Беспроводные системы мониторинга Содержание

Беспроводные системы
мониторинга
Содержание
Анализ рынка ............................................................................................................... 2
Стандарты .................................................................................................................... 3
Стандарты GSM/GPRS и CDMA ........................................................................................................... 3
Стандарт WiMAX ..................................................................................................................................... 4
Технология ZigBee ................................................................................................................................. 5
Технические параметры сети ZigBee ................................................................................................. 5
Беспроводные сенсорные сети ................................................................................ 6
Производители беспроводных промышленных датчиков.................................. 9
Иностранные производители ............................................................................................................11
Отечественные производители ........................................................................................................16
Прогноз на 2008 год ................................................................................................... 17
Анализ рынка
Емкость рынка
К 2006 году продажи беспроводных датчиков достигли $625 млн.
Компания по маркетинговому исследованию рынка Harbor Research
оценивает продажи беспроводных датчиков в 2009 году в более чем $1
млрд. Согласно прогнозам фирмы IBM, рынок беспроводных сенсорных
сетей к 2007 году достигнет $6 млрд. Рынок маломощных беспроводных
датчиков к 2009 г. превысит 550 млн. единиц [link]
Стадия
жизненного
цикла рынка
Начало бурного роста
Особенности
Российский рынок беспроводных устройств сильно специфичен, что
обусловлено особенностями радиочастотного плана, действующими
регулирующими нормами в области связи, огромными расстояниями, а
также климатом. Таким образом, применение зарубежных образцов
техники связано с неприятными ограничениями.
Рыночные
тенденции
Создан и постоянно развивается специальный класс программных систем
— MES (Manufacturing Execution Systems) — одной из функций которых
является обеспечение связи ERP-систем с АСУТП (SCADA/DCS).
Основные
потребители
услуг
Сегменты рынка: промышленный мониторинг; системы контроля и
управления доступом; устройства сбора и передачи информации с
датчиков расхода электроэнергии, тепла, воды, газа; системы навигации;
системы безопасности; охранные системы: пожарная и охранная
сигнализация ($2,5 млрд.) [link]; системы автоматизации «умный дом».
Масштабы
конкуренции
Ведущие российские и международные компании: Panasonic (Германия);
ArtCommunications (Россия); Teltonika (Латвия); ООО «РИТ» (Украина);
Audiosuono (Италия); «Инлайн Груп» (Россия); Институт радиотехники и
электроники (ИРЭ) РАН (Москва); Конструкторское бюро аппаратуры
связи МАРС (Новосибирск); НПК «Антенна XXI»; Philips, Motorola,
Siemens.
Цены
Стоимость микросхем ZigBee-совместимых трансиверов составляет
единицы долларов, стоимость готовых модулей – десятки долларов, цена
средств разработки начинается от 200 долларов. Для реализации
беспроводной системы необходим чип-трансивер стандарта 802.15.4 и
управляющий микроконтроллер любого производителя. Для реализации
нижнего уровня протокола (MAC) достаточно недорого ($3…$5) 16разрядного микроконтроллера с объемом памяти порядка 4 кБайт.
Передающая антенна может быть выполненная в виде дорожек печатной
платы. Все эти элементы можно разместить на плате размером в
несколько квадратных сантиметров.
Легкость входа
на рынок
??????
Стандарты
Технология беспроводных сетей датчиков – одна из передовых компьютерных сетевых
технологий, которая может привести к формированию рынка, оцениваемого во многие миллиарды
долларов. Самыми успешными оказались исследования профессора университета штата
Калифорния в Беркли Кристофера Пистера, привлекшие внимание DARPA (Управления
перспективных разработок МО). Реализация идеи привела к появлению таких новых компаний, как
Dust Networks (www.dustnetworks.com), образованной К. Пистером при поддержке Центральной
информационной службы Управления In-Q-Tel (независимой бесприбыльной организации,
финансирующей разработки передовых технологий), и Crossbow Technologies (www.xbow.com).
Идея smart dust сети с уникальными свойствами и датчиками вызвала интерес компаний,
входящих в альянс ZigBee – консорциума, образованного фирмами Ember, Freescale
Semiconductor, Honeywell, Invensys, Mitsubishi Electric, Motorola, Philips Electronics и Samsung с
целью реализации на основе открытого стандарта беспроводных сетей мониторинга и управления
с малой потребляемой мощностью. Сегодня в консорциум входят более 100 компанийизготовителей систем, датчиков и микросхем, в том числе Analog Devices, Atmel, Cisco Systems,
Crossbow Technologies, Dust Networks, LG, Microchip, Nanotron Technologies, NEC, Oki, Omron,
Texas Instruments. Компании, входящие в альянс, на основе выпущенного в сентябре 2003 года
стандарта IEEE 802.15.4 на физический и МАС уровни маломощных радиоустройств, работающих
в ISM-диапазоне частот (2,4 ГГц) и передающих данные со скоростью в несколько десятков бит в
секунду на расстояние 15–20 м, смогут активно участвовать в формировании новой ниши рынка –
изделий для беспроводных сенсорных сетей.
Это гигантский скачок в сравнении с традиционными сенсорными устройствами, используемыми
для измерения всевозможных параметров среды. Стоимость традиционного сенсорного
устройства, требующего электрической проводки, может достигать 200–400 долл., тогда как уже
сегодня один датчик стоит ~100 долл. А затраты на формирование инфраструктуры значительно
ниже (прокладка проводов традиционной сенсорной системы стоит ~70–100 долл./м, создание
беспроводной инфраструктуры – ~10 долл./м). В будущем же стоимость датчиков по мере
увеличения объема потребления и совершенствования характеристик может упасть до 10 долл.
По оценкам аналитической компании In-Stat Group, к 2006 году продажи беспроводных датчиков
смогут достичь 625 млн. долларов. Компания по маркетинговому исследованию рынка Harbor
Research оценивает продажи беспроводных датчиков в 2009 году в более чем 1 млрд. долл.
Согласно прогнозам фирмы IBM, рынок беспроводных сенсорных сетей к 2007 году достигнет 6
млрд. долларов.
В последние годы в России все активнее развиваются проекты, использующие беспроводную
передачу данных. Беспроводные технологии находят применение в системах мониторинга, в
устройствах сбора и передачи информации с датчиков расхода электроэнергии, тепла, воды, газа,
в системах навигации, безопасности, охранных системах и т.п. Причина, прежде всего в том, что
зачастую традиционные кабельные системы менее эффективны и экономически не выгодны по
сравнению с беспроводными каналами. Для построения систем на базе беспроводного доступа
могут использоваться такие технологии, как Wi-Fi (IEEE 802.11), Bluetooth, DECT, IrDa, GSM,
CDMA, ZigBee.
