Guten Abend,
ich arbeite im Moment an einem Projekt, in dem mehr als 20.000
Teilnehmer über ein Funksystem abgefragt werden sollen. Ich frage mich
welche Technologie ich wählen soll? Ich habe jetzt schon ein bisschen
geschaut und denk, dass so große Netze mit Zigbee zu lösen ist.
Zu Übertragung: jeder Endknoten soll jede Sekunde 8bit übertragen.
Eine Schwierigkeit ist jedoch noch, dass diese 8 bit Räumlich zugeordnet
werden müssen. Hierbei dachte ich daran, dass die Enddevices(RFD) nur
eine geringe Sendeleistung bekommen, und hierzu viele Router(FFD,
Position bekannt) aufgestellt werden.
Die Fragen die ich mir stelle sind:
Sind so große netze mit Zigbee überhaupt möglich? Möglich vielleicht! In
den Specs. hab ich gelesen, dass nis zu 64.000 RFD's möglich sind. Hat
jeder Router seine eigenen Zeitschlitze (time-slotted Verfahren)? Sodass
das abfragen in 1 sek. möglich ist? -> Wenn z.B. nur 250 pro FFD's
angesprochen werden.
Ist der Aufbau so großer netzte überhaupt realisierbar? -> Theoretisch
ok aber hat jemand schon mal praktisch so große Netze realisiert?
Vielen Dank für die Hilfe und entschuldigt den ganzen Text, es ist nur
nicht so einfach zu erklären :P.
Gruß
TIChris
In welchem Abstand befinden sich die Geräte? Das scheint mir die
wichtigste Frage. Denn wenn man deine Angaben etwas zusammenführt, sieht
mal lauter Probleme kommen...
TIChris schrieb:> ich arbeite im Moment an einem Projekt, in dem mehr als 20.000> Teilnehmer über ein Funksystem abgefragt werden sollen.> Zu Übertragung: jeder Endknoten soll jede Sekunde 8bit übertragen.
Wenn sowieso jeder jede Sekunde seine Daten in die Welt schicken soll,
warum willst du die einzelnen Teilnehmer dann noch auffordern und den
Funkkanal mit redundanter Abfragerei verstopfen. Da könnte man eher in
Richtung SOTDMA mit festen Zeitschlitzen oder CSTDMA gehen.
Aus 8bits werden erst mal mindestens 24 wegen dr Adressierung. Dann
kommt noch die Anfrage dazu. Das Ganze muss natuerlich synchron laufen.
Und auf nur einer frequenz, um guenstig zu sein. Um nicht alle
allesmithoeren lassen zu muessen, koennte man die leistung je nach
distanz absenken.
Erstmal danke für die ganzen Antworten!
Unbedarfter Beobachter schrieb:> Wenn sowieso jeder jede Sekunde seine Daten in die Welt schicken soll,> warum willst du die einzelnen Teilnehmer dann noch auffordern und den> Funkkanal mit redundanter Abfragerei verstopfen. Da könnte man eher in> Richtung SOTDMA mit festen Zeitschlitzen oder CSTDMA gehen.
Ja, da habe ich mich vllt. ein wenig falsch ausgedrückt! Ich dachte auch
eher an ein Zeitschlitzverfahren alla TDMA. Ist dies mit ZigBee nicht
möglich? Ich habe da was von Beacon-Verfahren gelesen? Nicht identisch?
Ich hatte mir gedacht dass jeder Router an seine RFD's einen Zeitschlitz
von 1ms vergibt, sodass ein Router bis zu 1000 RFD'S verwalten kann.
Wie gesagt ich habe noch nie mit ZigBee gearbeitet. Erscheint das
unrealistisch? Sync. wird jedoch nicht so einfach denk ich!
Abdul K. schrieb:> In welchem Abstand befinden sich die Geräte? Das scheint mir die> wichtigste Frage. Denn wenn man deine Angaben etwas zusammenführt, sieht> mal lauter Probleme kommen...
Da sehe ich auch die Probleme. Darum hier auch der Thread. Die Geräte
können innerhalb weniger Zentimeter zusammenliegen, bis mehrer Meter
auseinander liegen.
Darum war mein erster Gedanke auch IEEE.802.15.4. Jedoch sind hier
erstmal nur P2P bzw. P2MP möglich?? Da das Netz mitunter, wie gesagt,
sehr groß werden kann und ich zeitlich/erfahrungsmäßig erstmal nicht in
der Lage bin meine eigenen Layer für ein Stern-Netz aufzusetzen, dacht
ich eben an Zigbee. Zudem kann bei fester Platzierung der Router, eine
ungefähre Aussage über die Position getroffen werden.
