Устройство открытия дверей и окон схемотехника центр со встроенным радиомодемом nb iot

Обновлено: 16.05.2024

Особенности использования NB-IoT-модулей Quectel

Quectel Wireless Solutions одна из первых компаний, которая вывела на мировой рынок модули NB-IoT является .
Системы NB-IoT уже получили широкое распространение по всему миру. Устройства Quectel имеют небольшой форм-фактор, малое энергопотребление и характеризуются простой интеграции, доступностью и возможностью работы в жестких условиях эксплуатации.

Модули NB-IoT производства компании Quectel поддерживают несколько режимов энергосбережения, позволяющих существенно экономить заряд батареи и сохранять работоспособность в течение длительного периода времени.

Особенности использования NB-IoT-модулей Quectel


Системы NB-IoT уже сейчас получили широкое распространение по всему миру, а сама технология является одной из наиболее перспективных. Среди ведущих производителей NB-IoT-модулей одно из первых мест занимает компания Quectel, создающая устройства, которые имеют небольшой форм-фактор, малое энергопотребление и характеризуются простой интеграции, доступностью и возможностью работы в жестких условиях эксплуатации.

Появление стандарта LTE позволило значительно ускорить беспроводную передачу данных в мобильных устройствах. Однако использование данной технологии для построения IoT-систем во многом является нецелесообразным. Данный аспект связан не только с отсутствием в большинстве таких систем потребности в высокой скорости передачи (как правило, достаточно скорости 100…200 кбит/с), но и с необходимостью наличия у IoT-устройств таких качеств как:

  • малое энергопотребление, позволяющее устройствам работать от одного заряда аккумулятора несколько лет;
  • отсутствие проблем при высокой плотности размещения устройств IoT (до 1 млн на 1 км 2 );
  • возможность использования инфраструктуры существующих сетей сотовой связи при минимуме их модернизации;
  • бюджетность модулей.

Исходя из этих, а также ряда других требований, консорциум 3GPP стандартизовал три новые технологии, подходящие для использования в IoT:

  • eMTC (LTE-M, LTE Cat. M1) – технология на основе LTE, предназначенная для мобильных устройств с небольшими объемами передаваемых данных;
  • NB-IoT (Narrow Band IoT, Cat NB1) – технология на основе LTE, предназначенная для стационарных устройств с малыми объемами передаваемых данных и низким энергопотреблением;
  • EC-GSM – технология, представляющая собой эволюцию сетей GSM с прицелом на использование в IoT.

В таблице 1 приведены сравнительные характеристики рассмотренных выше технологий, основанные на данных 3GPP.

Таблица 1. Сравнение технологий передачи данных для IoT

Параметр eMTC
(LTE Cat. M1)
NB-IoT
(Cat NB1)
EC-GSM
Частотный диапазон В полосе лицензируемых частот FDD, TDD LTE (in-band) Три варианта размещения:
1) in-band LTE;
2) guard-band;
3) LTE, standalone в полосе частот FDD LTE
Только на частотах GSM (standalone)
Покрытие, дБм 155,7 164 164
Радиус действия, км До 11 До 15 До 15
Ширина полосы 1,08 МГц 180 кГц 200 кГц на канал, типичная полоса – 2,4 МГц
Скорость передачи данных, макс., кбит/с 1000 200 70
Режим работы Дуплекс, полудуплекс Полудуплекс Полудуплекс
Мобильность объекта Допускается Ограничена Ограничена
Режимы энергосбережения PSM, DRX, eDRX PSM, DRX, eDRX PSM, DRX
Излучаемая мощность, дБм 23 и 20 23 33 и 23
Необходимость модернизации сети Требуется Для ряда производителей требуется только обновление ПО Требуется

Как видно из таблицы 1, преимуществами eMTC являются высокая скорость передачи данных и мобильность, что позволяет использовать модули eMTC для мониторинга движущихся объектов. NB-IoT, в свою очередь, имеет лучшее покрытие и существенно меньшую ширину полосы пропускания, позволяющую использовать защитные интервалы и тем самым никак не влиять на емкость LTE-сети. Кроме того, некоторые производители оборудования сообщают, что модернизация сетей LTE для работы с NB-IoT потребует только обновления программного обеспечения без необходимости изменения аппаратной части устройств, что существенно сократит затраты для операторов сети. NB-IoT ориентирован на неподвижные (стационарные) приложения, так как не поддерживает автоматическое переключение между сотами (handover). При перемещении в другую соту устройству NB-IoT придется снова регистрироваться в сети.

NB-IoT и eMTC получили широкое распространение по всему миру, причем в ряде стран, таких как Россия, Китай, ЮАР, страны Восточной Европы, технологии NB-IoT отдается приоритет (рисунок 1). Тем не менее, существует мнение, что в недалеком будущем обе технологии – и NB-IoT, и eMTC, – будут развернуты повсеместно.