Стандарты GSM/GPRS и CDMA
GSM – самый распространенный в мире стандарт сотовой связи. Для передачи данных в GSM,
помимо факсимильных и коротких сообщений (SMS), используются коммутируемые каналы,
предоставляемые абонентам на все время сеанса связи. Однако низкая скорость передачи
данных (максимум 9,6 Кбит/с), а также высокая стоимость соединения (тарификации подлежит
время соединения) не позволяют использовать этот метод во многих приложениях. Для
высокоскоростной передачи информации в GSM была разработана услуга пакетной передачи
данных по радиоканалу GPRS (Global Packet Radio Service). Кроме высокой скорости
(теоретическая скорость – до 150 Кбит/с, реальная значительно ниже) GPRS предлагает иную
схему тарификации – по объему переданной информации. Основные достоинства GPRS –
эффективное использование радио- и сетевых ресурсов и поддержка стандартных протоколов
передачи данных, таких как IP и X.25. Его недостаток – зависимость скорости передачи данных от
загрузки сети, так как голосовой трафик имеет безусловный приоритет перед данными.
Существенно, что стандарт GSM/GPRS обеспечивает глобальный роуминг абонентов, т.е.
возможность подключения к сетям передачи информации независимо от местонахождения
абонента.
Новой альтернативой стандарту GSM, относящемуся ко второму поколению (2G), стала сеть связи
третьего поколения – CDMA 2000. Сети 3G принципиально отличаются от предшествующего
поколения тем, что они изначально ориентированы на высокие скорости передачи данных: в
стандарте CDMA2000 1X – до 153 Кбит/с, а в CDMA2000 1xEV – до 2,4 Мбит/с.
В отличие от GSM, где используется частотно-временное разделение каналов, стандарт CDMA –
это система множественного доступа с кодовым разделением. В CDMA информация разных
пользователей (данные или кодированные сегменты речи) передается в одной широкой полосе
частот. Модуляция данных происходит посредством специальных шумоподобных кодовых
последовательностей (CDMA-кодов) – уникальных для каждой абонентской станции. Приемник
распознает сигналы, модулированные известным ему CDMA-кодом, а остальные сигналы
воспринимает как аддитивный шум. В результате в единой полосе частот возможно множество
различных соединений. Кроме того, обеспечивается достаточно высокая степень безопасности
соединения – при передаче данных специальные методы шифрования не требуются, так как
CDMA-коды сами по себе являются механизмом криптозащиты. CDMA позволяет увеличивать
емкость системы посредством контроля мощности и речевой активности. В результате абоненты
не
страдают
от
блокировки вызовов
в
часы
наибольшей
нагрузки
на
сеть.
Технология CDMA2000 предусматривает не только голосовые соединения и высокоскоростную
передачу данных, но и такие традиционные сервисы, как передача SMS и факсимильных
сообщений.
Итак, по сравнению со стандартом GSM, CDMA2000 1Х имеет ряд преимуществ, таких как более
высокая скорость передачи данных (до 153 Кбит/с), отсутствие приоритета голоса перед данными,
надежность соединения. В то же время, в России сети стандарта CDMA2000 1X еще недостаточно
развиты и значительно уступают GSM по зоне покрытия. Несмотря на то, что провайдеры обоих
стандартов предлагают практически одинаковые тарифы на услуги передачи данных, стоимость
оборудования для работы в CDMA2000 1Х выше по сравнению с GSM/GPRS-устройствами.
Для построения систем передачи данных в сетях стандартов GSM и CDMA компания КОМПЭЛ
предлагает GSM/GPRS-модемы (в модульном исполнении ) французской компании Wаvecom и
CDMA-модемы южнокорейской компании AnyDATA. Применение таких устройств позволяет
существенно упростить, а в ряде случаев – и удешевить разработку беспроводных систем
автоматизации производства и телеметрии.
Стандарт WiMAX
Технология WiMAX - это следующий гигантский шаг эволюции беспроводных сетей, позволяющий
сделать доступ в Интернет по-настоящему мобильным - на расстоянии нескольких километров от
ближайшей точки доступа. Глобальные сети стандарта WiMAX покрывают обширные площади,
будь то большой город, пригороды или сельская местность, обеспечивая возможность мобильного
широкополосного доступа в Интернет со скоростью в несколько Мбит/с. Поскольку в 2008 году
технологические инновации будут продолжать развиваться, а росту спроса на широкополосные
подключения будет способствовать рост объемов загружаемого мультимедийного контента, такого
как видеоматериалы, аудиозаписи и фотографии высокого разрешения, то технология WiMAX
будет развиваться еще более быстрыми темпами и распространяться еще шире.
Корпорация Intel ведет активную деятельность по развертыванию в Европе сетей стандарта
WiMAX, и в 2008 году корпорация начнет выпуск первого в отрасли встраиваемого модуля с
поддержкой стандартов Wi-Fi и WiMAX (кодовое наименование - Echo Peak), предлагаемого в
качестве дополнительного оборудования для мобильных компьютеров на базе процессорной
технологии Intel Centrino следующего поколения (кодовое наименование - Montevina). Многие
европейские страны приняли решение о развертывании сетей "мобильного WiMAX" (стандарт
802.16е) - одна из первых таких сетей к концу 2008 г. появится в столице России Москве благодаря
сотрудничеству Intel и телекоммуникационного оператора "Комстар-ОТС" [link].
Технология ZigBee
ZigBee – новая технология построения беспроводных сетей передачи данных. Сеть ZigBee
работает в безлицензионном диапазоне 2,4 ГГц и ориентирована на передачу небольших объемов
информации от множества источников, в том числе и с батарейным питанием. Область
применения сетей ZigBee простирается от домашней автоматизации (управление светом,
бытовыми приборами, аудио-видео техникой) до построения систем мониторинга крупных
промышленных объектов (например, контроль температуры и вибрации моторов, сбор показаний
датчиков расхода электроэнергии, воды и газа, опрос противопожарных и охранных датчиков).
Технология ZigBee основана на двух независимых решениях:
Стандарт IEEE 802.15.4-2003 определяет физические параметры передатчика для построения
сети передачи небольших объемов данных. Это диапазоны частот - 868 МГц, 915 МГц, 2,4 ГГц;
число радиочастотных каналов 1-16; тип модуляции - QPSK и BPSK. Сюда также относится и, так
называемый, протокол доступа к среде (MAC- уровень), который описывает структуру
радиочастотной посылки и определяет число адресуемых устройств. Здесь также описываются
механизмы проверки и подтверждения целостности принятых данных, процедуры оценки качества
канала и алгоритм предотвращения коллизий (ограничение на одновременную работу нескольких
передатчиков).
На
основании
стандарта
IEEE
802.15.4
выпускаются
микросхемы
приемопередатчиков, которые могут и успешно применяются в системах передачи данных, не
имеющих никакого отношения к технологии ZigBee.
Спецификация стека ZigBee определяет, какими свойствами должны обладать устройства, из
которых строится сеть, каким образом пакет информации передается от одного узла сети к
другому, как новое устройство подключается к сети и кто в сети является главным, а кто
подчиненным. Спецификация стека ZigBee не является программой, это только свод правил, на
основании которого необходимо разрабатывать программу для конкретного микроконтроллера.
Для организации физической связи при построении сетей ZigBee используются микросхемы
приемопередатчиков стандарта IEEE 802.15.4.
Таким образом, ZigBee является некоторой программной надстройкой, опирающейся на стандарт
802.15.4, который определяет диапазон частот и формат радиосигналов.
