АНТ (сеть)
 | |
| Разработано | АНТ Беспроводная связь |
|---|---|
| Представлено | 2003 |
| Промышленность | Беспроводные сенсорные сети |
| Физический диапазон | 100 м |
| Веб-сайт | www |
ANT (происходит от Adaptive Network Topology) — это запатентованная (но с открытым доступом ) технология многоадресной беспроводной сенсорной сети , разработанная и продаваемая ANT Wireless (подразделение Garmin Canada). [1] Он предоставляет персональные сети (PAN), в первую очередь для трекеров активности . ANT был представлен компанией Dynastream Innovations в 2003 году, за ним последовал стандарт малой мощности ANT+ в 2004 году, прежде чем Dynastream был куплен Garmin в 2006 году. [2]
беспроводной связи ANT определяет стек протоколов 2,4 ГГц , который позволяет оборудованию, работающему в диапазоне ISM , взаимодействовать, устанавливая стандартные правила сосуществования, представления данных, сигнализации, аутентификации и обнаружения ошибок . [3] Концептуально он похож на Bluetooth low Energy , но ориентирован на использование с датчиками.
По состоянию на ноябрь 2020 года [update] На веб-сайте ANT перечислено почти 200 брендов, использующих технологию ANT. [4] Samsung и, в меньшей степени, Fujitsu , HTC , Kyocera , Nokia и Sharp добавили встроенную поддержку (без использования USB-адаптера) в свои смартфоны, причем Samsung начала поддержку с Galaxy S4 и прекратила поддержку с линейкой Galaxy S20 . [5] [6] [7]
Обзор
[ редактировать ]с питанием от ANT Узлы могут одновременно выступать в качестве источников или приемников в беспроводной сенсорной сети . Это означает, что узлы могут действовать как передатчики, приемники или трансиверы для маршрутизации трафика к другим узлам. Кроме того, каждый узел способен определять время передачи на основе активности своих соседей. [3]
Техническая информация
[ редактировать ]ANT можно настроить на длительное пребывание в режиме сна с низким энергопотреблением (потребление тока порядка микроампер), кратковременное пробуждение для связи (когда потребление возрастает до пика 22 мА (при -5 дБ ) во время приема и 13,5 мА (при -5 дБ) во время передачи) [8] и вернитесь в спящий режим. Среднее потребление тока при низкой скорости передачи сообщений на некоторых устройствах составляет менее 60 микроампер. [8]
Каждый канал ANT состоит из одного или нескольких передающих узлов и одного или нескольких приемных узлов, в зависимости от топологии сети. Любой узел может передавать или получать, поэтому каналы являются двунаправленными. [9]
ANT поддерживает три типа обмена сообщениями: широковещательный, подтвержденный и пакетный. Широковещательная рассылка — это односторонняя связь от одного узла к другому (или нескольким). Принимающий узел(ы) не передает подтверждения, но принимающий узел все равно может отправлять сообщения обратно передающему узлу. Этот метод подходит для сенсорных приложений и является наиболее экономичным методом работы. [9]
Подтвержденное сообщение подтверждает получение пакетов данных . Передатчик информируется об успехе или неудаче, хотя повторных передач не происходит. Этот метод подходит для управления приложениями. [9]
ANT также можно использовать для пакетной передачи сообщений; это метод передачи нескольких сообщений, использующий всю полосу пропускания данных и работающий до завершения. Приемный узел подтверждает получение и сообщает о поврежденных пакетах, которые передатчик затем повторно отправляет. Пакеты имеют порядковые номера для отслеживания. Этот метод подходит для передачи блоков данных, где целостность данных имеет первостепенное значение. [9]
Сравнение с другими протоколами
[ редактировать ]ANT был разработан для сенсорных сетей с низкой скоростью передачи данных и низким энергопотреблением, концептуально аналогично (но не совместимо с) Bluetooth с низким энергопотреблением. [3] Это контрастирует с обычным Bluetooth , который был разработан для приложений с относительно высокой скоростью передачи данных, таких как потоковая передача звука для гарнитур с низким энергопотреблением.