Рис. 1. Карта распределения технологий eMTC и NB-IoT

Рис. 1. Карта распределения технологий eMTC и NB-IoT

Технология NB-IoT

NB-IoT относится к стандарту LPWA (Low Power Wide Area), предназначенному для приложений M2M (Machine-to-Machine), которые требуют низкоскоростной передачи данных и работы в автоматическом режиме в течение длительного периода времени, например, таких как автоматический сбор показаний со счетчиков, датчиков, дистанционное управление уличным освещением и так далее (рисунок 2).

Преимуществами использования NB-IoT является малое энергопотребление модулей (при использовании режимов энергосбережения PSM и DRX/eDRX), большой энергетический потенциал линии связи (164 дБ), относительно низкая стоимость и постоянно расширяющаяся зона покрытия.

Рис. 2. Области применения NB-IoT-систем

Рис. 2. Области применения NB-IoT-систем

На территории Российской Федерации, согласно решению ГКРЧ от 28 декабря 2017 года, для NB-IoT могут использоваться следующие полосы частот:

Исключение касается частот 453…453,15 и 463…463,15 МГц на территории Москвы и Московской области.

Несмотря на широкий перечень допустимых для работы частот (по сути, для NB-IoT доступны все частотные диапазоны, которые когда-либо использовались для построения сетей сотовой связи), операторы, занимающиеся построением NB-IoT-систем, используют лишь некоторые из них:

  • компания Мегафон использует диапазон B8 (UL: 880…915 МГц, DL: 925…960 МГц);
  • компании МТС, Билайн, Теле2 – диапазоны B20 (UL: 832…862 МГц, DL: 791…821 МГц) и B3 (UL: 1710…1785 МГц, DL: 1805…1880 МГц).

Таким образом, наиболее актуальными диапазонами NB-IoT для РФ можно считать B20, B8 и B3.

NB-IoT-модули производства Quectel

Если с операторами и диапазонами все более-менее понятно, то что насчет аппаратной части? Одним из наиболее перспективных производителей NB-IoT-модулей на сегодняшний день является основанная в 2009 году компания Quectel Wireless Solutions, или просто Quectel. Quectel является мировым лидером в области производства модулей для сотовой связи и одной из первых компаний, представивших собственные NB-IoT-модули на мировом рынке. На сегодня компанией изготовлено свыше 2 млн модулей NB-IoT. Модули производства Quectel характеризуются компактными размерами, малым энергопотреблением, простой интеграцией, доступностью и возможностью работы в жестких условиях эксплуатации. Головной офис компании находится в Шанхае (Китай), однако она также имеет региональные представительства в Италии, Франции, Дании, России, Польше, Израиле, США, Бразилии, Австралии, Сингапуре, Южной Корее, Индии и других странах.

Условно модули NB-IoT производства Quectel можно разделить по фирме/производителю чипсета. Основными сериями данных модулей на сегодняшний день являются:

  • BG95, BG96, BG77, BG600L-M3, BC660K-GL – чипсет Qualcomm;
  • BC66, BC66-NA – чипсет Mediatek;
  • BC95-G, BC68, BC950V-GL, BC680V-GL – чипсет HISILICON;
  • BC92, BC65 – чипсет UNISOC.

Стоит отметить, что почти для каждой серии есть варианты модулей, выполненные в конструктиве pin-to-pin и позволяющие с наименьшими затратами заменять старые модули на модули следующего поколения.

Более подробные характеристики NB-IoT-модулей Quectel приведены в таблице 2.

Таблица 2. Характеристики NB-IoT-модулей производства компании Quectel

Наимено-
вание
Чипсет Поддержи-
ваемые технологии
Поддержи-
ваемые
диапазоны, МГц
Напряжение питания, В Энерго-
потребление
Корпус, размер (ДхШхВ), мм Особенности
модуля
BG96 Qualcomm MDM9206 Cat M1, Cat NB1, EGPRS Cat M1/NB1: B1, B2, B3, B4, B5, B8, B12, B13, B18, B19, B20, B25, B26, B28, B39;

Как видно из таблицы 2, практически все модули производства Quectel поддерживают фирменную технологию QuecOpen. Благодаря данной технологии модуль может выполнять роль основного процессора в приложении. QuecOpen прекрасно подходит для решений, не требующих большой вычислительной мощности и позволяет в значительной степени упростить процесс проектирования аппаратного и программного обеспечения, снизить стоимость конечного продукта, а также уменьшить его габариты и потребляемую мощность.

Другой фирменной технологией, также заслуживающей внимания, является QuecLocator. QuecLocator представляет собой технологию сотового позиционирования, которая позволяет улучшать и дополнять данные, получение посредством GNSS, благодаря информации из ячеек мобильной сети. Это особенно актуально в условиях плохого сигнала, например, при нахождении в помещении, каньоне или при глушении сигналов GNSS.

Режимы экономии энергии NB-IoT-модулей

Модули NB-IoT производства компании Quectel поддерживают несколько режимов энергосбережения, позволяющих существенно экономить заряд батареи и сохранять работоспособность в течение длительного периода времени. К примеру, модуль NB-IoT может работать вплоть 10 лет от одной батарейки при условии передачи 200 байт информации один раз в день.