Gruß TIChris
Über Zigbee weiß ich zu wenig. Aber das wirft die Frage nach der
Zulässigkeit deines geplanten Verfahrens auf. Nicht alles ist erlaubt.
Hier mußt du also die Vorschriften für deinen Anwendungsplatz beachten
(oder auch nicht).
Ich denke für Zigbee ist Jörg Wunsch kompetent. Hier zu finden.
Technisch:
Wenn du irgendeine Art von Synchronisation über die Zeit machst,
brauchst du keine 16Bit für die eigene Adresse mehr! Du könntest jede
Sekunde als Marker benutzen über eine netzweite Systemzeit und absoluten
Sekunden eben jeweils ein Gerät zuordnen. Vielleicht was mit DCF77 als
Taktgeber.
Ein rein zufällig stattfindende Kanalbelegung kann man bei der Menge
sich gegenseitig sehenden Teilnehmern jedenfalls komplett vergessen.
Dazu liest du am besten MACA von Phil Karn. Sehr erleuchtend.
Im Falle einer dezentralen Zugriffskontrolle:
Sollen Stationen als Repeater arbeiten, oder sich teils gegenseitig
nicht sehen, dann wird es nochmals erheblich komplizierter.
Hi,
hab mal nach deiner Empfehlung MACA von Phil Karn gelesen. Sehr
interessant :).
Zum Projekt: im Prinzip brauch ich auch nur sendende RFD's, denn es muss
keinerlei Kommunikation geben, bis auf Sync und Verbindungsaufbau. Die
RFD's bekommen jedoch im Betrieb keinerlei Daten mehr, welche
ausgewertet werden müssen. Aus dem Grund hast du recht, das ich nicht
unbedingt Adressen benötige. Jedoch ist es mir nicht möglich, ein
eigenes Protokoll aufzusetzen. Zur Sicherheit: Wenn hier und da mal
Pakete verloren gehen, spielt keine Rolle.
Gibt es nicht irgendein vorgefertigtes System/Protokoll? Ist der Aufbau
mit ZigBee möglich? Hat irgendeiner schon mal so große Netze aufgebaut
und kann aus Erfahrung berichten?
Viele Fragen :).
Schönen Sonntag allen!
Das AIS-Protokoll für Schiffspositionsfunk kann soweit ich gelesen habe
bis zu 2000 Schiffe gleichzeitig verkraften. Die synchronisieren ihre
Zeitschlitze mittels GPS. Jedes Paket ist nur 26 msec lang und wird alle
paar Sekunden ausgesendet.
http://de.wikipedia.org/wiki/Automatic_Identification_System
Mir ist kein Funksystem bekannt, wo sich wirklich gleichzeitig 20K
Geräte gleichzeitig sehen können - und ich kenne einige. Die
Wahrscheinlichkeit hier jemanden zu finden der das praktisch
ausprobierte, geht sicherlich gegen Null. Vielleicht gibts theoretische
Studien dazu <an Unis>. Mir fällt auch kein praktischer Anwendungsfall
dazu ein. Das größte was ich mir da noch vorstellen könnte wäre
Zählerablesen per Powerline. Das hört aber eigentlich immer am nächsten
Trafohäuschen auf. An einem Trafo hängen aber vielleicht max. 500
Teilnehmer. Kannst dir noch APRS reinziehen. Mit einem Byte wirds da
aber nix, da HDLC.
Bei Kabelsystemen findet man immer eine Art Switch, damit Netzsegmente
getrennt werden.
Die Frage die kommen mußte: Was machst du, was ist das für ein System?
Die Lösung ist eigentlich immer ein Mehrkanalsystem. Wie man sowas
optimal also billig auslegt, kannst du dir an den Mobilfunkstandards
ansehen.
TIChris schrieb:> Die Geräte> können innerhalb weniger Zentimeter zusammenliegen, bis mehrer Meter> auseinander liegen.
20000 Geräte innerhalb weniger Zentimeter? Oder ist das die Distanz der
einzelnen Geräte untereinander - was dann auch eine Gesamtdistanz von
50km einschlösse, wenn linear.
Wenn sich die Stationen funkmaessig sehen, die Ausdehnung des Feldes
hinreichend klein ist, und die Teinehmer adressiert sind, dann kann man
per Trigger und Selbstautoinkrement das Feld abfragen.
