня заявляют о дальности считывания в 1 километр и более, однако дальность до 10 км была протестирована Savi Technology и легко достижима в Европейском Союзе , где правительственные нормы менее ограничены, чем в США.
Совместимость [ править ]
Альянс DASH7 в настоящее время работает над программой сертификации, которая функционально тестирует устройства DASH7. Сертификация состоит из набора тестовых сценариев, охватывающих транзакции в различных конфигурациях стека (канал, качество обслуживания, безопасность). Физический беспроводной интерфейс не подлежит сертификации и должен соответствовать местным правилам радиосвязи.
Альтернативные модуляции [ править ]
Политика Альянса DASH7 не позволяет добавлять собственные или лицензируемые методы модуляции в официальный протокол Альянса DASH7. 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 начались в оборонном секторе, например , Агентство передовых оборонных исследовательских проектов ( DARPA ), финансирующее ARPANET, предшественник Интернета, DASH7 также подходит для широкого спектра приложений, находящихся в стадии разработки или развертывания, включая:
- Автоматизация зданий , контроль доступа , интеллектуальная энергия — характеристики распространения сигнала DASH7 позволяют ему проникать через стены, окна, двери и другие вещества, которые служат препятствиями для других технологий, работающих, например, на частоте 2,45 ГГц. Для приложений интеллектуальной энергетики и автоматизации зданий сети DASH7 могут быть развернуты с гораздо меньшей инфраструктурой, чем конкурирующие технологии, и с гораздо более низкой совокупной стоимостью владения.
- Услуги на основе определения местоположения . DASH7 сегодня используется для разработки новых услуг 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 уникального небольшого размера и низкого энергопотребления. , большой радиус действия и низкая стоимость DASH7 по сравнению с менее практичными и мощными беспроводными технологиями, такими как Wi-Fi или Bluetooth. Используя DASH7, пользователи могут «регистрироваться» на местах способами, которые непрактичны при использовании современных технологий регистрации, таких как GPS, которые энергоемки и не работают в закрытых помещениях и в городских условиях. Сервисы на основе местоположения, такие как Foursquare, Novitaz или Facebook, могут использовать эту возможность в DASH7 и начислять баллы лояльности, позволять пользователям просматривать адреса Facebook или Twitter тех, кто проходит мимо, и многое другое. [8]
- Мобильная реклама — DASH7 разрабатывается для «умных» рекламных щитов и киосков, а также «умных» плакатов, которые могут быть готовы на расстоянии многих метров (или даже километров), создавая новые возможности как для отслеживания эффективности рекламных расходов, так и для создания новых возможности электронной коммерции . Потенциал DASH7 для автоматизации регистрации и оформления покупок обеспечивает необходимую инфраструктуру для с привязкой к местоположению . рекламы и промоакций [9]
- Автомобильная промышленность (TPMS) следующего поколения . DASH7 все чаще рассматривается как система контроля давления в шинах , поскольку она работает на той же частоте (433 МГц), что и почти все патентованные сегодня системы TPMS. TPMS на базе DASH7 предоставит конечным пользователям более точные показания давления в шинах, что приведет к большей экономии топлива, снижению износа шин и повышению безопасности. Продукты DASH7 также разрабатываются и используются для других автомобильных приложений, таких как контроль цепочки поставок .
- Логистика . Сегодня DASH7 используется для отслеживания местонахождения транспортных контейнеров, поддонов, каркасов безопасности, грузовиков, железнодорожных вагонов, морских судов и других активов цепочки поставок, предоставляя предприятиям беспрецедентную прозрачность их повседневных операций. Также управление холодовой цепью (вакцины, свежие продукты, срезанные цветы и т. д.), при этом DASH7 используется для мониторинга температуры во время транспортировки и других факторов окружающей среды, которые могут отрицательно повлиять на целостность чувствительных продуктов.