NB-IoT-модули Quectel имеют следующие режимы энергопотребления:

Рассмотрим данные режимы более подробно.

Idle mode

Рис. 3. Режимы работы модуля NB-IoT: Idle, DRX, PSM

Рис. 3. Режимы работы модуля NB-IoT: Idle, DRX, PSM

Модули NB-IoT поддерживают длительности циклов DRX, содержащие 128, 256, 512 и 1024 радиофреймов, что эквивалентно 1,28; 2,56; 5,12 и 10,24 секундам, однако наиболее распространенным форматом DRX являются 1,28 и 2,56 с.

Режим DRX прекрасно подходит для сценариев с высокими требованиями к работе в режиме реального времени, но малым энергопотреблением, например, для умных уличных фонарей.

Данный режим был впервые представлен в 3GPP Rel.13 и, в отличие от DRX, имеет более длинный цикл пейджинга, что позволяет повысить уровень экономии энергии, но также вызывает более длительную задержку данных нисходящего канала. Согласно спецификации 3GPP TS 23.682, период прерывистого приема eDRX в NB-IoT-модулях может составлять 20,48…10485,76 секунды (почти 3 часа), однако наиболее распространенными значениями являются 20,48 и 81,92 секунд (рисунок 4).

Рис. 4. Режимы работы модуля NB-IoT: Idle, eDRX, PSM

Рис. 4. Режимы работы модуля NB-IoT: Idle, eDRX, PSM

Продолжительность нахождения модуля в режиме PSM определяется посредством вычитания из T3412 значения T3324. Поскольку величина T3324 может принимать нулевое значение, максимальная длительность нахождения в PSM будет соответствовать максимальному значению T3412, то есть 413 дней и 8 часов. Максимальное значение T3324 в свою очередь составляет 3 часа и 6 минут.

Системы NB-IoT уже сейчас получили широкое распространение по всему миру, а сама технология является одной из наиболее перспективных, когда дело касается приложений, которые не нуждаются в высокоскоростной передаче данных, но в то же время требуют длительного периода работы от одного заряда аккумулятора или батареи. Простота протокола взаимодействия позволяет соединять в сеть десятки тысяч устройств NB-IoT, а сама сеть может быть развернута на базе уже существующих станций стандарта 2G/3G.

Одной из первых компаний, которая вывела на мировой рынок модули NB-IoT является Quectel Wireless Solutions. Модули Quectel характеризуются небольшим форм-фактором, малым энергопотреблением (работа от одной батареи до 10 лет), простой интеграцией, доступностью и возможностью работы в жестких условиях эксплуатации. Данные модули находят широкое применение в различных областях, начиная от коммунальных услуг (счетчики, системы освещения), систем умного дома (умные замки и датчики, системы оповещения) и заканчивая промышленностью и сельским хозяйством (газоанализаторы, датчики кислотности почвы и так далее).

Датчик открытия дверей и окон

Датчик открытия окон и дверей Импульс-ДО предназначен для контроля проникновения в помещение и передачи данных о состоянии двери или окна через сеть NB-IoT.

Особенности технического решения

  • контроль наличия и отсутствия внешнего магнитного поля в непосредственной близости от корпуса прибора ( < 10 мм), контроль вскрытия крышки прибора и контроль демонтажа прибора
  • передача данных по беспроводному каналу в случае активации и деактивации любой из трех аварий: отсутствие / присутствие магнитного поля, вскрытие корпуса прибора или демонтажа прибора
  • архивирование вышеперечисленных событий в энергонезависимую память в кольцевой буфер размером 1024 записи с метками часов реального времени. Новая запись создается при любом изменении (как активация, так и деактивация) любого из трех параметров
  • настройка логики датчика магнитного поля. “Нормально закрытый” - активация аварии при открытии двери, “нормально открытый” - активация при закрытии двери
  • настройка времени активности датчика магнитного поля
  • передача данных один раз в сутки для контроля работоспособности прибора, передача параметров работы радиосети и заряд батареи
  • удаленное обновление встроенного ПО прибора

Принцип работы

Датчик конструктивно выполнен в виде основного блока и ответного магнита. По наличию или отсутствию внешнего магнитного поля в непосредственной близости от корпуса прибора (10 мм и менее) датчик производит контроль открытия или закрытия двери или окна.
Также Импульс-ДО оснащен датчиком вскрытия крышки прибора и датчиком демонтажа прибора.

Интеграция с IoT-платформами

В настоящее время Импульс-ДО поддерживает работу с двумя серверными программными комплексами:

Обзор конструктора устройств для интернета вещей с безлимитным интернетом. NB-IoT Development Kit от МТС

Интернет вещей (IoT) – штука крайне загадочная. С одной стороны, устройства, относящиеся к этому классу, буквально повсюду. С другой, технологические различия между решениями весьма радикальны. Настолько, что адепты одного подхода считают адептов другого не настоящими. И наоборот.

