ОКАРИ

Логотип Окари

OCARI ( Открытый . специальных протокол связи для надежных промышленных 802.15.4 приборов ) — это протокол связи низкоскоростных беспроводных персональных сетей (LR-WPAN), основанный на стандарте IEEE Он был разработан следующим консорциумом в рамках проекта OCARI, финансируемого Французским национальным исследовательским агентством (ANR):

• Электричество Франции , руководитель проекта
• DCNS
• Единые-РФ Технологии, Телит РФ
• Тулузская лаборатория технологии и системной инженерии (LATTIS)
• Лаборатория информатики, моделирования и оптимизации систем (ЛИМОС)
• Национальный институт исследований в области компьютерных наук и автоматизации ( INRIA )
• Лаборатория компьютерных исследований

После завершения проекта Агентства EDF и INRIA продолжали работать вместе с BeamLogic над индустриализацией OCARI.

Требования к дизайну

OCARI был разработан с учетом следующих технических требований:

• Работает на стандартных платформах IEEE 802.15.4, использующих микроконтроллер Cortex M3 и трансивер Atmel AT86RF233/231.
• Обеспечение ячеистой сети с возможностью самонастройки и возможностью энергосбережения для работы от батареи.
• Возможность поддержки большого количества приборов (датчиков и исполнительных механизмов) для каждого приложения на одной и той же аппаратной платформе, что обеспечивает возможность взаимозаменяемости.

Функции

OCARI отличается от таких протоколов, как Zigbee , WirelessHART и Isa100.11a , следующими характеристиками:

• Энергоэффективная проактивная и адаптивная маршрутизация (путь к приемнику имеет минимальные затраты энергии, новые каналы создаются автоматически при разрыве существующих и сохраняются только симметричные каналы) и балансировка нагрузки узлов маршрутизатора (узел, имеющий самая высокая остаточная энергия динамически выбирается среди соседей с одним переходом).
• Распределенная синхронизация рабочего цикла на основе многошаговой детерминированной синхронизации узлов с использованием каскадных маяков. Позволяет определить период сна всех узлов сети для энергосбережения.
• Механизм планирования активности, основанный на распределенном алгоритме раскраски с тремя переходами, который минимизирует количество цветов (заранее зарезервированные слоты). Благодаря этому механизму можно получить дополнительную экономию энергии из-за отсутствия коллизий, и узел просыпается в своем слоте, если у него есть данные для передачи, и в слотах своих соседей с 1 переходом, если у него есть данные для приема, а остальное переходит в режим ожидания. того времени
• Пространственное повторное использование временных интервалов (сосед с 4 переходами может повторно использовать один и тот же цвет, поэтому осуществляется передача в одно и то же время). Это облегчает масштабируемость сети для каждого приложения.
• Поддержка узла мобильной сети: мобильный узел не имеет цвета, он отправляет свои данные ближайшему (в RSSI) цветному устройству.

Операционный цикл OCARI разделен на пять периодов:

• [T0-T1]: многоинтервальная детерминированная синхронизация узлов с использованием каскадных маяков.
• [T1-T2]: передача сообщений и сигнальных данных по конкуренции (CSMA/CA).
• [T2-T3]: передача сообщений данных без коллизий (сбор) в цветных слотах (оптимизированный TDMA).
• [T3-T4]: Передача сообщений данных без коллизий (распространения) в цветных слотах.
• [T4-T0]: Сон

Топология сети OCARI организована следующим образом:

• Координатор (эквивалент «координатора PAN IEEE 802.15.4»): глобальный координатор инструментального кластера. Его роль заключается в инициировании сети и управлении ею: выделении сетевых адресов, управлении сетевым доступом и точках доступа к сети кластера.
• Маршрутизатор участвует в ретрансляции иерархического дерева (с TTL), когда цвета еще не назначены, и в специальной маршрутизации, когда цвета получены.
• Мобильное устройство не выполняет ретрансляцию, в качестве ретранслятора используется цветное устройство.

Куча

Приложения

OCARI был разработан для удовлетворения потребностей пользователей в средах с ограничениями, возникающих на электростанциях и военных кораблях. Типичные области применения OCARI:

• мониторинг в режиме реального времени Дозиметрический .
• Мониторинг радиационной защиты в режиме реального времени с помощью мобильных радиометров .
• Обнаружение пожара.
• Наблюдение за машинами и оборудованием для профилактического обслуживания.
• Мобильные приборы для испытаний и измерений в периоды простоев.
• Разомкнутое управление.

Поддерживаются модули IEEE 802.15.4

• Dresden Electronik deRFsam3-23T09-3/23M09-3: Atmel SAM3S и Atmel AT86RF233
• Adwave Adwrf24-LRS: Atmel SAM3S и Atmel AT86RF233 в сочетании с микросхемой LNA

См. также

• Сравнение радиомодулей 802.15.4

Ссылки

• (на английском языке) Халдун Аль Ага, Марк-Анри Бертен, Туан Данг, Александр Гиттон, Паскаль Мине, Тьерри Валь и Жан-Батист Виолле, «Какая беспроводная технология для промышленных беспроводных сенсорных сетей? Развитие технологии OCARI», IEEE Transactions on Промышленная электроника, Vol. 56, № 10, октябрь 2009 г.
• (на английском языке) OCARI: Беспроводная сенсорная сеть для промышленных сред, ERCIM News 101, апрель 2015 г.

Внешние ссылки

• (на английском языке) Репозиторий OCARI Gitlab