ZigBee сегодня единственная технология беспроводной передачи данных, которую поддерживает
большое количество компаний. Это тщательно продуманный стандарт, который создавался из
учета реальных потребностей жизни. Для построения сети ZigBee не нужно прибегать к услугам
высокооплачиваемых интеграторов, достаточно достать устройство из коробки и нажать пару
кнопок. Преимущества стандартизации очевидны – множество поставщиков однотипных готовых
устройств порождают конкуренцию, которая неизбежно ведет к снижению цен. По прогнозам
аналитиков, объем рынка ZigBee составит порядка 100 миллионов работающих устройств к 2008
году.
Технические параметры сети ZigBee
Сеть ZigBee может строиться по принципу «точка-точка», «звезда» или «кластерное дерево».
Кластерное дерево – это структура, напоминающая ствол дерева с ветками и листьями. В сети
всегда присутствует одно главное устройство, которое называется координатор сети. Число
оконечных устройств в сети может достигать десятков тысяч. Расстояние между двумя
устройствами сети может быть в пределах 10…100 метров, при выходной мощности передатчика
1…100 мВт. Для построения сети ZigBee в диапазоне 2,4 ГГц предусмотрено 16 каналов шириной
по 5 МГц. Стандарт предусматривает полудуплексный режим работы, т.е. прием и передача
данных не происходят одновременно.
Сеть ZigBee позволяет передавать данные с предельной скоростью передачи информации по
радиоканалу - 250 кБ/cек. Однако реальная скорость данных на порядок ниже, т.к., во-первых,
время передачи заметно увеличивается при прохождении пакета через множество узлов сети, вовторых, кроме полезной информации в радиопакете присутствуют также и служебные данные, втретьих, высокие скорости реального и не требуются, т.к. объемы передаваемой информации
невелики. Для предотвращения доступа к передаваемой в сети информации моно использовать
128-битное шифрование данных по протоколу AES.
Для полной реализации программного стека ZigBee требуется микроконтроллер с объемом памяти
не менее 64 кБайт.
Сеть ZigBee разработана с учетом работы в сложной помеховой обстановке. Для борьбы с
помехами предусмотрены следующие механизмы: расширение спектра передаваемого сигнала,
процедура предотвращения коллизий, измерение параметров канала передачи, контроль
целостности данных, подтверждение приема и повторные отсылки пакетов. Для расширения
спектра исходный двоичный сигнал преобразуется в псевдослучайную последовательность, в
результате чего в эфир передается шумоподобный сигнал. Метод расширения спектра
передаваемого сигнала (DSSS) позволяет эффективно бороться с узкополосными помехами.
Перед тем как начать передачу устройство отслеживает – свободен ли канал, и, в случае
занятости, делает паузу случайной величины, после чего вновь повторяет попытку. Такой
механизм предотвращает одновременный выход в эфир двух и более передающих устройств.
Если при передаче информации произошел сбой, то приемник может обнаружить этот факт с
помощью проверки контрольной суммы переданного пакета (CRC). Если все же какой-то узел сети
оказывается неработоспособным из-за помех или физической неисправности, информация может
дойти до приемника через другие, соседние узлы.
Время работы элемента сети с батарейным питанием может достигать нескольких лет.
Продолжительное время автономной работы достигается за счет того, что большую часть времени
устройство проводит в «спящем режиме» (практически не потребляет энергии) и лишь изредка
просыпается для передачи или приема информации. Например, ZigBee датчик температуры может
«спать» несколько минут, затем передавать информацию в течение десятков миллисекунд и снова
уходить в спящий режим. Таким образом, 99,9% времени потребление тока ZigBee устройством
минимально (единицы микроампер). Батареи имеют свойство восстанавливать часть энергии в
промежутках между работой. Алгоритм работы ZigBee устройств позволяет продлить «жизнь»
батарей до максимально возможной величины.
На сегодняшний день рядом компаний выпускаются микросхемы трансиверов стандарта 802.15.4,
например Ember, Chipcon, Freescale. Множество компаний выпускают готовые ZigBeeсовместимые модули, например, MaxStream, Cirronet, Panasonic, Jennic, Silicon Laboratoris и
другие. В продаже имеются стартовые комплекты для разработчиков, включающие в себя все
необходимое для того, чтобы развернуть тестовую ZigBee сеть, не прикасаясь к паяльнику.
Независимые компании по производству программного обеспечения разрабатывают собственные
программные ZigBee-стеки для популярных микроконтроллеров для последующей продажи
разработчикам. Бесплатный ZigBee стек можно загрузить с сайта компании Microchip для
микроконтроллеров семейства PIC18.
Применение готовых модулей стандарта 802.15.4 для реализации собственной системы
беспроводной передачи данных типа «точка-точка» доступно даже разработчикам, никогда ранее
не сталкивался с радиочастотным оборудованием. Для последующего превращения такой
системы в полностью «ZigBee совместимую» достаточно будет произвести upgrade программного
обеспечения основного микроконтроллера разрабатываемого прибора.
Беспроводные сенсорные сети
Сегодня задача построения распределенных систем сбора данных, управления и мониторинга как
никогда актуальна в самых различных прикладных областях, но использование традиционных
проводных соединений не всегда эффективно из-за высокой стоимости монтажных и пусконаладочных работ, а также технического обслуживания. Кроме того, в некоторых ситуациях
вообще невозможна прокладка кабелей по технологическим или организационным причинам.
Поэтому беспроводные системы передачи данных выглядят весьма привлекательно для решения
поставленной задачи, но их практическое использование долгое время было затруднительно из-за
низкой надежности радиоканала по сравнению с проводным соединением, высокой стоимости и
энергопотребления элементной базы, а также сложностей с установкой и настройкой системы на
объекте. Но сейчас беспроводные системы сбора данных и мониторинга стали реальностью
благодаря технологии так называемых беспроводных сенсорных сетей.
Беспроводные сенсорные сети [link] являются новым классом беспроводных систем, состоящих из
множества распределенных в пространстве устройств, обладающих набором датчиков (или других
источников информации), микроконтроллером и радиочастотным приемопередатчиком для связи
на короткие расстояния.
Основными особенностями беспроводных сенсорных сетей являются самоорганизация и
адаптивность к изменениям в условиях эксплуатации, поэтому требуются минимальные усилия
при установке, настройке и последующем сопровождении подобной сети.
Кроме того, способность узлов ретранслировать сообщения обеспечивает значительную площадь
покрытия системы при малой мощности передатчиков и устойчивость к отказу отдельных узлов по
различным причинам (появление помех или препятствий, физическое повреждение и т.д.), что
позволяет эксплуатировать сеть в зданиях и на промышленных объектах. При этом узлы
самостоятельно определяют оптимальные маршруты доставки данных и корректируют их при
изменении топологии сети.
Аппаратное обеспечение беспроводного узла и протоколы сетевого взаимодействия между узлами
оптимизированы по энергопотреблению для обеспечения длительного срока эксплуатации
системы при автономных источниках питания. В зависимости от режима работы время жизни узла
может достигать нескольких лет.
Таким образом, решения на базе беспроводных
преимущества по сравнению с проводными системами:





сенсорных
сетей
имеют
следующие
отсутствие необходимости в прокладке кабелей для электропитания и передачи данных;
низкая стоимость монтажа, пуско-наладки и технического обслуживания системы;
минимальные ограничения по размещению беспроводных устройств;
возможность внедрения и модификации сети на эксплуатируемом объекте без
вмешательства в процесс функционирования;
надежность и отказоустойчивость всей системы в целом при нарушении отдельных
соединений между узлами.