Во время визитов в российские университеты (не путать с московскими) мне показывали IoT-проекты, сделанные местными студентами. Не буду врать, что был поражен глубинами инженерной мысли молодых россиян, но разного рода датчики и модели умных домов работали вполне убедительно. В разговорах студенты жаловались, что минимум половина усилий приходится на подбор железок и сопряжение его с софтом. На Aliexpress выбор огромен, но китайцы постоянно что-то мудрят и улучшают. Поэтому вместо гарантированно подходящей железки может приехать нечто внешне похожее, но, увы, не совместимое с другими компонентами. И можно гадать – вот этот датчик не отдает информацию, потому что мы напортачили, или просто на заводе дернулась от усталости рука юной паяльщицы?

Конечно, подковывать блоху – это русская традиция, без нее никак. Но есть ощущение, что те самые 50% усилий можно применить более эффективно.

А некоторое время назад, когда поездки по университетам стали… чуть более редкими, мне самому предложили сделать что-нибудь полезное из мира IoT. МТС выпустила комплект под названием NB-IoT Development Kit. В небольшом чемоданчике лежит набор для творчества, включающий:

– основную плату с микроконтроллером STM32L152RE, радио модулем U-blox SARA-R410M-02B, набором датчиков и (U)SIM-чипом MFF2 NB-IoT

Набор модулей Netatmo открытия дверей и окон

Набор модулей Netatmo открытия дверей и окон – цена, описание и отзывы — фото 1

Умные датчики открытия дверей/окон Netatmo и умная комнатная камера видеонаблюдения Netatmo работают совместно, обеспечивая безопасность вашего дома, путём образования продвинутой системы оповещения.

Преимущества

  • Мгновенные оповещения на смартфон ещё до попытки взлома
  • Получайте уведомление, если оставили окно открытым
  • Простая установка на двери и окна, вы справитесь самостоятельно
  • Все функции абсалютно бесплатны в приложении Home+ Security, никак платных подписок!

Установите умные датчики Netatmo на ваших окнах, дверях или садовых калитках и подключите их к умной комнатной камере Netatmo, чтобы получать своевременные оповещения об открывании или попытке взлома.

При обнаружении вибраций или изменения положения в пространстве, датчики предупредят Вас о внештатной ситуации даже до того, как кто-то проникнет внутрь.

Благодаря встроенному сенсору контроля открытого и закрытого положения, Вы можете настроить оповещение об оставленном открытом окне или незапертых воротах гаража. Легко проверяйте закрыты ли все окна с помощью вашего смартфона!

Модули датчиков являются водонепроницаемыми и поэтому их можно устанавливать как внутри, так и снаружи дома.

Установка крайне проста: моноблочное устройство просто приклеивается к окну или двери.

Датчики подключаются только к умной комнатной камере Netatmo c функцией распознования лиц.

SIM7020E:
работа с NB-IoT на практике

NB-IoT-модуль SIM7020E

Компания SIMCom Wireless Solutions, мировой лидер в области модулей сотовой связи и навигации, предлагает ряд решений для данного стандарта. Одно из них — модуль SIM7020E (рис. 1), обзор которого был приведен в ранее вышедшей статье [1]. Компактный корпус 15,7×17,6 мм, пониженный диапазон питающих напряжений 2,1–3,6 В (потребление в режиме PSM составляет 5 мкА), поддержка различных частотных диапазонов, а также возможность написания пользовательских приложений предусматривают на его базе реализацию малогабаритных, бюджетных и энергоэффективных устройств. При работе в сетях данного стандарта есть ряд особенностей в части алгоритма АТ-команд, которые отличают данные решения от модулей стандарта GSM. В статье приведен обзор наиболее типичного алгоритма применения NB-IoT модуля — регистрация в сети NB-IoT, выход в сеть и обмен данными по протоколам TCP и UDP.

Активация контекста и регистрация в сети

Первый этап работы — регистрация в сети и активация контекста для обеспечения передачи данных. Для успешной регистрации в сети NB-IoT-модулю требуется знать APN. Следует иметь в виду, что APN для регистрации в сети и активации контекста могут различаться. В общем случае APN для регистрации берется модулем из SIM-карты или таблицы операторов внутри прошивки. Исходя из этого инициализация выглядит следующим образом [2, 3]:

Если по какой-то причине информация об APN в модуле отсутствует (на SIM-карте и в памяти) и модуль не может зарегистрироваться в сети (+CGREG: 0,0), его необходимо задать вручную (проверить его наличие можно командой AT*MCGDEFCONT?):

Работа с TCP-стеком модуля

SIM7020E поддерживает работу в качестве TCP-клиента как в прозрачном, так и непрозрачном режимах. Модуль позволяет обмениваться данными одновременно по нескольким сокетам (до пяти) по протоколам TCP и/или UDP.

Алгоритм взаимодействия с модулем при работе в непрозрачном режиме следующий:

Итоговый алгоритм работы со встроенным TCP/UDP-стеком модуля в виде блок-схемы представлен на рис. 2.