ANT использует адаптивную изохронную передачу [10] чтобы позволить множеству устройств ANT одновременно взаимодействовать без помех друг от друга, в отличие от Bluetooth LE, который поддерживает неограниченное количество узлов через скаттернеты и широковещательную передачу между устройствами.
| НА | Z-Wave | Bluetooth | Bluetooth ЛЭ | Зигби | |
|---|---|---|---|---|---|
| Стандартизация | Собственный | Собственный | Стандартный | Стандартный | Стандартный |
| Топологии | Точка-точка, звезда, дерево, сетка [3] | сетка | Точка-точка, скаттернет | Точка-точка, звезда, сетка | сетка |
| Группа | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц и 900 МГц (незначительно варьируется в зависимости от страны) | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц | 2,4 ГГц (+ субГГц для Zigbee PRO) |
| Диапазон | 30 метров при 0 дБм [11] | 10-100 метров | 1–100 метров | 10–600 метров в воздухе (Bluetooth 5) | 10–100 метров |
| Максимальная скорость передачи данных | Вещание/Подтверждение - 200 Гц [12] × 8 байт × 8 бит = 12,8 кбит/с Пакетный режим - 20 кбит/с [12] | 100 кбит/с | 1-3 Мбит/с [11] | 125 кбит/сек, 250 кбит/сек, 500 кбит/сек, 1 Мбит/сек, [11] 2 Мбит/с (Bluetooth 5 PHY-скоростей) | 250 кбит/с (на частоте 2,4 ГГц) |
| Пропускная способность приложения | От 0,5 Гц до 200 Гц (8 байт данных) [12] | 0,7-2,1 Мбит/с [11] | 305 кбит/с [11] (Блютуз 4.0) | ||
| Максимальное количество узлов в пикосети | 65533 на общий канал (8 общих каналов) [11] | 232 устройства в сети | 1 сток и 7 активных датчиков, более 200 неактивных [11] | 1 сток и 7 датчиков (но скаттернет безлимитный), [11] сетка - 32767 [13] | звезда - 65536 [11] |
| Безопасность | AES-128 и 64-битный ключ | АЭС-128 | 56-128-битный ключ | АЭС-128 | АЭС-128 |
| Модуляция | ГФСК | ФСК | ГФСК | ГФСК | ОКПСК |
Помехоустойчивость
[ редактировать ]Bluetooth, Wi-Fi и Zigbee используют расширения спектра с прямой последовательностью (DSSS) и расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты схемы (FHSS) соответственно для поддержания целостности беспроводного соединения. [14]
ANT использует технологию адаптивной изохронной сети для обеспечения сосуществования с другими устройствами ANT. Эта схема обеспечивает возможность каждой передачи происходить в свободном от помех временном интервале в пределах определенной полосы частот. Радиостанция передает сообщение за менее 150 мкс, что позволяет разделить один канал на сотни временных интервалов. Период обмена сообщениями ANT (время между передачей данных каждым узлом) определяет количество доступных временных интервалов. [15] [ нужна ссылка ]
АНТ+
[ редактировать ]ANT+, представленный в 2004 году как «первый стандарт беспроводной связи со сверхнизким энергопотреблением», [2] — это функция взаимодействия, которую можно добавить к базовому протоколу ANT. Эта стандартизация позволяет объединить близлежащие устройства ANT+ в сеть, чтобы облегчить открытый сбор и интерпретацию данных датчиков. Например, устройства для мониторинга фитнеса с поддержкой ANT+, такие как пульсометры, шагомеры, мониторы скорости и весы, могут работать вместе для сбора и отслеживания показателей производительности. [16]
ANT+ разработан и поддерживается альянсом ANT+ Alliance, которым управляет ANT Wireless, подразделение Dynastream Innovations, принадлежащее Garmin . [17] ANT+ используется в линейке оборудования для фитнес-мониторинга Garmin. Он также используется Garmin's Chirp, устройством геокэшинга , для регистрации и оповещения ближайших участников. [18]
Устройства ANT+ требуют сертификации от ANT+ Alliance для обеспечения соответствия стандартным профилям устройств. Каждый профиль устройства имеет значок, который можно использовать для визуального сопоставления совместимых устройств, использующих одни и те же профили устройств. [4]
Спецификация ANT+ общедоступна. На DEF CON 2019 хакер Брэд Диксон продемонстрировал инструмент для модификации данных ANT+, передаваемых через USB, для мошенничества при виртуальной езде на велосипеде. [19]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Garmin совершенствует свою продукцию для здоровья и фитнеса благодаря приобретению Dynastream» . Информационная неделя . 12 января 2006 г.