Предпосылки
Миниатюризация микросхем и прогресс беспроводной связи открывают новые горизонты в
информационно-компьютерных технологиях. Эксперты предсказывают, что скоро миллиарды
микроскопических сенсоров, встроенных чуть ли не во все окружающие нас предметы смогут
реагировать на изменения в обстановке и взаимодействовать друг с другом, решая множество
наших насущных проблем. То, о чем несколько десятилетий назад писали фантасты, вот-вот
станет обыденностью. Грядет новая парадигма — беспроводные сенсорные ad hoc (Ad hoc - то
есть «специальный, созданный для данной цели») сети. Достижения микроэлектроники позволяют
интегрировать на крохотном кремниевом кристалле как вычислительные блоки, так и устройства
для поддержки беспроводных сетей — глобальных, локальных и персональных. А если на том же
кристалле расположить и средства передачи данных, голоса и видео? Уже возможно создавать
радиоприборы, способные одновременно работать в нескольких режимах и в разных сетях
(например, «интеллектуальные» сотовые телефоны и коммуникаторы). И скоро все это будет
размещено на одном кристалле, который можно установить в наручных часах, в миниатюрных
наушниках, микрофонах, нагрудных значках и т. д. (используя новые подходы в КМОП-технологии
и в технологии миниатюрных электромеханических систем (MEMS, micro-electrical mechanical
systems), уже сегодня можно интегрировать все основные схемы и компоненты, необходимые для
создания КМОП-кристаллов радиомикросхем, на стандартной кремниевой пластине, как не раз
отмечалось, например, на Форумах Intel для разработчиков (концепция Radio Free Intel)) Причем
все эти «чудеса» станут доступны разработчикам приложений и потребителям уже в конце
текущего десятилетия, а то и раньше.
Области применения сенсорных сетей
Автоматизация строений («умный дом»)
Системы безопасности; управление энергоснабжением; контроль HVAC (кондиционирование,
вентиляция, отопление); мониторинг состояния окружающей среды внутри и снаружи (влажность,
температура, состав воздуха, почвы, воды, давление, магнитный фон); контроль освещения;
системы пожарной сигнализации; ретрансляторы для счетчиков газа, воды, электроэнергии;
домашние системы безопасности
Промышленный мониторинг
Мониторинг производственных процессов; эффективное использование оборудования;
технический надзор и профилактическое обслуживание оборудования; удаленный мониторинг
имущества и ценностей.
Сельское хозяйство.
Сенсорные сети могут следить за созреванием урожая, информируя фермеров о нехватке влаги,
удобрений и т.д. В области сельского хозяйства электронные технологии должны использоваться
для создания производственной основы модернизации сельскохозяйственного машиностроения
(включая транспортную составляющую, технологическое оборудование для животноводства и
первичной переработки продукции, новую инженерно-техническую базу отрасли), беспроводных
сенсорных сетей на основе интеллектуальных датчиков, контролирующих состояние почвы,
растительных культур, режим питания и перемещение скота в животноводстве.
Применение указанных технологий в сельском хозяйстве обеспечит рациональное использование
удобрений, снижение падежа скота и птицы, а также своевременное предупреждение о
распространении среди животных опасных для человека эпидемий.
Пример. Используя сенсорную сеть для сбора информации о состоянии среды обитания в птичьем
заповеднике на острове Грейт-Дак (штат Мэн), биологи совместно с сотрудниками Intel получили
данные об особенностях поведения редких видов птиц, что раньше было невозможно. И это
только малая часть широчайших перспектив сенсорных сетей.
Пример. В России существуют специализированные готовые решения для автоматизации
управления в молочных хозяйствах. При построении эффективной работы здесь крайне важно
получать данные о состоянии каждого животного, оптимизировать рацион, определять
оптимальные условия содержания.
Пример. Производство вина — занятие, требующее учета огромного количества разнообразной
информации. Вино покупается и продается не на вес или объем (как, например, зерновые или
овощи), и его цена во многом зависит от места и года выращивания и сбора винограда. На
качество вина влияет множество факторов, и опытные виноделы скрупулезно учитывают при этом
малейшие нюансы, чтобы добиться наилучшего букета напитка. Но если использовать сенсорные
сети, то можно «засеять» виноградник беспроводными датчиками и непрерывно отслеживать
температуру, влажность и другие параметры, важные для созревания каждой лозы. Затем можно
проанализировать, какое сочетание погодных условий дает то или иное качество вина, и в
дальнейшем смешивать сок разных кистей уже на научной основе. В нескольких хозяйствах в
долине Вилламет (штат Орегон) исследователи Intel развернули опытную сенсорную сеть.
Руководит проектом профессиональный психолог Ричард Беквит (Richard Bechwith), использующий
исследовательскую технологию, известную как «наблюдение за участниками». Он наблюдает за
экспертами, которые собирают информацию с сенсоров, размещенных на плантации, и за самими
виноградарями, чтобы понять, какие критерии в области виноградарства важны для тех и других и
как эта информация увязывается воедино. Исследователи считают виноградники весьма
подходящим местом для «пилотного» применения встроенных сетей (embedded networking),
поскольку современные методы ведения сельского хозяйства, до сих пор слабо использующего
достижения высоких технологий, основаны на усредненных оценках и не соответствуют
требованиям таких элитных направлений, как выращивание винограда. Информация, собранная
сетью, может использоваться для повышения урожайности, а значит, и для быстрейшего возврата
инвестиций. На первом пробном винограднике сенсоры измеряют температуру окружающего
воздуха раз в минуту, а потом запоминают наибольшее и наименьшее значение за прошедший
час.
Экология и чрезвычайные ситуации
Мониторинг загрязнений окружающей среды; миграция животных, насекомых; лесные пожары и
т.д.; спасение людей при чрезвычайных ситуациях.
Системы безопасности и оборона
Коммерческие системы безопасности (контроль периметров, определение вторжения, удаленное
наблюдение); охрана военных объектов; отслеживание маршрутов движения войск, соединений;
средства связи и боевой разведки; Контроль окружающей среды в целях национальной
безопасности (радиации, химических, биологических примесей); мониторинг персонала; охрана
ценностей и произведений искусства. Службы спасения: возможности использования сенсорных
сетей простираются далеко за пределы жилища, офиса или медицинского учреждения — эксперты
называют, прежде всего, экологию и службы спасения: крошечные датчики, разбросанные с
самолетов над лесными массивами, поднимут тревогу при возникновении пожара, помогут
отыскать заблудившихся туристов, передадут в диспетчерский центр по самоорганизующейся
беспроводной сети исчерпывающий сведения о состоянии «зеленого океана».
Логистика
Отслеживание грузов, контейнеров; мониторинг упаковки, определение целостности
(неприкосновенности товаров и грузов) на каждом этапе транспортировки и хранения; обеспечение
складского учета при перемещении товаров.
Здравоохранение и телемедицина
Физиологический мониторинг — сердечный ритм, кровяное давление, температура, уровень
стресса и другие параметры жизнедеятельности; неотложная помощь; мониторинг персонала;
контроль приема лекарств; забота о престарелых.