Алгоритм работы с TCP/UDP-стеком модуля

Рис. 2. Алгоритм работы с TCP/UDP-стеком модуля

Заключение

Несмотря на отличия при работе в NB-IoT, принципиально модуль должен пройти все те же стадии, что и в GSM: регистрацию в сети, активацию контекста и организацию подключения. Главной особенностью сетей NB являются режимы энергосбережения eDRX и PSM — их применение рассматривалось в статье [5]. Текущий функционал модуля позволяет интегрировать его в любую М2М-разработку, где требуется компактное, энергоэффективное, бюджетное и функциональное решение, способное реализовать широкий круг задач. Все это делает SIM7020E оптимальным для применения в качестве устройства передачи данных счетчиков, систем телеметрии, промышленных модемов, датчиков и других устройств.

Устройство открытия дверей и окон схемотехника центр со встроенным радиомодемом nb iot

-->
Другие известные форумы и сайты по электронике

все что посвящено электронике и общению специалистов. реклама других ресурсов.

  • Магазины
  • Форумы и конференции
  • Производители
  • Информационные ресурсы
  • Поисковики
  • FTP-серверы
-->
В помощь начинающему

вопросы начального уровня

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 fill Vasily_ Егоров Walrus
  • ARM, 32bit
  • MCS51, AVR, PIC, STM8, 8bit
  • Программирование
  • Схемотехника
  • Интерфейсы
-->
International Forum

This is a special forum for English spoken people, read it first.

-->
Образование в области электроники

все что касается образования, процесса обучения, студентам, преподавателям.

-->
Обучающие видео-материалы и обмен опытом


Модераторы раздела iosifk

Cистемный уровень проектирования

-->
Вопросы системного уровня проектирования

Применение MATLAB, Simulink, CoCentric, SPW, SystemC ESL, SoC


Модераторы раздела Rst7 -->
Математика и Физика


Модераторы раздела Rst7 -->
Операционные системы

Linux, Win, DOS, QNX, uCOS, eCOS, RTEMS и другие


Модераторы раздела Rst7 -->
Документация

оформление документации и все что с ней связано


Модераторы раздела Rst7 -->
Системы CAD/CAM/CAE/PLM

обсуждение САПР AutoCAD, Компас, SolidWorks и др.

-->
Разработка цифровых, аналоговых, аналого-цифровых ИС


Модераторы раздела Rst7 -->
Электробезопасность и ЭМС


Модераторы раздела Rst7 -->
Управление проектами

Управление жизненным циклом проектов, системы контроля версий и т.п.


Модераторы раздела Rst7 -->
Нейронные сети и машинное обучение (NN/ML)

Форум для обсуждения вопросов машинного обучения и нейронных сетей


Модераторы раздела Rst7

Программируемая логика ПЛИС (FPGA,CPLD, PLD)

-->
Среды разработки - обсуждаем САПРы

Quartus, MAX, Foundation, ISE, DXP, ActiveHDL и прочие.
возможности, удобства.

Модераторы раздела vetal des00 -->
Работаем с ПЛИС, области применения, выбор

на чем сделать? почему не работает? кто подскажет?

Модераторы раздела vetal des00 -->
Языки проектирования на ПЛИС (FPGA)

Verilog, VHDL, AHDL, SystemC, SystemVerilog и др.

Модераторы раздела aosp vetal des00 -->
Системы на ПЛИС - System on a Programmable Chip (SoPC)

разработка встраиваемых процессоров и периферии для ПЛИС

Модераторы раздела vetal des00 Omen_13

Цифровая обработка сигналов - ЦОС (DSP)

-->
Сигнальные процессоры и их программирование - DSP
-->
Алгоритмы ЦОС (DSP)

Микроконтроллеры (MCs)

-->
Cредства разработки для МК

FAQ, How-to, тонкости работы со средствами разработки

  • IAR
  • Keil
  • GNU/OpenSource средства разработки
-->
  • STM
  • NXP
  • Microchip (Atmel)
  • TI, Allwinner, Nordic Semiconductor, Espressif Systems и другие
--> -->
MSP430


Модераторы раздела VAI -->
Все остальные микроконтроллеры

и все что с ними связано

-->
Отладочные платы

Вопросы, связанные с отладочными платами на базе МК: заказ, сборка, запуск

Печатные платы (PCB)

-->
Разрабатываем ПП в САПР - PCB development

FAQ, вопросы проектирования в ORCAD, PCAD, Protel, Allegro, Spectra, DXP, SDD, WG и др.

Модераторы раздела SergM fill
  • Библиотеки компонентов
  • Altium Designer, DXP, Protel
  • P-CAD 200x howto
  • Эремекс, Delta Design
  • Cadence
  • Примеры
  • Zuken CADSTAR
  • Mentor Xpedition Enterprise, PADS
  • Бесплатные САПР: KiCAD, EasyEDA, EAGLE и др.
-->
Работаем с трассировкой

тонкости PCB дизайна, от Spectra и далее.


