Беспроводная самонастраивающаяся сеть контроллеров
для сбора телеметрии или RFID-мониторинга

Отличительной особенностью предлагаемого решения является то, что при малом энергопотреблении устройства поддерживают не только простые топологии сети («точка-точка», «дерево» и «звезда»), но и самоорганизующуюся и самовосстанавливающуюся ячеистую (mesh) топологию с ретрансляцией и маршрутизацией сообщений."

1. Назначение комплекса

Комплекс предназначен для

сбора телеметрической информации со стационарных и подвижных датчиков различной информации, оснащенных стандартными интерфейсами для сбора телеметрии, интерфейсом Ethernet IEEE-802.15, или портами, допускающими оснащение преобразователем интерфейса, т.е. USB, RS232 и RS485 и т.д.

Точка сбора информации также может быть как стационарной так и мобильной

Информация данных с датчиков выводится на экран компьютера, накладывается на схему контролируемого процесса / оборудования. Информация о состоянии, а также об истории состояний датчиков и оборудования видна оператору комплекса. Объем этой видимой информации регулируется правами доступа для различных групп операторов.

Для комплекса предусмотрено программирование выдачи различных комбинаций звуковых и световых сигналов о возникновении тревожных и нештатных ситуаций и нарушений в работе оборудования

контроля местоположения, идентификации и состояния носителя метки которыми могут быть:

сотрудники охраны выполняющих задачи патрулирования объектов и территорий
операторы в зонах повышенной ответственности (диспетчеры на морском, воздушном, железнодорожном транспорте, операторы энергоустановок)
дети, или иные граждане, для которых предусмотрено ограничение территории перемещения
животные на прогоне и выпасе, домашние питомцы
автопогрузчики на складах и зонах погрузки
особо ценные либо опасные грузы и пр.

Информация о месте носителя метки выводится на экран компьютера, накладывается на карту либо карту-схему контролируемой территории. Информация о состоянии, а также об истории состояний и положений метки видна оператору комплекса. Объем этой видимой информации регулируется правами доступа для различных групп операторов.

Для комплекса предусмотрено программирование выдачи различных комбинаций звуковых и световых сигналов о возникновении тревожных и нештатных ситуаций и нарушений в работе оборудования

2. Информационная сеть

Основа системы-сетевые контроллеры имеющие кроме интерфейса Ethernet IEEE -802.3af два раздельных радиочастотных канала, которые позволяют организовать самонастраивающуюся беспроводную информационную сеть шифрованной передачи данных. Контроллеры, по одному из этих каналов, строят сеть стандарта IEEE-802.15 ячеистой топологии (произвольная комбинация сегментов "точка-точка" и "звезда") в частототном диапазоне 2400—2483.5 МГц по задаваемым параметрам:

минимальное время отклика (кратчайшее расстояние);
минимальное затухание сигнала;
либо задается комбинация предыдущих двух параметров

Структура сети может перестраиваться в режиме реального времени в зависимости от:

изменения электромагнитной обстановки,
при необходимости установки дополнительных контроллеров
перемещении контроллеров
нарушения работоспособности какого-либо из контроллеров.

Все вышеназванные изменения не приводят к нарушению работоспособности сети или потере информационных пакетов. Вся информация о перестроениях в сети передается на контроллер-координатор сети, что позволяет своевременно получать сигнал о нарушениях в работе какого либо из контроллеров. Координатором сети может выступать любой контроллер.

В контроллерах установлены всенаправленные антены 2,3dbi. При необходимости перекрывать расстояния между контроллерами в несколько километров есть разъем для установки внешней антенны.

Второй канал контроллера используется для интерфейса с датчиками телеметрии либо для дальней RF-идентификации (RFID)

3. RF-идентификация

Система предназначена для работы с активными радиочастотными метками передающими в шифрованном виде информацию на частоте 2.4 ГГц.
Внешний вид метки без корпуса:

Система может строится как для меток работающих в активном режиме — постоянное излучение сигнала меткой, так и для ее пассивного поведения, когда метка излучает «квитанцию»-подтверждение своего присутствия в зоне поиска только при запросе контроллером ее уникального идентификационного кода.

Для использования шифров высокой криптостойкости при обмене данными между меткой и контроллером, когда несколько увеличивается потребления энергии, предусмотрена модификация метки с беспроводной индукционной подзарядкой аккумулятора.

Контроллер позволяет в режиме реального времени изменять чувствительность приемника, что дает возможность устанавливать дальность обнаружения RF-метки каждым контроллером в системе индивидуально.
При работе контроллера со встроенной всенаправленной антенной 2,3dbi эти значения будут в диапазоне от 5м и до более чем 200м. В штатном режиме емкости батарейки CR2032 хватает практически на год работы бирки

События, которые регистрирует контроллер:

появление метки в зоне обнаружения контроллера;
выход метки из зоны обнаружения;
метка статична (время при котором в случае неизменности затухания сигнала от метки к контроллеру принимается решение о статичности метки задается программно);
метка нарушила заданную траекторию движения (последовательность прохода контролируемых зон);
метка нарушила заданный временной график движения: слишком короткое или слишком долгое нахождение метки в зоне обнаружения, несвоевременность входа либо выхода из зоны;
кроме этого событием является отсутствие метки в зоне контроля, во временной интервал ее ожидания, заданный программно.

4. Управление внешними устройствами

Контроллеры оснащены реле типа «сухой контакт», которые могут использоваться для управления внешними устройствами, такими как видеокамера, шлагбаум, электромагнитный замок и пр. Тип события, которое приводит к замыканию/размыканию контакта задаются программно и индивидуально для каждого контроллера.

Программное обеспечение для мониторинга перемещения объектов с RFID метками по контролируемой территориии объекта можно посмотреть на страничке Whitestep, систему сбора и обрабоки телеметрии и управления на страничке cбор и обработка телеметрической информации через беспроводную самонастраивающуюся сеть контроллеров