Производители
датчиков
беспроводных
промышленных
Идея smart dust сети с уникальными свойствами и датчиками вызвала интерес компаний,
входящих в альянс ZigBee – консорциума, образованного фирмами Ember, Freescale
Semiconductor, Honeywell, Invensys, Mitsubishi Electric, Motorola, Philips Electronics и Samsung с
целью реализации на основе открытого стандарта беспроводных сетей мониторинга и управления
с малой потребляемой мощностью. Сегодня в консорциум входят более 100 компанийизготовителей систем, датчиков и микросхем, в том числе Analog Devices, Atmel, Cisco Systems,
Crossbow Technologies, Dust Networks, LG, Microchip, Nanotron Technologies, NEC, Oki, Omron,
Texas Instruments. Компании, входящие в альянс, на основе выпущенного в сентябре 2003 года
стандарта IEEE 802.15.4 на физический и МАС уровни маломощных радиоустройств, работающих
в ISM-диапазоне частот (2,4 ГГц) и передающих данные со скоростью в несколько десятков бит в
секунду на расстояние 15–20 м, смогут активно участвовать в формировании новой ниши рынка –
изделий для беспроводных сенсорных сетей.
В узлах сенсорных сетей широко используются имеющиеся на рынке маломощные изделия
крупных компаний-лидеров полупроводниковой и сенсорной техники – Honeywell, National
Semiconductor, STMicroelectronics, Samsung, Texas Instruments, Analog Devices. По оценкам
экспертов, около 30 изготовителей микросхем стремятся выйти на рынок устройств, отвечающих
требованиям консорциума ZigBee и, следовательно, изготовителей беспроводных сенсорных
сетей. Еще дюжина компаний производит датчики, работающие с радиоустройствами стандарта
IEEE 802.815.4.
Таблица 1. Прогноз использования технологии ZigBee в % [link]
Стоимость традиционного сенсорного устройства, требующего электрической проводки, может
достигать $200–400, тогда как уже сегодня один беспроводной датчик стоит около $100, а затраты
на формирование инфраструктуры значительно ниже (прокладка проводов традиционной
сенсорной системы стоит $70–100 на метр, создание беспроводной инфраструктуры – примерно
$10 за метр). В будущем же стоимость устройств по мере увеличения объема потребления и
совершенствования характеристик может упасть до $10. По оценкам аналитической компании InStat Group, к 2006 году продажи беспроводных датчиков смогут достичь $625 млн. Компания по
маркетинговому исследованию рынка Harbor Research оценивает продажи беспроводных датчиков
в 2009 году в более чем $1 млрд. Согласно прогнозам фирмы IBM, рынок беспроводных сенсорных
сетей к 2007 году достигнет $6 млрд.
Moxa Technologies Inc. ссылается на прогноз West Tech Research о том, что рынок маломощных
беспроводных датчиков к 2009 г. превысит 550 млн. единиц [link].
Исследование IMS предсказывает, что беспроводные датчики вторжения PIR останутся наиболее
предпочтительными типами беспроводных датчиков до 2009 г., составляя 83,1% мирового рынка
беспроводных датчиков вторжения [link].
В конце июля 2006 года альянс ZigBee объявил о своих очередных достижениях. В середине 2006
года число сертифицированных платформ, полностью соответствующих стандарту ZigBee (ZigBee
Compliant Platform, ZCP), в результате сертификации ZCP компании RadioPulse (Южная Корея)
увеличилось до 13. Все ZigBee-совместимые платформы включают в себя радиоустройства
стандарта IEEE 802.15.4 и ZigBee-стек всех уровней, вплоть до уровня приложения. Эти средства
доступны в виде микросхем и модулей. Число ZigBee-отладочных комплектов превысило 10 тыс. А
с июня 2005 по июль 2006 года число запросов на спецификации ZigBee превысило 29 тыс. (к
началу ноября их поступило уже более 35 тыс.).
Это говорит о том, что стандарты ZigBee, ориентированные на энергоэкономичные беспроводные
приложения, становятся все более популярными. Поэтому новые изделия и разработки компаний
альянса не могут не заинтересовать отечественных разработчиков.
Наиболее популярные производители микросхем ZigBee – компании Texas Instruments, Freescale
Semiconductor, Ember и Jennic. Разработчиков, в первую очередь комплексного оборудования
(OEM), все больше привлекают модульные решения стандарта ZigBee/802.15.4.
Совместное применение Ethernet-модулей компании Rabbit и ZigBee/802.15.4 модулей MaxStream
значительно расширяет функциональные возможности системы, особенно при работе с сетью
Интернет. С их помощью можно строить системы сбора данных беспроводных датчиков, которые
могут автоматически передавать информацию в любую точку мира. Или наоборот – удаленно
управлять отвечающими устройствами.
Для удобства разработки подобных систем компания Rabbit Semiconductor выпустила комплект
разработчика ZigBee/802.15.4 Application Kit (рис.4). Комплект включает модуль RabbitCore и
ZigBee-модули XBee-компании MaxStream. В него также входят все необходимые аппаратные и
программные средства для развертывания ZigBee сети c топологией MESH ("каждый с каждым"),
состоящей из трех узлов. Координатором служит Ethernet-модуль RCM3720. Он выполняет задачи
мониторинга и управления другими устройствами с батарейным питанием, которые содержат
модули XBee. В модуль RabbitCore входят интерфейс Ethernet, 512-Кбит флэш-память, 256-Кбит
статическая оперативная память (SRAM), 1-Мбит флэш-память с последовательным интерфейсом
и 33 линии ввода-вывода общего назначения. Модуль может играть роль контроллера или шлюза
Ethernet. С помощью программного обеспечения координатор формирует ZigBee-сеть,
обнаруживает и подключает новые узлы. Смонтированные на платах светодиоды и кнопки
позволяют организовать простой интерфейс, наглядно показывающий все этапы формирования
сети и прохождения информации через ее узлы. Мощная и удобная среда разработки Dynamic C
содержит C-компилятор, редактор и отладчик, а также широкий набор библиотек. Кроме этого,
компания Rabbit Semiconductors предлагает большой объем информации, на основе которой
разработчик за короткое время с минимумом усилий может создать собственное приложение.
Вместе с комплектом разработчика Rabbit поставляет TCP/IP-стек, поддерживающий web-сервер,
работу с электронной почтой, FTP и сокет.
Вычислительные ресурсы модулей Rabbit достаточно мощные. Разработчик получает в свое
распоряжение три типа процессоров с тактовой частотой до 60 МГц, более 50 портов вводавывода и до 16 Мбайт памяти. Богат и набор периферии: до восьми таймеров реального времени,
выходы ШИМ, SPI, до шести последовательных портов UART и сторожевой таймер. Это означает,
что модули можно использовать не только в качестве шлюза, но и для решения множества других
задач.
Иностранные производители
Ember www.ember.com/
Мировой производитель компания Ember - один из основателей альянса ZigBee - выпускает
приемопередатчики, программное обеспечение и отладочные средства для реализации ZigBeeустройств. Сегодня она предложила разработчикам ZigBee-устройств кристалл ЕМ250, который
объединяет приемопередатчик ZigBee и 1б-ти разрядный микроконтроллер. Кристалл ЕМ250
компании Ember интересен также тем, что в "спящем" режиме при токе потребления 1 мкА
продолжает работать внутренний таймер, способный время от времени вводить кристалл в
рабочий режим для прослушивания радиоканала.