Ich sehe es auch so, das IEEE 802.15.4 deinen Anforderungen schon auf
unterster PHY-Ebene kaum gerecht wird, geschweige denn, wenn noch
ein dicker Protokoll-Stack drueber liegt.
Jede Sekunde ein Byte zu senden ist so ziehmlich der schlimmste
Uebertragungsfall. Eine aehnliche Debatte gabs schon mal hier:
http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&p=917893#917893
Die Uebertragung eines 1 Byte Payload-Rahmens auf 802.15.4 Ebene
dauert mit:
1
Modulation: OQPSK-250
2
TX frame duration: 576 us
3
PSDU length: 12 byte
4
MAC Header: 9 byte
5
MAC Footer: 2 byte
6
Payload: 1 byte
7
Netto data rate: 13.89 kbit/s
8
FCTL: 0x8841
- 0...2,24ms Backoff vor dem ersten CCA trial
- 128us for CCA measurement
- 576us to transmit.
Das CCA (clear channel assesment) koenntest du mit einem festen
Sendezeitraster evtl. noch eliminieren, aber das wuerde ich nicht
oben auf einem Stack wie einem MAC oder einem ZigBee-Stack
implementieren.
Die zuverlaessige Ortsbestimmung mittels Empfangsfeldstaerke ist
hier und bei avrfreaks auch schon mehrfach als unmachbar eingestuft
worden, vor allem Indoor kann man es aufgrund von Reflektionen komplett
vergessen.
Wenn deine (mobilen) Sendestationen zudem noch wandelnde Wassersaeulen
sind (= Instanzen der Klasse Saeugetier), dann hast du noch ein Problem
mit der Abstrahlung der Funkwellen bei 2.4 GHz, die Sendestationen
muessten sich dann am Design der Teletubbies orientieren.
Sorry fuer den vielen Optimismus, aber technisch stoesst das
Projekt-Konzept hier an harte physikalische Grenzen.
Wenn die festen Knotenpunkte untereinander verkabelt werden können,
spart man sich das Routing "over the air" zu einem einzelnen
Koordinator. Dort würde ich bei 20000 Teilnehmern sonst einen
Engpass sehen. 20000 Endgeräte auf vielleicht 20 Auflaufpunkte
treffen zu lassen (und von da per Kabel weiter) dürfte schon eher
gehen. Von Zigbee-Netzen mit 1000 Teilnehmern wurde schon praktisch
berichtet, und wenn du kein Routing brauchst, kannst du auch ohne
Netzwerkschicht (das ist die unterste der Zigbee-Schichten) auskommen.
Aber wie Axel schon schrieb: rein RSSI-basierte Ortung funktioniert
nicht bzw. nur sehr grob. Wenn du wirklich die Endgeräte einigermaßen
genau lokalisieren willst, steigerst du damit die Anforderungen nochmal
erheblich.
Ich verstand es so, daß diese Orts-Positionen genau bekannt sind bzw.
keine Rolle spielen. Über den Inhalt des Bytes wurde leider keine
Aussage getroffen.
Auch wozu mal wieder keinerlei Aussage. Also wieder ein
strenggeheimnises Ufo-Projekt.
Die lebenden Wassersäulen sind übrigens bei ca. 150MHz resonant. Das hat
man auch schon genutzt. Die meisten Ideen waren schonmal da ;-)
Abdul K. schrieb:> Die lebenden Wassersäulen sind übrigens bei ca. 150MHz resonant.
Ich dachte eher, dass die erste Resonanzstelle der Wassermoleküle
irgendwo im Bereich von 10 oder noch mehr GHz liegt? Steht irgendwo
bei Wikipedia, kann man nachlesen.
Der Punkt ist ja nur, dass diese Wassersäulen einfach genug Strahlung
bei 2,4 GHz absorbieren (siehe Mikrowellenofen), als dass man mit
einer einfachen Signalstärkebetrachtung dann keine Aussagen mehr über
die Entfernung des Senders vom Empfänger vornehmen kann.
Du redest von den Wassermolekülen. Da gibts ne Unzahl von
Anregungszuständen irgendwo im GHz-Bereich. 60 GHz wird ja wohl für
zukünftige WLANs verwendet werden. Viel Dämpfung ermöglicht viele
Transceiver auf engem Raum.
Der Mensch resoniert bei 150MHz als Dipol. Die Kopplung muß in
Gürtelhöhe erfolgen. Ein Pager mit Ferritantenne dort angebracht, voila
...