- ^ Jump up to: а б Фахми, Хосам Махмуд Ахмад (2 марта 2016 г.). Беспроводные сенсорные сети: концепции, приложения, эксперименты и анализ . Спрингер. ISBN 9789811004124 .
- ^ Jump up to: а б с д Лу Френцель (29 ноября 2012 г.). «В чем разница между Bluetooth Low Energy и ANT?» . Дизайн электроники .
- ^ Jump up to: а б «Каталог» . ThisIsANT.com . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ «Справочник – ЭТО МУРАВЬ» . thisisant.com . Проверено 9 февраля 2023 г.
- ^ «GALAXY S4 (Android 4.3 и выше) — ЭТО ANT» . thisisant.com . Проверено 9 февраля 2023 г.
- ^ «Серия Galaxy S20 (США) — ЭТО МУРАВЬ» . thisisant.com . Проверено 9 февраля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Цифры Nordic Semiconductor для nRF24AP1» . Северный полупроводник. Архивировано из оригинала 29 октября 2007 года . Проверено 11 декабря 2007 г.
- ^ Jump up to: а б с д Хсиби, Сабри; Идуди, Ханен; Ван Ден Босше, Адриен; Сайдан, Лейла Аззуз (2013). «Презентация и анализ новой технологии маломощной беспроводной сенсорной сети» (PDF) . Международный журнал цифровой информации и беспроводной связи . 3 (1): 75–86. [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Общественный патентный поиск | USPTO» . Архивировано из оригинала 26 июня 2018 года.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Аасебё, Томас. «Конспекты лекций по беспроводной связи ближнего радиуса действия, Bluetooth, Zigbee и ANT+» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 года . Проверено 28 апреля 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Это ANT — общие часто задаваемые вопросы» .
- ^ «Глоссарий терминов Bluetooth Mesh — ограничения» . bluetooth.com . Проверено 19 июля 2017 г.
- ^ Вудингс, Райан; Герриор, Марк (1 июля 2006 г.). «Предотвращение помех в ISM-диапазоне 2,4 ГГц» . ЭЭ Таймс .
- ^ http://dkc1.digikey.com/us/en/tod/Dynastream/Protocol-Basics_NoAudio/Protocol-Basics_NoAudio.html [ нужна полная цитата ] [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Описание вариантов подключения» . ANT+ Объяснение. 27 октября 2015 г.
- ^ «О нас — ЭТО МУРАВЬ» . thisisant.com . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ «Чирп Garmin и альянс ANT+ | Поддержка Garmin» . support.garmin.com . Архивировано из оригинала 6 августа 2020 года . Проверено 25 апреля 2019 г.
- ^ Диксон, Брэд (2019). «Жульничество в киберспорте. Как жульничать в виртуальном велоспорте — конференция DEF CON 27» . ЗАЩ КОН. Архивировано из оригинала 15 декабря 2021 года . Проверено 23 января 2020 г. - через YouTube.