Дистрибьютор в России: ЗАО ЭФО.
ABB www.abb.ru/
Находятся на начальном этапе внедрения изделий WISA. Осваивают технологию GSM передачи
показаний промышленных датчиков. С момента представления беспроводных бесконтактных
датчиков (WPS) и технологии WISA на рынке в начале 2004 года, они были внедрены на
различных объектах и прошли всесторонние полевые испытания в промышленных условиях.
Примеры решений: Wireless proximity switches, Wireless Sensor Pad, Wireless I/O Pad, I/O-modul with
antenna pair, Power supply and primary loops. Эти устройства не могут быть подключены к
промышленным датчикам.
Sensicast http://www.sensicast.com
Компания Sensicast Systems, работающая в области беспроводных сетевых датчиков,
центральная исследовательская организация корпорации General Electric и компаниия Rensselaer
Polytechnic Institute объявили о трехлетнем сотрудничестве в рамках выполнения
шестимиллионного проекта для Министерства энергетики США.
Например, беспроводные датчики от Sensicast выполняют измерение температуры каждой
обмотки статора насоса в реальном времени и с помощью скачкообразной перестройки частоты по
всей сотовой сети передают информацию на сотни метров даже в сложной среде с обилием
радиопомех от металлических предметов. После проверки в таких условиях беспроводные
датчики были установлены для контроля за газовыделением и периодической передачи
информации от оборудования в других отдаленных участках станции.
Беспроводные решения в области измерения: температуры,
электроэнергии. Предлагают установку сенсорных сетей.
мониторинг
потребления
El-pro Technologies http://www.elprotech.com
Elpro уже выпустила интерфейсы передачи данных между DCS и
ПЛК, которые позволили расширить применение Pro-fibus,
Modbus, DeviceNet и других протоколов.
Линейка продуктов: Wireless Input/Output (I/O), Wireless Gateways.
Позволяет объединять в сеть широкий спектр датчиков для:
нефтегазовой промышленности, промышленной автоматизации,
транспорта, угольной промышленности и для охраны окружающей
среды.
Дистрибьютор в России: http://www.numerix.ru
Honeywell Inc. www.honeywell.ru/
Беспроводные трансмиттеры снабжены аналоговыми входами, предназначенными для
подключения к ним традиционных "проводных" датчиков. В новых устройствах устанавливаются
батареи, рассчитанные на работу от трех до пяти лет. Максимальное расстояние передачи
информации, которое зависит от конкретных условий эксплуатации, превышает 600 метров.
Имеет представительство в России.
Freescale Semiconductors www.freescale.com/
Примеры решений: маломощные трансиверы диапазона 2,4 ГГц, предназначенные для
использования в системах беспроводной передачи данных стандарта IEEE 802.15.4/ZigBee. Для
обеспечения работы трансивера требуется внешний кварцевый резонатор, несколько навесных
компонентов и источник питания напряжением 2-3,4 В.
Дистрибьюторы в России: EBV Elektronik, Rochester Electronics, Silica.
Chipcon www.chipcon.com/
CHIPCON - ведущая международная компания, основанная в Норвегии в 1996 году и
специализирующаяся на выпуске RF-трансиверов в диапазонах до 1 и 2,4 ГГц, работающих по
технологии ZigBee / SmartRF. Продукция Chipcon отличается высокой степенью интеграции,
малым энергопотреблением, гибкостью и невысокой ценой. Пример, малогабаритный
однокристальный трансивер на диапазон 2,4 ГГц, предназначенный для использования в системах
стандарта IEEE802.15.4/ZigBee. Трансивер характеризуется хорошей чувствительностью, высокой
избирательностью и низким энергопотреблением. 24 января 2006 года компания Texas Instruments
приобрела компанию Chipcon.
Дистрибьютор в России: ЭЛЕКТРОСНАБ, С.-Петербург.
Jennic http://www.jennic.com/
Комбинированное устройство, представляющее собой функционально законченный узел ZigBeeсети. Устройство включает в себя трансивер диапазона 2,4 ГГц, предназначенный для работы в
сетях стандарта IEEE802.15.4, 32-разрядный RISC-микропроцессор, постоянную память (ROM)
емкостью 64 кбит для программного обеспечения, 96 кбит оперативной памяти (RAM), схемы
аппаратной поддержки сетевых протоколов MAC-уровня и набор периферии для связи с внешними
устройствами. Данное решение позволяет в значительной степени сократить время и стоимость
разработки устройств.
Специализируются на ZigBee стандарте.
Дистрибьютор в России: ЗАО Компел.
MaxStream www.maxstream.net
Лидер на рынке продукции стандарта 802.15.4 для OEM – компания MaxStream (США),
выпускающая радиомодули и конструктивно законченные модемы на диапазон частот 800 МГц–2,4
ГГц. Малогабаритные модули стандарта ZigBee/IEEE 802.15.4 предназначенны для построения
промышленных сетей передачи данных. Модуль отличается повышенной мощностью излучения и,
соответственно, увеличенным радиусом действия. Модули выпускаются в трёх вариантах – с
проводной антенной, со встроенной чип-антенной и с разъемом для подключения внешней
антенны.
Модемы представляют собой законченные устройства, предназначенные для использования в
промышленных сетях передачи данных стандарта ZigBee/IEEE 802.15.4. Модемы выполнены в
изолированных корпусах, снабжены интерфейсным разъемом и разъемами для подключения
антенны и блока питания.
По состоянию на октябрь 2005 года MaxStream занимал 92 место в списке TOP-500 наиболее
быстрорастущих компаний США. Объем производства за период 2002–2005 годы увеличился на
769% (!), а численность занятых с октября 2004 по октябрь 2005 года удвоилась. Основные
заказчики компании MaxStream – системные интеграторы, предъявляющие высокие требования к
простоте применения и надежности устройств. На российский рынок MaxStream главным образом
поставляет устройства на диапазон 2,4 ГГц
Сегодня наиболее перспективными считаются модули серии Xbee24. Эти модули, построенные на
базе приемопередатчика MC13193 и микроконтроллера MC9HCS08 фирмы Freescale, пригодны
для построения сетей стандарта 802.15.4/ZigBee. Главная их особенность – легкость в
эксплуатации благодаря простому и понятному интерфейсу АТ-команд. Список поддерживаемых
команд можно разделить на несколько групп: управление режимами сна, настройка канала
передачи данных, взаимодействие с периферией (АЦП, GPIO) и работа с сетью
(ассоциации/дизассоциации и др.). Все изменения, внесенные во время работы модуля, можно
сохранять в энергонезависимой памяти.
Еще одна важная особенность модуля Xbee24 – уникальный пакетный интерфейс для работы с
последовательным портом. Пакетный режим позволяет решать задачи мультиплексирования
потоков данных и управления, а также выделять информацию, поступающую от различных узлов
сети. Любой пакет, передаваемый этим интерфейсом, состоит из преамбулы, длины данных,
полезной нагрузки (данных) и контрольной суммы (рис.1). В зависимости от типа пакета поле
данных может содержать АТ-команду, информацию о состоянии цифровых портов или выборки
данных АЦП.
