Wavenis


Статус статьи

Не проверено экспертами


Назначение

Wavenis беспроводная технология, которая находит свое применение в таких приложениях, как энергопотребление, домашняя автоматизация устройств освещения и механическое управление температурой, мониторинг и контроль влажности, мониторинг уровня объема и давления, а также портативные вычислительные устройства для сбора данных и управления запасами. Она имеет дальность до 200 м и может достичь скорости передачи данных 4,8 кбит в 100kbps.


Общие сведения

Как ZigBee и Z-Wave решения, Wavenis позволяет проводить удаленный мониторинг в режиме реального времени и контроль широкого диапазона параметров либо под бдительным надзором компьютера или человека.


Актуальность использования

Возможность работать несколько лет от простой батарейки без ее замены

Устройства, разработанные для измерений, передачи данных и обеспечения беспроводной связи должны непрерывно работать от батарейки несколько лет, что существенно снижает затраты на их обслуживание. Устройства Wavenis отличаются сверхнизким энергопотреблением со средним рабочим током около 10 мкА и периодом в 1 с, что позволяет им работать до 15 лет без замены элемента питания.

Работа в нелицензируемом диапазоне ISM

Устройства Wavenis работают в нелицензируемых диапазонах ISM (Industrial, Scientific, Medical), которым соответствуют частоты 433, 868 и 915 МГц. Этот факт очень удобен, так как позволяет избежать длительных, дорогостоящих процедур по получению разрешения на эксплуатацию устройства. К тому же частоты менее гигагерца не так сильно загружены, как, например, диапазон 2,4 ГГц, в котором работают Bluetooth и Wi-Fi.

Возможность работы с несколькими датчиками

Технология Wavenis поддерживает возможность снятия и передачи показаний с нескольких однотипных датчиков. Например, если датчики температуры находятся на близком расстоянии, их можно присоединить к одному модулю Wavenis. Это позволяет снизить общие затраты на создание сети.


Миниатюрность

Размеры приемопередатчика Wavenis составляют всего 15×25 мм, что позволяет создавать на его основе миниатюрные устройства.


Эффекты от внедрения (использования)



Принцип функционирования

Скрытые устройства требуют большой энергетической мощности радиоканала

Большая дальность действия необходима для сетей, в которых узлы находятся на расстояниях до 1000 метров прямой видимости и 200 метров в помещении, либо в условиях сильного затухания сигнала, например, когда устройства скрыты или встроены. Радиоприемник Wavenis использует частоту 50 кГц, обеспечивая при этом скорость передачи данных до 19,2 кбит/c. Чувствительность приемника превосходит — 110 дБм, в то время как выходная мощность передатчика достигает +15 дБм. Соответственно, выходная мощность радиоканала Wavenis составляет 125 дБ, что обеспечивает компенсацию сильного затухания сигнала и надежную работу даже в условиях скрытой установки устройств.

Надежность и безопасность

Для обеспечения безопасности, надежности и низкого энергопотребления в технологии Wavenis используются сложные механизмы обработки данных.

Одним из них является применение технологии модуляции с разбросом по частоте (FHSS), при которой данные разбиваются на пакеты и передаются отдельно на несущей частоте, которая скачкообразно изменяется в последовательности, известной только передатчику и приемнику. Постороннему же приемнику передача по протоколу FHSS представляется кратковременными импульсными шумами.

Другой механизм — предварительной коррекции ошибок (FEC) — заключается в том, что в передаваемый сигнал добавляются избыточные биты, чтобы приемник мог даже при искажении части сигнала вычислить всю исходную информацию, анализируя уцелевшие данные.

Еще один механизм обеспечения надежности связи — чередование данных (BCH кодирование), при котором информация перед отправкой пакетов кодируется. В результате, даже при частичном повреждении пакета имеется возможность восстановить его последовательные биты.

Гауссовская частотная модуляция (GFSK) — еще одна технология, которая обеспечивает высокую помехоустойчивость и надежную работу в помещениях.


Двусторонняя связь по той же цене

Технология Wavenis позволяет создать двусторонний беспроводной канал связи, по стоимости и энергопотреблению соответствующий традиционным односторонним решениям. Двусторонняя связь позволяет оптимизировать и облегчить управление большими сетями:

  • использование QoS (Quality of Service);
  • обратная связь, управление оповещениями (ошибки, повреждение кабеля, низкий заряд батареи);
  • программирование параметров;
  • гибкость в добавлении, замене и удалении устройств.

Работа в различных режимах

Устройства Wavenis могут работать в различных режимах — каждый с каждым (point-to-point), широковещательном (broadcast), режиме поллинга (polling) и, наконец, в ретрансляционном (relay) режиме.

Режим поллинга позволяет эффективно снизить энергопотребление на конечных узлах, когда информация запрашивается с большого количества устройств.

Ретранслирование позволяет использовать любое устройство Wavenis в качестве репитера, то есть для передачи сигнала между двумя другими устройствами. Это является простым решением при необходимости увеличения дальности функционирования системы.


Опыт применения

Компания Coronis Systems предоставляет клиентам три варианта использования технологии Wavenis.

Для конечных потребителей и системных интеграторов выпускается ряд готовых устройств автоматического считывания показаний счетчиков и датчиков, в качестве примера которых можно привести модули считывания информации Waveflow, Wavetherm, Wavesense, сетевой концентратор Wavehub, репитер Wavetalk, интерфейсный модуль Wavecell и др. На их основе строятся эффективные законченные решения, используемые для удаленного мониторинга данных. Автономные модули компании Coronis Systems могут использоваться с целым рядом стандартных промышленных датчиков, например, цифровыми датчиками температуры PT100, PT1000, Dallas 18S20 и др.

Для производителей оборудования компания Coronis Systems выпускает OEM модули Wavecard вместе с программным обеспечением и средствами разработки. Они применяются для сборки собственной продукции и индивидуальных коммуникационных решений в сферах домашней автоматизации, освещения, управления доступом, устройствах термостатирования, систем безопасности, медицины, радиочастотной идентификации, промышленных систем сбора данных и пр.

Для разработки и серийного производства новых устройств на основе технологии Wavenis можно использовать программу лицензирования компании Coronis Systems, которая является идеальным решением при объемах производства, достигающих 50 тыс. единиц продукции. Для этого может применяться модуль Wave front и непосредственно чип Wavenis. Сейчас по такой лицензии выпускаются метеорологические станции, бытовые системы сигнализации, беспроводные регуляторы освещения и пр.


Ссылки


Архитектурные кейсы, связанные с технологией