Модераторы раздела fill -->
Изготовление ПП - PCB manufacturing

Фирмы, занимающиеся изготовлением, качество, цены, сроки


Модераторы раздела fill
  • ПСБ Технолоджи
  • ТеПро
  • PS-Electro
  • Резонит
  • PCB Professional
  • Абрис
  • ОАО "НИЦЭВТ"
  • ООО "М-Плата"
  • в домашних условиях

Сборка РЭУ

-->
Пайка и монтаж

вопросы сборки ПП, готовых изделий, а также устранения производственных дефектов

-->
Корпуса

обсуждаем какие есть копруса, где делать и прочее

-->
Вопросы надежности и испытаний

расчеты, методики, подбор компонентов

Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника

-->
Вопросы аналоговой техники

разработка аналоговых схем, моделирование схем в SPICE, расчёты и анализ, выбор элементной базы

Модераторы раздела Alexandr ViKo Tanya Егоров -->
Цифровые схемы, высокоскоростные ЦС

High Speed Digital Design

-->
Rf & Microwave Design

wireless технологии и не только


Модераторы раздела l1l1l1 -->
Метрология, датчики, измерительная техника

Все что связано с измерениями: измерительные приборы (осциллографы, анализаторы спектра и пр.), датчики, обработка результатов измерений, калибровка, технологии измерений и др.

Модераторы раздела ViKo Tanya -->
АВТО электроника

особенности электроники любых транспортных средств: автомашин и мотоциклов, поездов, судов и самолетов, космических кораблей и летающих тарелок.


Модераторы раздела Vasily_ -->
Умный дом
-->
3D печать

3D принтеры, наборы, аксессуары, ПО

-->
Робототехника

Модели, классификация, решения, научные исследования, варианты применения

-->
Ремонт и отладка

обсуждение вопросов ремонта и отладки различных устройств и готовых изделий


Модераторы раздела Herz

Силовая Электроника - Power Electronics

-->
Силовая Преобразовательная Техника

Источники питания электронной аппаратуры, импульсные и линейные регуляторы. Топологии AC-DC, DC-DC преобразователей (Forward, Flyback, Buck, Boost, Push-Pull, SEPIC, Cuk, Full-Bridge, Half-Bridge). Драйвера ключевых элементов, динамика, алгоритмы управления, защита. Синхронное выпрямление, коррекция коэффициента мощности (PFC)

Модераторы раздела Herz Егоров -->
Обратная Связь, Стабилизация, Регулирование, Компенсация

Организация обратных связей в цепях регулирования, выбор топологии, обеспечение стабильности, схемотехника, расчёт

Модераторы раздела Herz Егоров -->
Первичные и Вторичные Химические Источники Питания

Li-ion, Li-pol, литиевые, Ni-MH, Ni-Cd, свинцово-кислотные аккумуляторы. Солевые, щелочные (алкалиновые), литиевые первичные элементы. Применение, зарядные устройства, методы и алгоритмы заряда, условия эксплуатации. Системы бесперебойного и резервного питания

Модераторы раздела Herz Егоров -->
Высоковольтные Устройства - High-Voltage

Высоковольтные выпрямители, умножители напряжения, делители напряжения, высоковольтная развязка, изоляция, электрическая прочность. Высоковольтная наносекундная импульсная техника


Модераторы раздела Herz -->
Электрические машины, Электропривод и Управление

Электропривод постоянного тока, асинхронный электропривод, шаговый электропривод, сервопривод. Синхронные, асинхронные, вентильные электродвигатели, генераторы


Модераторы раздела Herz -->
Индукционный Нагрев - Induction Heating

Технологии, теория и практика индукционного нагрева


Модераторы раздела Herz -->
Системы Охлаждения, Тепловой Расчет – Cooling Systems

Охлаждение компонентов, систем, корпусов, расчёт параметров охладителей


Модераторы раздела Herz -->
Моделирование и Анализ Силовых Устройств – Power Supply Simulation

Моделирование силовых устройств в популярных САПР, самостоятельных симуляторах и специализированных программах. Анализ устойчивости источников питания, непрерывные модели устройств, модели компонентов

Модераторы раздела Herz Егоров -->
Компоненты Силовой Электроники - Parts for Power Supply Design

Силовые полупроводниковые приборы (MOSFET, BJT, IGBT, SCR, GTO, диоды). Силовые трансформаторы, дроссели, фильтры (проектирование, экранирование, изготовление), конденсаторы, разъемы, электромеханические изделия, датчики, микросхемы для ИП. Электротехнические и изоляционные материалы.

Модераторы раздела Herz Егоров

Интерфейсы

-->
Форумы по интерфейсам

все интерфейсы здесь

  • ISDN/G.703/E1
  • ISA/PCI/PCI-X/PCI Express
  • Wireless/Optic
  • RS232/LPT/USB/PCMCIA/FireWire
  • Fast Ethernet/Gigabit Ethernet/FibreChannel
  • Интерфейсы для "интеллектуального дома"
  • от ТТЛ до LVDS здесь
  • IDE/ATA/SATA/SAS/SCSI/CF
  • Аудио/Видео интерфейсы
  • Сотовая связь и ее приложения
  • FAQ по XPort/WiPort
  • Controller Area Network (CAN)

Поставщики компонентов для электроники

-->
Поставщики всего остального

от транзисторов до проводов

-->
Компоненты

Закачка тех. документации, обмен опытом, прочие вопросы.