Уже более года компания MaxStream поддерживает и обновляет программное обеспечение для
построения сети стандарта 802.15.4, которая допускает связи типа "точка-точка" и "звезда"
(двусторонняя связь). Все ПО MaxStream распространяет бесплатно, выкладывая новые прошивки
на своем сайте. В сети типа "точка-точка" модули MaxStream позволяют организовать
однонаправленную передачу информации с любым числом промежуточных передатчиков. Это
возможно при использовании повторителей с заранее введенными адресами узлов приема и
передачи информации. "Повторителем" может быть любой модуль Xbee, у которого замкнут вход и
выход UART. Настройка эстафетной передачи по цепи осуществляется путем ввода в регистр DL
адреса следующего узла. При достижении последнего звена цепи информация может быть
передана внешнему контроллеру через последовательный порт в виде пакетов API (рис.2).
Конечно, при таком подходе происходит определенная задержка передачи информации ( 30 мс на
каждый повторитель). Стоит также учесть, что средняя скорость передачи информации будет в
два раза ниже скорости последовательного порта (скорость передачи UART-портов модулей Xbee
может достигать 115200 бит/с). Кроме трансляции сообщений, каждый узел может обрабатывать и
передавать сигналы с портов GPIO и АЦП.
Определенный интерес для разработчиков представляет выпущенная в августе 2006 года
компанией MaxStream бета-версия своей реализации ZigBee-стека. Эта версия на сегодняшний
день поддерживает топологии "кластерное дерево" и "одноранговая ячеистая сеть". Сейчас этот
программный продукт проходит тестирование и пока не рекомендован для массового применения.
Однако после его официального выпуска модули Xbee, купленные ранее, можно будет бесплатно
перепрограммировать для работы в сетях ZigBee. Стек ZigBee компании MaxStream пока
ограничен параметрами, указанными для профиля "Home light control" стандарта ZigBee 1.0.
Глубина сети равна 5, максимальное число дочерних устройств – 20, максимальное число
переходов – 10. В будущем компания MaxStream планирует выпустить модули с расширенной
памятью, что позволит существенно увеличить их предельные характеристики.
Дистрибьютор в России: ЗАО Компел.
Coronis Systems http://www.coronis-systems.com
Для конечных потребителей и системных интеграторов выпускается ряд готовых устройств
автоматического считывания показаний счетчиков и датчиков и сопутствующих, среди которых
модули считывания информации Waveflow, Wavetherm, Wavesense, сетевой концентратор
Wavehub, репитер Wavetalk, интерфейсный модуль Wavecell и др. На их основе строятся
эффективные и 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 и Dallas
18S20.
Дистрибьютор в России: Витал Электроникс
Rabbit Semiconductors http://www.rabbit.com/
Компания Rabbit Semiconductor является лидером на рынке процессорных модулей с Ethernetвозможностями. Компания имеет четко сформулированную философию своих продуктов предоставить разработчикам простые в освоении, но насыщенные по возможностям процессорные
модули, позволяющие сократить время разработки конечных изделий и сэкономить средства.
Компания выпускает модули различной степени сложности, отличающиеся типом процессора,
объемом памяти, наличием Ethernet-разъема и т.д.
Наиболее продуктивно применение модулей в тех системах и устройствах, где мощности обычного
микроконтроллера становится уже недостаточно, а применение одноплатного промышленного
компьютера не оправдано по экономическим соображениям. Модули компании Rabbit
Semiconductor широко применяются в системах контроля доступа, медицинских приборах,
системах управления электропитанием, игровых автоматах с Ethernet-интерфейсом.
Автономная система на базе ZigBee недостаточна для таких приложений, как охранные системы,
системы АСКУЭ или приложений типа "умный дом". В таких приложениях необходимо
организовать передачу данных во внешние сети с помощью локальных сетей либо по
беспроводным каналам. Один из оптимальных вариантов решения этой задачи обеспечивают
Ethernet-модули компании Rabbit Semiconductors. Компания предлагает широкую линейку модулей
на базе трех типов процессоров Rabbit Core. Помимо 10-Мбит/с Ethernet-интерфейса, модули
имеют множество других интерфейсов, в том числе UART и SPI. Это позволяет использовать их в
качестве моста между внешними и ZigBee сетями.
Продукция компании Rabbit Semiconductor позволяет:




упростить процесс разработки конечных изделий и снизить затраты заказчика как на этапе
разработки, так и при их производстве. Цель компании Rabbit – предоставить недорогие
высокопроизводительные средства для встраиваемых применений;
сократить время разработки, предоставляя заказчику хорошо продуманные модульные
решения; снизить риски разработчика;
предложить системный подход к решению задач разработчика за счет поставки аппаратных
модулей и программных решений (Dynamic C, TCP/IP, SSL);
постоянно расширять предлагаемые решения: работа с Интернетом, многозадачность,
обеспечение безопасности и т.п. Дополнительные решения включают в себя поддержку
Wi-Fi, GPRS и ZigBee сетей.
Дистрибьютор в России: ЗАО Компел
Texas Instruments Inc. http://www.ti.com
Компания Texas Instruments Inc. (TI) является мировым лидером в разработке и производстве
интегральных микросхем. История компании TI - это длинный путь от сейсмической технологии в
1930 г. до создания первой интегральной микросхемы для электронного калькулятора в 1958 г.
Тогда и появились первые электронные калькуляторы с маркой "Texas Instruments". Сферой
деятельности компании TI становится разработка и производство интегральных микросхем. Штабквартира компании TI находится в городе Dallas, штат Texas, USA. Отсюда и название компании.
Подразделения компании TI (бизнес центры, исследовательские центры, производство)
расположены в 25 странах мира. Штат сотрудников компании TI насчитывает 40000 человек. Из
них в Америке - 23500 сотрудников, в Азии - 9700, в Японии - 4200, в Европе - 2600. Финансовые
вложения компании TI в исследовательские работы в 1999 г. составили 1,3 миллиарда долларов, в
2000 г. - 2,4 миллиарда долларов. Крупные капиталовложения в исследовательские работы
позволяют компании TI удерживать ключевые позиции на мировом рынке. В 1999 г. оборот
компания TI составил 9,5 миллиардов долларов.
Имея собственные исследовательские центры и мощное современное производство, компания TI
постоянно предлагает рынку новые разработки в микроэлектронной технике. В настоящее время
производственная деятельность TI представляет собой несколько крупных направлений:
цифровые сигнальные процессоры, интегральные микросхемы, микроконтроллеры со сверхнизким
энергопотреблением, электронные системы защиты, программы повышения производительности
труда, принтеры, ПК-блокноты, калькуляторы и изделия бытовой электроники, средства
электронного контроля.
Jennic www.jennic.com
Компания специализируется на проектировании и производстве микросхем, совместимых с ZigBee.
Поэтому линейка продукции Jennic выделяется среди конкурентов по целому ряду параметров:







чувствительность -97 дБм (у HighPower-модулей -100 дБм);
выходная мощность +3 дБм (у HighPower-модулей +19 дБм);
дальность связи на открытой местности до 1 км (у HighPower-модулей до 4 км);
192 КБ ROM;
96 КБ RAM;
энергопотребление в режимах RX и TX — 34 мА;
низкая стоимость.