Поддержка разработчиков [ править ]
OSS-7: стек Dash7 с открытым исходным кодом
Цель проекта — предоставить эталонную реализацию протокола DASH7 Alliance . [10] Эта реализация должна быть ориентирована на полноту, корректность и простоту понимания. Производительность и размер кода — менее важные аспекты. Для ясности в коде сохраняется четкое разделение между уровнями ISO. Проект доступен на GitHub Welcome и распространяется по лицензии Apache версии 2.0.
ОпенТэг [ править ]
Разработчики DASH7 Mode 2 получают выгоду от библиотеки встроенного ПО с открытым исходным кодом под названием OpenTag , которая предоставляет разработчикам среду на основе «C» для быстрой разработки приложений 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 совершенно уникален по сравнению с другими сетями беспроводных датчиков (например, ZigBee) и активными вариантами RFID (например, проприетарными) в других местах. рынок сегодня. Несмотря на то, что OpenTag является проектом с открытым исходным кодом, люди не смогут использовать его бесплатно. По состоянию на август 2015 года нет никаких доказательств того, что OpenTag несет лицензионные отчисления, хотя текущие версии лицензии OpenTag, заархивированные 31 декабря 2013 г. на Wayback Machine , включают положение, разрешающее RAND лицензирование .
промышленности Поддержка полупроводниковой
Разработчики DASH7 получают поддержку со стороны полупроводниковой промышленности, включая множество вариантов: Texas Instruments , ST Microelectronics , Silicon Labs , Semtech и Analog Devices предлагают комплекты для разработки аппаратного обеспечения с поддержкой DASH7 или продукты «система на кристалле».
устройств и Интеграторы разработки комплекты
Многие компании являются членами DASH7 Alliance по производству оборудования, совместимого с DASH7:
- Члены Альянса DASH7
- Комплекты разработки DASH7
- Поставщики услуг DASH7. Архивировано 10 декабря 2015 г. на Wayback Machine.
Ссылки [ править ]
- ^ Информационные технологии. Идентификация и управление мобильными предметами , Британские стандарты BSI , получено 27 октября 2023 г.
- ^ Бачелдор, Бет (9 января 2008 г.). «Министерство обороны США выбирает четыре для RFID III» . RFID-журнал . Архивировано из оригинала 16 февраля 2009 года . Проверено 4 сентября 2009 г.
- ^ «Альтернативы маломощных глобальных сетей для Интернета вещей» . 15 сентября 2015 г.
- ^ Сеть вещей. «Новаторский мировой рекорд! Пакет LoRaWAN получен на расстоянии 702 км (436 миль)» . Сеть вещей . Проверено 16 мая 2019 г.
- ^ «Калькулятор потерь в свободном пространстве, бюджет канала 155 дБ (14 дБм при передаче, -141 дБм при приеме)» . Калькулятор потерь на пути в свободном пространстве . Проверено 16 мая 2019 г.
- ^ Исследовательская статья .
- ^ Стивенс, Январь (29 сентября 2013 г.). «Локализация роботов с помощью технологии DASH7I» . Университет Антверпена .
- ^ «ReadWrite – DASH7: использование сенсорной сети на смартфонах» . Архивировано из оригинала 12 июля 2012 г. Проверено 17 мая 2010 г.
- ^ Хэндли, Рич (6 июня 2023 г.). «Разместить гостевую статью в журнале RFID» . RFID ЖУРНАЛ . Архивировано из оригинала 15 апреля 2021 года.
- ^ «Протокол DASH7 Alliance версии 1.0» . Архивировано из оригинала 24 марта 2015 г. Проверено 8 декабря 2015 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Альянс DASH7
- Сравнение технологий маломощных глобальных сетей
- Стек OSS-7 с открытым исходным кодом , заархивировано 24 декабря 2019 г. на Wayback Machine.
- Вики OpenTag. Архивировано 6 декабря 2019 г. на Wayback Machine.
- Сравнение DASH7-LoRaWAN