Майнеры криптовалют и их разработка, BitCoin, LightCoin, Dash, Zcash, Эфир

-->

наблюдается очень большой спрос на данные устройства.

Дополнительные разделы - Additional sections

-->
Встречи и поздравления

Предложения встретиться, поздравления участников форума и обсуждение мест и поводов для встреч.

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus -->
Ищу работу

ищу работу, выполню заказ, нужны клиенты - все это сюда

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus -->
Предлагаю работу

нужен постоянный работник, разовое предложение, совместные проекты, кто возьмется за работу, нужно сделать.

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus -->
Куплю

микросхему; устройство; то, что предложишь ты :)

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus -->
Продам

есть что продать за деньги, пиво, даром ?
Реклама товаров и сайтов также здесь.

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus -->
Объявления пользователей

Тренинги, семинары, анонсы и прочие события

Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus -->
Общение заказчиков и потребителей электронных разработок
Модераторы раздела VAI aosp SergM vetal KRS Alexandr des00 Uladzimir Rst7 iosifk ViKo Herz l1l1l1 Tanya Сергей Борщ Omen_13 Vasily_ Егоров Walrus

Набор модулей Netatmo открытия дверей и окон

Набор модулей Netatmo открытия дверей и окон – цена, описание и отзывы — фото 1

Умные датчики открытия дверей/окон Netatmo и умная комнатная камера видеонаблюдения Netatmo работают совместно, обеспечивая безопасность вашего дома, путём образования продвинутой системы оповещения.

Преимущества

  • Мгновенные оповещения на смартфон ещё до попытки взлома
  • Получайте уведомление, если оставили окно открытым
  • Простая установка на двери и окна, вы справитесь самостоятельно
  • Все функции абсалютно бесплатны в приложении Home+ Security, никак платных подписок!

Установите умные датчики Netatmo на ваших окнах, дверях или садовых калитках и подключите их к умной комнатной камере Netatmo, чтобы получать своевременные оповещения об открывании или попытке взлома.

При обнаружении вибраций или изменения положения в пространстве, датчики предупредят Вас о внештатной ситуации даже до того, как кто-то проникнет внутрь.

Благодаря встроенному сенсору контроля открытого и закрытого положения, Вы можете настроить оповещение об оставленном открытом окне или незапертых воротах гаража. Легко проверяйте закрыты ли все окна с помощью вашего смартфона!

Модули датчиков являются водонепроницаемыми и поэтому их можно устанавливать как внутри, так и снаружи дома.

Установка крайне проста: моноблочное устройство просто приклеивается к окну или двери.

Датчики подключаются только к умной комнатной камере Netatmo c функцией распознования лиц.

NB-IoT: как он работает? Часть 2

image

В прошлый раз мы говорили об особенностях нового стандарта NB-IoT с точки зрения архитектуры сети радиодоступа. Сегодня порассуждаем, что изменилось в ядре сети (Core Network) при NB-IoT. Итак, поехали.

В ядре сети произошли значительные изменения. Начнем с того, что появился новый элемент, а также ряд механизмов, которые определены стандартом как “CIoT EPS Optimization” или оптимизации опорной сети для сотового интернета вещей.

image

image

Механизмы оптимизации CP и UP для NB-IoT реализовываются на узлах MME, SGW и PGW, которые условно объединяются в единый элемент под названием C-SGN (Cellular IoT Serving Gateway Node). Также стандарт предполагает появление нового элемента сети — SCEF (Service Capability Exposure Function). Интерфейс между MME и SCEF называется T6a и реализован на базе протокола DIAMETER. Несмотря на то, что DIAMETER это сигнальный протокол, в NB-IoT он адаптирован для передачи малых объемов non-IP данных.

Исходя из названия, SCEF — это узел экспонирования сервисных возможностей. Другими словами, SCEF скрывает сложность сети оператора, а также снимает с разработчиков приложений необходимость идентификации и аутентификации мобильных устройств (UE), предоставляя возможность серверам приложений (Application Server, далее AS) получать данные и управлять устройствами через единый API интерфейс.

Идентификатором UE становится не телефонный номер (MSISDN) или IP адрес, как это было в классической сети 2G/3G/LTE, а так называемый «external ID», который определен стандартом в привычном для разработчиков приложений формате «<Local Identifier>@<Domain Identifier>». Это отдельная большая тема, заслуживающая отдельного материала, поэтому подробно об этом сейчас говорить не будем.

Теперь разберемся c наиболее значимыми нововведениями. «CIoT EPS Optimization» — это оптимизация механизмов передачи трафика и управления абонентскими сессиями. Вот основные из них:

  • DoNAS
  • NIDD
  • Механизмы энергосбережения PSM и eDRX
  • HLCOM

DoNAS (Data over NAS):

Это механизм, разработанный для оптимизации передачи малых объемов данных.