Все производимые компанией Jennic модули в настоящий момент комплектуются Flash-памятью 1
Мбит. При этом существующая 24-битная адресация позволяет подключить через интерфейс SPI
до 16 Мбит памяти.
MeshNetics www.meshnetics.com
Meshnetics является лидером в сфере разработок программно-аппаратных решений на базе
новейшей технологии ZigBee в России www.zigbee.org и относится к числу ведущих за рубежом в
своей сфере. Компания специализируется на создании умных датчиков и софтверных приложений
для них, с помощью которых можно построить беспроводные сенсорные сети (WSN) – прототип
internet of things.
Основные партнеры MeshNetics находятся за рубежом – это крупные производители электроники,
системные интеграторы, high-tech-лаборатории. В России компания активно сотрудничает с
ведущими российскими техническими ВУЗами и научными институтами. Meshnetics продвигает
свои разработки, преимущественно, на зарубежные рынки, где конкурирует, в основном, с
американскими и европейскими компаниями.
История создания и развития Meshnetics уходит корнями в 2001, когда в рамках оффшорного
гиганта Luxoft (группа компаний IBS) возникло свое R&D-подразделение под названием Luxoft
Labs. Сильный менеджерский состав и талантливая команда специалистов позволили к 2005 году
выбиться компании в лидеры и развиваться дальше самостоятельно. Сейчас Meshnetics – это
наиболее передовая часть группы компаний IBS, куда попадают лучшие из лучших.
Freescale Semiconductor LLC http://www.freescale.com/russia, http://www.freescale.com
Компания Freescale Semiconductor является мировым лидером в области производства
полупроводниковых компонентов для построения встраиваемых систем и устройств
телекоммуникаций для крупных и динамично развивающихся рынков. В настоящее время
основными
сферами
интересов
компании
являются
автомобильная
электроника,
коммуникационные приложения и беспроводная связь.
Залогом успеха компании в данных областях индустрии является возможность предлагать
семейства встраиваемых процессоров. Они являются основой для реализации интеллектуальных
функций в различных электронных устройствах и могут быть запрограммированы с учетом
функциональных особенностей различных приложений. Портфель встраиваемых процессоров
компании включает в себя микроконтроллеры, цифровые сигнальные процессоры, а также
коммуникационные процессоры.
Компания является лидером в области разработки технологий производства полупроводниковых
компонентов. Она первой начала использовать 200-мм кремниевые пластины, медные
межсоединения, технологии кремний-на-изоляторе и SiGe:C (кремний-германиевые структуры с
внедрением атомов углерода). Это позволяет нам создавать для наших заказчиков дешевые
компоненты с отличными характеристиками. Мы также являемся пионерами в области
корпусирования микросхем, в частности, нашей заслугой является создание корпуса типа BGA и
различных его модификаций, которые сейчас широко используются в индустрии. Наше постоянное
стремление к инновационным технологиям подкрепляется богатым научно-техническими
ресурсами для проведения исследований в области разработки новых компонентов,
платформенно-ориентированных решений и технологий производства.
Заказчиками компании являются более 10 000 компаний, в том числе более 100 ОЕМ-заказчиков,
обслуживаемых компанией напрямую. Основная масса конечных заказчиков обслуживается через
сеть авторизованных дистрибуторов. Более 20 000 сотрудников компании в более чем 30 странах
мира работают на этих заказчиков.
Отечественные производители
СКБ ПСИС http://www.psis.ru/?act=equipment&id=psis2420
Разработка программируемых контроллеров во ВНИИР (г. Чебоксары) велась с 1976 года
специализированным отделом - головным в системе Минэлектротехпрома. В 1991 году на его базе
создано СКБ ПСИС (Специализированное конструкторское бюро Программируемых Средств и
Систем управления).
Блок беспроводного интерфейса ZigBee PSIS2420SPI выполнен с
использованием недорогого радиомодема CHIPCON CC2420,
созданного специально для маломощных низковольтных
радиочастотных приложений, работающих на частоте 2,4ГГц ISM
полосы частот, которая не требует лицензирования. Существует
модификация устройства без и со встроенным контроллером,
стоимостью 750 и 870 рублей соответственно.
Мовиком http://www.movicom.ru/ru/radio/rcat.html
Компания "Мовиком" – высокотехнологичная компания, основанная сотрудниками лаборатории
мехатроники Института Механики МГУ для разработки и продвижения продуктов в области
робототехники, мехатроники и систем управления на Российском и зарубежном рынках. "Мовиком"
занимается разработкой и изготовлением беспроводных сенсорных сетей.
«Высокотехнологичные системы» http://www.htsys.ru/
Инженерная компания, специализирующая на разработке и производстве высокоскоростных
систем обработки сигналов, телекоммуникационного оборудования, измерительных систем,
систем управления промышленным оборудованием. Осваивают внедрение беспроводных
сенсорных сетей.
Конструкторское бюро аппаратуры связи «Марс» www.asterix.nsu.ru
Радиомодем РМД400 малого радиуса действия предназначен для передачи цифровой
информации по радиоканалу при работе в составе распределённых сетей телеметрии, управления
и автоматизации технологических процессов. В зависимости от коэффициента усиления и
расположения антенн, а также от используемой скорости передачи данных по радиоканалу
радиомодем обеспечивает дальность связи от 200 м до 10 км. Разрабатывают стратегию выхода
на рынок беспроводной технологии сбора данных и управления для промышленного, офисного и
бытового применения.
Прогноз на 2008 год
Российский IT-рынок в 2008 [link] году вырастет примерно на 18-20% и превысит $18 млрд. Как и в
прошлые годы, основную его долю будет составлять сегмент оборудования. По мнению экспертов
IDC, надежды на бурный рост IT-услуг в 2007 году, в частности аутсорсинга, оказались
напрасными. Однако участники рынка считают по-другому и "расположения духа не теряют",
полагая, что в течение ближайших лет IT-услуги все же завоюют не менее 50% российского ITрынка. Основной рост сегмента IT-услуг обеспечит направление системной интеграции, в то время
как доля разработки ПО на заказ и услуг технической поддержки будет неуклонно снижаться. Не в
последнюю очередь этому способствует избыток нефтедолларов, поступающих в Россию, который
позволяет отечественным компаниям (в том числе далеко за пределами нефтегазового сектора)
идти против течения мировых тенденций. И вместо активного перехода на IT-аутсорсинг в целях
оптимизации расходов они все чаще повышают бюджет собственных IT-отделов.
При рассмотрении вопросов применения систем автоматизации зданий необходимо отметить их
прямую взаимосвязь с эффективностью эксплуатации. Наиболее яркое выражение эта
взаимосвязь нашла, в частности, в Европейской целевой программе энергоэффективности зданий,
реализацией которой руководит Ассоциация по автоматизации зданий EU-BAC в соответствии с
принятой в 2002 году Директивой Европарламента. В докладе Винфрида Брандта, управляющего
директора EU-BAC, на конференции в рамках вставки Light & Building 2006 были приведены
следующие цифры.
Оборот рынка систем управления зданиями в Европе в 2005 году
новое строительство
реконструируемые здания
3.3 млрд. евро
45% рынка
55% рынка