В классическом LTE абонентское устройство при регистрации в сети устанавливает PDN connection (далее PDN) через eNodeB к MME-SGW-PGW. Соединение UE-eNodeB-MME — это так называемый “Signaling Radio Bearer” (SRB). При необходимости передать/получить данные UE устанавливает еще одно соединение с eNodeB — “Data Radio Bearer” (DRB), для передачи пользовательского трафика к SGW и далее на PGW (интерфейсы S1-U и S5 соответственно). По окончании обмена и при отсутствии трафика в течение некоторого времени (обычно 5-20 секунд) эти соединения разрываются и устройство переходит в режим ожидания или “Idle Mode”. При необходимости обмена новой порцией данных SRB и DRB переустанавливаются.

image

На участке eNodeB — MME пользовательские данные начинают передаваться по интерфейсу S1-MME, чего не было в классической технологии LTE, и используется для этого протокол NAS, в котором появляется “User data container”.

image

Для осуществления передачи “User Plane“ от MME к SGW появляется новый интерфейс S11-U, который предназначен для передачи малых объемов пользовательских дынных. В основе протокола S11-U лежит GTP-U v1, который используется для передачи User Plane и на других интерфейсах сети 3GPP-архитектуры.

NIDD (non-IP data delivery):

В рамках дальнейшей оптимизации механизмов передачи малых объемов данных, в дополнение к уже существующим типам PDN, таким как IPv4, IPv6 и IPv4v6, появился еще один тип — non-IP. В этом случае UE не присваивается IP адрес, и данные передаются без использования протокола IP. На то есть несколько причин:

  1. IoT устройства, такие как датчики, могут передавать очень малые объемы данных, 20 байт и даже меньше. Учитывая, что минимальный размер IP заголовка — 20 байт, инкапсуляция в IP иногда может быть достаточно дорогим удовольствием;
  2. Нет необходимости реализации в чипе IP-стека, что ведет к их удешевлению (вопрос к обсуждению в комментариях).

По большому счету, IP адрес необходим IoT устройствам, чтобы передавать данные через интернет. В концепции NB-IoT SCEF выступает в роли единой точки подключения AS, и обмен данными между устройствами и серверами приложений происходит посредством API. При отсутствии SCEF non-IP данные к AS могут передаваться через Point-to-Point (PtP) тоннель от PGW и инкапсуляция в IP будет производиться уже на нем.

Все это вписывается в парадигму NB-IoT — максимальное упрощение и удешевление устройств.
Механизмы энергосбережения PSM и eDRX:

Одним из ключевых преимуществ LPWAN сетей является энергоэффективность. Заявляется срок до 10 лет автономной работы устройства на одной батарее. Разберемся, каким образом достигаются такие значения.

Когда устройство потребляет меньше всего энергии? Правильно, когда оно выключено. И если полностью обесточить девайс нельзя, давайте обесточим радио модуль, на то время, пока в нем нет необходимости. Только предварительно надо согласовать это с сетью.

PSM (Power saving mode):

Чтобы сеть знала, что устройство по-прежнему доступно, оно периодически инициирует процедуру актуализации — Tracking Area Update (TAU). Частота этой процедуры задается сетью при помощи таймера T3412, значение которого передается устройству во время процедуры Attach или очередного TAU. В классическом LTE дефолтное значение этого таймера 54 минуты, а максимальное — 186 минут. Однако, для обеспечения высокой энергоэффективности, необходимость выхода в радиоэфир каждые 186 минут — это слишком дорогое удовольствие. Для решения этой проблемы и был разработан механизм PSM.

eDRX (extended discontinuous reception):

При необходимости передать данные в Uplink устройство может выйти из любого из этих двух режимов энергосбережения, не дожидаясь окончания PSM или eDRX цикла. Но вот передать данные на устройство возможно, только когда оно активно.

Функционал HLCOM или коммуникация с высокими задержками — это буферизация Downlink пакетов на SGW на время, пока устройство находится в режиме энергосбережения и недоступно для коммуникации. Буферизированные пакеты будут доставлены, как только устройство выйдет из PSM, сделав TAU или передав Uplink трафик, или, когда наступит PTW.

Это, безусловно, требует осознания со стороны разработчиков IoT-продуктов, поскольку общение с устройством получается не в реальном времени и требует определенного подхода к конструированию бизнес логики работы приложений.

В заключении скажем: внедрение нового всегда захватывает, а сейчас мы имеем дело со стандартом, до конца не обкатанным даже у мировых «зубров», вроде Vodafone и Telefonica – поэтому это захватывает вдвойне. Наше изложение материала не претендует на абсолютную полноту, но надеемся обеспечивает достаточное понимание технологии. Будем признательны за обратную связь.
Автор: Эксперт отдела конвергентных решений и мультимедийных сервисов Алексей Лапшин
aslapsh

Читайте также: