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ZigBee Funktechnologie - Mathias Rebl
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Mathias Rebl:
ZigBee Funktechnologie - neues Buch

ISBN: 9783832494162

ID: 9783832494162

Inhaltsangabe:Einleitung: In der Haustechnik gewinnen Datenfunkmodule kleiner Leistung eine immer größer werdende Bedeutung. Hierzu zählen z.B. Heizungsregelungen, Verbrauchswerterfassungssysteme oder Alarmanlagen. Durch diese Anwendungen ist das Verkehrsaufkommen in den genutzten Frequenzbändern hoch, was ein enormes Störszenario zufolge hat. Des Weiteren sind die Sendeleistungen in diesen Bändern stark eingeschränkt, so dass die Reichweite, insbesondere in Gebäuden, nicht ausreichend ist. Für diese Probleme wurde unter anderem der neue ZigBee Standard, der auf dem IEEE 802.14.5 Standard aufbaut, entwickelt. Diese Diplomarbeit dient dazu, einen Überblick über den Standard zu erhalten. Zusätzlich werden folgende Punkte erarbeitet. - Voruntersuchung zum Stand der Technik. - Testen der ZigBee Eigenschaften zum Finden eines Lösungsweges für hohe Reichweite und Langzeit-Batteriebetrieb. - Realisierung einer Datenfunkschnittstelle nach dem Lösungsweg. - Planung einer Implementation im Automatic Meter Reading(AMR) Bereich mit dem Schwerpunkt Strombilanz und hohe Lebensdauer. Zur Diplomarbeit stand der Chipcon Development Kit zur Verfügung. Er liefert die standardkonforme Hardware sowie Software, des Zig Bee Standards. Nähere Informationen hierzu befinden sich im Kapitel 2. Es wurde der Development Kit von Chipcon gewählt, weil dieser zurzeit die beste Implementation, sowohl auf Hardware, als auch auf Softwareebene darstellt. Die implementierten Endgeräte können nur senden und stellen die korrekte Übertragung, über eine erhöhte Sendeanzahl sicher. Inden Netzwerken herrscht kein Routing vor. Zentrale Datensammler haben lediglich die Möglichkeit bidirektional mit anderen zu kommunizieren und können durch mobile Geräte ausgelesen werden. Die Stromversorgung der einfachen unidirektionalen Geräte wird durch Batterien gewährleistet. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Firmenbeschreibung und Spezifizierung der Aufgabe2 1.1Vorstellung der Diehl Hydrometer Electronic GmbH2 1.2Spezifizierung der Aufgabe3 2.Einführung in ZigBee und Chipcon Development Kit5 2.1Einführung in ZigBee5 2.1.1Aufbau des Standards6 2.1.2Adressierung und Rahmenaufbau8 2.1.3Die physikalische Schnittstelle11 2.2Der Chipcon ZigBee Development Kit17 2.2.1Demonstration Board18 2.2.2Evaluation Board18 2.2.3Smart RF Studio19 2.2.4Z-Trace20 2.2.5Packet Sniffer20 2.2.6Daintree Sensor Network Analyser21 2.2.7Z-Stack22 3.Parameterermittlung zur Lösungsfindung23 3.1Erprobung spezieller Funktionen23 3.1.1Stromsparmöglichkeiten23 3.1.2Netzwerkarten und Erhöhung der Reichweite durch Routing25 3.1.3Verschlüsselung27 3.1.4Ergebnis28 3.2Kommunikationsschnittstelle29 3.2.1Messung der Übertragungszeit31 3.2.2Messung der Antwortzeit32 3.2.3Messung der Durchlaufzeit33 3.2.4Ergebnis34 3.3Berechnungen von Kommunikationszeiten35 3.4Messung Stromverbrauch und Link-Budget37 3.4.1Stromverbrauchsmessung37 3.4.2Link-Budget38 3.4.3Ergebnis42 3.5Reichweitentests43 3.5.1Outdoor Messung43 3.5.2Indoor Messung46 3.5.3Ergebnis47 3.6Datenrate48 3.7Koexistenz50 3.7.1WLAN und Bluetooth50 3.7.2Mikrowellen53 3.7.3Ergebnis55 4.Lösungsvorschläge und Beispielrealisierung56 4.1Implementationsmöglichkeiten und Realisierungsvorschlag56 4.1.1Hardwareimplementation56 4.1.2Aufbauvarianten59 4.1.3Protokollszenarien61 4.1.4Netzwerkarten62 4.1.5Nutzwertanalyse63 4.2Softwarerealisierung65 4.2.1Planugsvoraussetzungen65 4.2.2Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts65 4.2.3Darstellung des zeitlichen Ablaufs durch Ablaufdiagramme68 4.2.4Darstellung Stromverbrauchsplan70 4.3Hardwareimplementation72 4.3.1Schaltplan Entwicklung72 4.3.2Batteriespezifizierung und Kondensatorwahl74 4.3.3Entwicklung und Realisierung einer Testschaltung80 4.4Realisierung einer Beispielanwendung81 4.4.1Inhaltliche Planung81 4.4.2Implementation81 4.4.3Test der Anwendung82 5.Resümee83 A.Kapitel 293 A.1Der Physikalische Layer93 A.1.1Frequenzband, Modulation und Signaleigenschaften94 A.1.2Rahmenaufbau98 A.1.3Kanalüberwachung und Analyse99 A.2Medium Access Control(MAC) Layer100 A.2.1Rahmenaufbau100 A.2.1.1Frame control field100 A.2.1.2Sequence number field101 A.2.1.3Destination PAN identifier field102 A.2.1.4Destination address field102 A.2.1.5Source PAN identifier field102 A.2.1.6Source address field102 A.2.1.7Frame Payload field102 A.2.1.8FCS field(Frame Control Sequence)102 A.2.2Individuelle Frametypen103 A.2.2.1Beacon Frame Format103 A.2.2.2Data Frame107 A.2.2.3Acknowledgement Frame107 A.2.2.4MAC command Frame107 A.2.3MAC Security112 A.3Network(Nwk) Layer112 A.3.1Framestruktur und Format112 A.3.1.1Frame control field112 A.3.1.2Destination address field115 A.3.1.3Source address field115 A.3.1.4Radius field115 A.3.1.5Sequence number field115 A.3.1.6Frame Payload115 A.3.2Data Frame115 A.3.3Command Frames116 A.4Application Support(APS) Layer116 A.4.1Framestruktur116 A.4.1.1Frame control field117 A.4.1.2Destination endpoint field118 A.4.1.3Cluster identifier field118 A.4.1.4Profile identifier field118 A.4.1.5Source endpoint field118 A.4.2Data Frame118 A.4.3Command Frame119 A.4.4Acknowledgement Frame119 A.5ZigBee Device Object(ZDO)120 A.5.1Network Manager120 A.5.2Device und Service Discovery Manager120 A.5.3Binding Manager120 A.5.4Security Manager120 A.5.5Node Manager121 A.6Application Framework(AF)121 A.7ZigBee Security121 B.Kapitel 3123 B.1Abbildung Entfernungsmesser123 C.Kapitel 4124 C.1Herleitung Lade- und Entladeformel Kondensator124 C.2Softwarerealisierung Non-Beacon Netzwerk126 C.2.1Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts126 C.2.2Darstellung des zeitlichen Ablaufes durch Ablaufdiagramme128 C.2.3Darstellung des Stromverbrauchs und Berechnung der Lebensdauer131 C.3Berechnung Gold Cap Nutzung134 Literaturverzeichnis138 Index140 ZigBee Funktechnologie: Inhaltsangabe:Einleitung: In der Haustechnik gewinnen Datenfunkmodule kleiner Leistung eine immer größer werdende Bedeutung. Hierzu zählen z.B. Heizungsregelungen, Verbrauchswerterfassungssysteme oder Alarmanlagen. Durch diese Anwendungen ist das Verkehrsaufkommen in den genutzten Frequenzbändern hoch, was ein enormes Störszenario zufolge hat. Des Weiteren sind die Sendeleistungen in diesen Bändern stark eingeschränkt, so dass die Reichweite, insbesondere in Gebäuden, nicht ausreichend ist. Für diese Probleme wurde unter anderem der neue ZigBee Standard, der auf dem IEEE 802.14.5 Standard aufbaut, entwickelt. Diese Diplomarbeit dient dazu, einen Überblick über den Standard zu erhalten. Zusätzlich werden folgende Punkte erarbeitet. - Voruntersuchung zum Stand der Technik. - Testen der ZigBee Eigenschaften zum Finden eines Lösungsweges für hohe Reichweite und Langzeit-Batteriebetrieb. - Realisierung einer Datenfunkschnittstelle nach dem Lösungsweg. - Planung einer Implementation im Automatic Meter Reading(AMR) Bereich mit dem Schwerpunkt Strombilanz und hohe Lebensdauer. Zur Diplomarbeit stand der Chipcon Development Kit zur Verfügung. Er liefert die standardkonforme Hardware sowie Software, des Zig Bee Standards. Nähere Informationen hierzu befinden sich im Kapitel 2. Es wurde der Development Kit von Chipcon gewählt, weil dieser zurzeit die beste Implementation, sowohl auf Hardware, als auch auf Softwareebene darstellt. Die implementierten Endgeräte können nur senden und stellen die korrekte Übertragung, über eine erhöhte Sendeanzahl sicher. Inden Netzwerken herrscht kein Routing vor. Zentrale Datensammler haben lediglich die Möglichkeit bidirektional mit anderen zu kommunizieren und können durch mobile Geräte ausgelesen werden. Die Stromversorgung der einfachen unidirektionalen Geräte wird durch Batterien gewährleistet. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Firmenbeschreibung und Spezifizierung der Aufgabe2 1.1Vorstellung der Diehl Hydrometer Electronic GmbH2 1.2Spezifizierung der Aufgabe3 2.Einführung in ZigBee und Chipcon Development Kit5 2.1Einführung in ZigBee5 2.1.1Aufbau des Standards6 2.1.2Adressierung und Rahmenaufbau8 2.1.3Die physikalische Schnittstelle11 2.2Der Chipcon ZigBee Development Kit17 2.2.1Demonstration Board18 2.2.2Evaluation Board18 2.2.3Smart RF Studio19 2.2.4Z-Trace20 2.2.5Packet Sniffer20 2.2.6Daintree Sensor Network Analyser21 2.2.7Z-Stack22 3.Parameterermittlung zur Lösungsfindung23 3.1Erprobung spezieller Funktionen23 3.1.1Stromsparmöglichkeiten23 3.1.2Netzwerkarten und Erhöhung der Reichweite durch Routing25 3.1.3Verschlüsselung27 3.1.4Ergebnis28 3.2Kommunikationsschnittstelle29 3.2.1Messung der Übertragungszeit31 3.2.2Messung der Antwortzeit32 3.2.3Messung der Durchlaufzeit33 3.2.4Ergebnis34 3.3Berechnungen von Kommunikationszeiten35 3.4Messung Stromverbrauch und Link-Budget37 3.4.1Stromverbrauchsmessung37 3.4.2Link-Budget38 3.4.3Ergebnis42 3.5Reichweitentests43 3.5.1Outdoor Messung43 3.5.2Indoor Messung46 3.5.3Ergebnis47 3.6Datenrate48 3.7Koexistenz50 3.7.1WLAN und Bluetooth50 3.7.2Mikrowellen53 3.7.3Ergebnis55 4.Lösungsvorschläge und Beispielrealisierung56 4.1Implementationsmöglichkeiten und Realisierungsvorschlag56 4.1.1Hardwareimplementation56 4.1.2Aufbauvarianten59 4.1.3Protokollszenarien61 4.1.4Netzwerkarten62 4.1.5Nutzwertanalyse63 4.2Softwarerealisierung65 4.2.1Planugsvoraussetzungen65 4.2.2Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts65 4.2.3Darstellung des zeitlichen Ablaufs durch Ablaufdiagramme68 4.2.4Darstellung Stromverbrauchsplan70 4.3Hardwareimplementation72 4.3.1Schaltplan Entwicklung72 4.3.2Batteriespezifizierung und Kondensatorwahl74 4.3.3Entwicklung und Realisierung einer Testschaltung80 4.4Realisierung einer Beispielanwendung81 4.4.1Inhaltliche Planung81 4.4.2Implementation81 4.4.3Test der Anwendung82 5.Resümee83 A.Kapitel 293 A.1Der Physikalische Layer93 A.1.1Frequenzband, Modulation und Signaleigenschaften94 A.1.2Rahmenaufbau98 A.1.3Kanalüberwachung und Analyse99 A.2Medium Access Control(MAC) Layer100 A.2.1Rahmenaufbau100 A.2.1.1Frame control field100 A.2.1.2Sequence number field101 A.2.1.3Destination PAN identifier field102 A.2.1.4Destination address field102 A.2.1.5Source PAN identifier field102 A.2.1.6Source address field102 A.2.1.7Frame Payload field102 A.2.1.8FCS field(Frame Control Sequence)102 A.2.2Individuelle Frametypen103 A.2.2.1Beacon Frame Format103 A.2.2.2Data Frame107 A.2.2.3Acknowledgement Frame107 A.2.2.4MAC command Frame107 A.2.3MAC Security112 A.3Network(Nwk) Layer112 A.3.1Framestruktur und Format112 A.3.1.1Frame control field112 A.3.1.2Destination address field115 A.3.1.3Source address field115 A.3.1.4Radius field115 A.3.1.5Sequence number field115 A.3.1.6Frame Payload115 A.3.2Data Frame115 A.3.3Command Frames116 A.4Application Support(APS) Layer116 A.4.1Framestruktur116 A.4.1.1Frame control field117 A.4.1.2Destination endpoint field118 A.4.1.3Cluster identifier field118 A.4.1.4Profile identifier field118 A.4.1.5Source endpoint field118 A.4.2Data Frame118 A.4.3Command Frame119 A.4.4Acknowledgement Frame119 A.5ZigBee Device Object(ZDO)120 A.5.1Network Manager120 A.5.2Device und Service Discovery Manager120 A.5.3Binding Manager120 A.5.4Security Manager120 A.5.5Node Manager121 A.6Application Framework(AF)121 A.7ZigBee Security121 B.Kapitel 3123 B.1Abbildung Entfernungsmesser123 C.Kapitel 4124 C.1Herleitung Lade- und Entladeformel Kondensator124 C.2Softwarerealisierung Non-Beacon Netzwerk126 C.2.1Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts126 C.2.2Darstellung des zeitlichen Ablaufes durch Ablaufdiagramme128 C.2.3Darstellung des Stromverbrauchs und Berechnung der Lebensdauer131 C.3Berechnung Gold Cap Nutzung134 Literaturverzeichnis138 Index140 TECHNOLOGY & ENGINEERING / Telecommunications, Diplomica Verlag

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Inhaltsangabe:Einleitung: In der Haustechnik gewinnen Datenfunkmodule kleiner Leistung eine immer größer werdende Bedeutung. Hierzu zählen z.B. Heizungsregelungen, Verbrauchswerterfassungssysteme oder Alarmanlagen. Durch diese Anwendungen ist das Verkehrsaufkommen in den genutzten Frequenzbändern hoch, was ein enormes Störszenario zufolge hat. Des Weiteren sind die Sendeleistungen in diesen Bändern stark eingeschränkt, so dass die Reichweite, insbesondere in Gebäuden, nicht ausreichend ist. Für diese Probleme wurde unter anderem der neue ZigBee Standard, der auf dem IEEE 802.14.5 Standard aufbaut, entwickelt. Diese Diplomarbeit dient dazu, einen Überblick über den Standard zu erhalten. Zusätzlich werden folgende Punkte erarbeitet. - Voruntersuchung zum Stand der Technik. - Testen der ZigBee Eigenschaften zum Finden eines Lösungsweges für hohe Reichweite und Langzeit-Batteriebetrieb. - Realisierung einer Datenfunkschnittstelle nach dem Lösungsweg. - Planung einer Implementation im Automatic Meter Reading(AMR) Bereich mit dem Schwerpunkt Strombilanz und hohe Lebensdauer. Zur Diplomarbeit stand der Chipcon Development Kit zur Verfügung. Er liefert die standardkonforme Hardware sowie Software, des Zig Bee Standards. Nähere Informationen hierzu befinden sich im Kapitel 2. Es wurde der Development Kit von Chipcon gewählt, weil dieser zurzeit die beste Implementation, sowohl auf Hardware, als auch auf Softwareebene darstellt. Die implementierten Endgeräte können nur senden und stellen die korrekte Übertragung, über eine erhöhte Sendeanzahl sicher. Inden Netzwerken herrscht kein Routing vor. Zentrale Datensammler haben lediglich die Möglichkeit bidirektional mit anderen zu kommunizieren und können durch mobile Geräte ausgelesen werden. Die Stromversorgung der einfachen unidirektionalen Geräte wird durch Batterien gewährleistet. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Firmenbeschreibung und Spezifizierung der Aufgabe2 1.1Vorstellung der Diehl Hydrometer Electronic GmbH2 1.2Spezifizierung der Aufgabe3 2.Einführung in ZigBee und Chipcon Development Kit5 2.1Einführung in ZigBee5 2.1.1Aufbau des Standards6 2.1.2Adressierung und Rahmenaufbau8 2.1.3Die physikalische Schnittstelle11 2.2Der Chipcon ZigBee Development Kit17 2.2.1Demonstration Board18 2.2.2Evaluation Board18 2.2.3Smart RF Studio19 2.2.4Z-Trace20 2.2.5Packet Sniffer20 2.2.6Daintree Sensor Network Analyser21 2.2.7Z-Stack22 3.Parameterermittlung zur Lösungsfindung23 3.1Erprobung spezieller Funktionen23 3.1.1Stromsparmöglichkeiten23 3.1.2Netzwerkarten und Erhöhung der Reichweite durch Routing25 3.1.3Verschlüsselung27 3.1.4Ergebnis28 3.2Kommunikationsschnittstelle29 3.2.1Messung der Übertragungszeit31 3.2.2Messung der Antwortzeit32 3.2.3Messung der Durchlaufzeit33 3.2.4Ergebnis34 3.3Berechnungen von Kommunikationszeiten35 3.4Messung Stromverbrauch und Link-Budget37 3.4.1Stromverbrauchsmessung37 3.4.2Link-Budget38 3.4.3Ergebnis42 3.5Reichweitentests43 3.5.1Outdoor Messung43 3.5.2Indoor Messung46 3.5.3Ergebnis47 3.6Datenrate48 3.7Koexistenz50 3.7.1WLAN und Bluetooth50 3.7.2Mikrowellen53 3.7.3Ergebnis55 4.Lösungsvorschläge und Beispielrealisierung56 4.1Implementationsmöglichkeiten und Realisierungsvorschlag56 4.1.1Hardwareimplementation56 4.1.2Aufbauvarianten59 4.1.3Protokollszenarien61 4.1.4Netzwerkarten62 4.1.5Nutzwertanalyse63 4.2Softwarerealisierung65 4.2.1Planugsvoraussetzungen65 4.2.2Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts65 4.2.3Darstellung des zeitlichen Ablaufs durch Ablaufdiagramme68 4.2.4Darstellung Stromverbrauchsplan70 4.3Hardwareimplementation72 4.3.1Schaltplan Entwicklung72 4.3.2Batteriespezifizierung und Kondensatorwahl74 4.3.3Entwicklung und Realisierung einer Testschaltung80 4.4Realisierung einer Beispielanwendung81 4.4.1Inhaltliche Planung81 4.4.2Implementation81 4.4.3Test der Anwendung82 5.Resümee83 A.Kapitel 293 A.1Der Physikalische Layer93 A.1.1Frequenzband, Modulation und Signaleigenschaften94 A.1.2Rahmenaufbau98 A.1.3Kanalüberwachung und Analyse99 A.2Medium Access Control(MAC) Layer100 A.2.1Rahmenaufbau100 A.2.1.1Frame control field100 A.2.1.2Sequence number field101 A.2.1.3Destination PAN identifier field102 A.2.1.4Destination address field102 A.2.1.5Source PAN identifier field102 A.2.1.6Source address field102 A.2.1.7Frame Payload field102 A.2.1.8FCS field(Frame Control Sequence)102 A.2.2Individuelle Frametypen103 A.2.2.1Beacon Frame Format103 A.2.2.2Data Frame107 A.2.2.3Acknowledgement Frame107 A.2.2.4MAC command Frame107 A.2.3MAC Security112 A.3Network(Nwk) Layer112 A.3.1Framestruktur und Format112 A.3.1.1Frame control field112 A.3.1.2Destination address field115 A.3.1.3Source address field115 A.3.1.4Radius field115 A.3.1.5Sequence number field115 A.3.1.6Frame Payload115 A.3.2Data Frame115 A.3.3Command Frames116 A.4Application Support(APS) Layer116 A.4.1Framestruktur116 A.4.1.1Frame control field117 A.4.1.2Destination endpoint field118 A.4.1.3Cluster identifier field118 A.4.1.4Profile identifier field118 A.4.1.5Source endpoint field118 A.4.2Data Frame118 A.4.3Command Frame119 A.4.4Acknowledgement Frame119 A.5ZigBee Device Object(ZDO)120 A.5.1Network Manager120 A.5.2Device und Service Discovery Manager120 A.5.3Binding Manager120 A.5.4Security Manager120 A.5.5Node Manager121 A.6Application Framework(AF)121 A.7ZigBee Security121 B.Kapitel 3123 B.1Abbildung Entfernungsmesser123 C.Kapitel 4124 C.1Herleitung Lade- und Entladeformel Kondensator124 C.2Softwarerealisierung Non-Beacon Netzwerk126 C.2.1Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts126 C.2.2Darstellung des zeitlichen Ablaufes durch Ablaufdiagramme128 C.2.3Darstellung des Stromverbrauchs und Berechnung der Lebensdauer131 C.3Berechnung Gold Cap Nutzung134 Literaturverzeichnis138 Index140 Zigbee Funktechnologie: Inhaltsangabe:Einleitung: In der Haustechnik gewinnen Datenfunkmodule kleiner Leistung eine immer größer werdende Bedeutung. Hierzu zählen z.B. Heizungsregelungen, Verbrauchswerterfassungssysteme oder Alarmanlagen. Durch diese Anwendungen ist das Verkehrsaufkommen in den genutzten Frequenzbändern hoch, was ein enormes Störszenario zufolge hat. Des Weiteren sind die Sendeleistungen in diesen Bändern stark eingeschränkt, so dass die Reichweite, insbesondere in Gebäuden, nicht ausreichend ist. Für diese Probleme wurde unter anderem der neue ZigBee Standard, der auf dem IEEE 802.14.5 Standard aufbaut, entwickelt. Diese Diplomarbeit dient dazu, einen Überblick über den Standard zu erhalten. Zusätzlich werden folgende Punkte erarbeitet. - Voruntersuchung zum Stand der Technik. - Testen der ZigBee Eigenschaften zum Finden eines Lösungsweges für hohe Reichweite und Langzeit-Batteriebetrieb. - Realisierung einer Datenfunkschnittstelle nach dem Lösungsweg. - Planung einer Implementation im Automatic Meter Reading(AMR) Bereich mit dem Schwerpunkt Strombilanz und hohe Lebensdauer. Zur Diplomarbeit stand der Chipcon Development Kit zur Verfügung. Er liefert die standardkonforme Hardware sowie Software, des Zig Bee Standards. Nähere Informationen hierzu befinden sich im Kapitel 2. Es wurde der Development Kit von Chipcon gewählt, weil dieser zurzeit die beste Implementation, sowohl auf Hardware, als auch auf Softwareebene darstellt. Die implementierten Endgeräte können nur senden und stellen die korrekte Übertragung, über eine erhöhte Sendeanzahl sicher. Inden Netzwerken herrscht kein Routing vor. Zentrale Datensammler haben lediglich die Möglichkeit bidirektional mit anderen zu kommunizieren und können durch mobile Geräte ausgelesen werden. Die Stromversorgung der einfachen unidirektionalen Geräte wird durch Batterien gewährleistet. Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis: 1.Firmenbeschreibung und Spezifizierung der Aufgabe2 1.1Vorstellung der Diehl Hydrometer Electronic GmbH2 1.2Spezifizierung der Aufgabe3 2.Einführung in ZigBee und Chipcon Development Kit5 2.1Einführung in ZigBee5 2.1.1Aufbau des Standards6 2.1.2Adressierung und Rahmenaufbau8 2.1.3Die physikalische Schnittstelle11 2.2Der Chipcon ZigBee Development Kit17 2.2.1Demonstration Board18 2.2.2Evaluation Board18 2.2.3Smart RF Studio19 2.2.4Z-Trace20 2.2.5Packet Sniffer20 2.2.6Daintree Sensor Network Analyser21 2.2.7Z-Stack22 3.Parameterermittlung zur Lösungsfindung23 3.1Erprobung spezieller Funktionen23 3.1.1Stromsparmöglichkeiten23 3.1.2Netzwerkarten und Erhöhung der Reichweite durch Routing25 3.1.3Verschlüsselung27 3.1.4Ergebnis28 3.2Kommunikationsschnittstelle29 3.2.1Messung der Übertragungszeit31 3.2.2Messung der Antwortzeit32 3.2.3Messung der Durchlaufzeit33 3.2.4Ergebnis34 3.3Berechnungen von Kommunikationszeiten35 3.4Messung Stromverbrauch und Link-Budget37 3.4.1Stromverbrauchsmessung37 3.4.2Link-Budget38 3.4.3Ergebnis42 3.5Reichweitentests43 3.5.1Outdoor Messung43 3.5.2Indoor Messung46 3.5.3Ergebnis47 3.6Datenrate48 3.7Koexistenz50 3.7.1WLAN und Bluetooth50 3.7.2Mikrowellen53 3.7.3Ergebnis55 4.Lösungsvorschläge und Beispielrealisierung56 4.1Implementationsmöglichkeiten und Realisierungsvorschlag56 4.1.1Hardwareimplementation56 4.1.2Aufbauvarianten59 4.1.3Protokollszenarien61 4.1.4Netzwerkarten62 4.1.5Nutzwertanalyse63 4.2Softwarerealisierung65 4.2.1Planugsvoraussetzungen65 4.2.2Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts65 4.2.3Darstellung des zeitlichen Ablaufs durch Ablaufdiagramme68 4.2.4Darstellung Stromverbrauchsplan70 4.3Hardwareimplementation72 4.3.1Schaltplan Entwicklung72 4.3.2Batteriespezifizierung und Kondensatorwahl74 4.3.3Entwicklung und Realisierung einer Testschaltung80 4.4Realisierung einer Beispielanwendung81 4.4.1Inhaltliche Planung81 4.4.2Implementation81 4.4.3Test der Anwendung82 5.Resümee83 A.Kapitel 293 A.1Der Physikalische Layer93 A.1.1Frequenzband, Modulation und Signaleigenschaften94 A.1.2Rahmenaufbau98 A.1.3Kanalüberwachung und Analyse99 A.2Medium Access Control(MAC) Layer100 A.2.1Rahmenaufbau100 A.2.1.1Frame control field100 A.2.1.2Sequence number field101 A.2.1.3Destination PAN identifier field102 A.2.1.4Destination address field102 A.2.1.5Source PAN identifier field102 A.2.1.6Source address field102 A.2.1.7Frame Payload field102 A.2.1.8FCS field(Frame Control Sequence)102 A.2.2Individuelle Frametypen103 A.2.2.1Beacon Frame Format103 A.2.2.2Data Frame107 A.2.2.3Acknowledgement Frame107 A.2.2.4MAC command Frame107 A.2.3MAC Security112 A.3Network(Nwk) Layer112 A.3.1Framestruktur und Format112 A.3.1.1Frame control field112 A.3.1.2Destination address field115 A.3.1.3Source address field115 A.3.1.4Radius field115 A.3.1.5Sequence number field115 A.3.1.6Frame Payload115 A.3.2Data Frame115 A.3.3Command Frames116 A.4Application Support(APS) Layer116 A.4.1Framestruktur116 A.4.1.1Frame control field117 A.4.1.2Destination endpoint field118 A.4.1.3Cluster identifier field118 A.4.1.4Profile identifier field118 A.4.1.5Source endpoint field118 A.4.2Data Frame118 A.4.3Command Frame119 A.4.4Acknowledgement Frame119 A.5ZigBee Device Object(ZDO)120 A.5.1Network Manager120 A.5.2Device und Service Discovery Manager120 A.5.3Binding Manager120 A.5.4Security Manager120 A.5.5Node Manager121 A.6Application Framework(AF)121 A.7ZigBee Security121 B.Kapitel 3123 B.1Abbildung Entfernungsmesser123 C.Kapitel 4124 C.1Herleitung Lade- und Entladeformel Kondensator124 C.2Softwarerealisierung Non-Beacon Netzwerk126 C.2.1Darstellung der Zustandszusammenhänge durch State Charts126 C.2.2Darstellung des zeitlichen Ablaufes durch Ablaufdiagramme128 C.2.3Darstellung des Stromverbrauchs und Berechnung der Lebensdauer131 C.3Berechnung Gold Cap Nutzung134 Literaturverzeichnis138 Index140 Technology & Engineering / Telecommunications, Diplomica Verlag

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ISBN: 9783832494162

ID: 9783832494162

1. Auflage, 1. Auflage, [KW: PDF ,ELEKTRONIK,ELEKTROTECHNIK,NACHRICHTENTECHNIK ,TECHNOLOGY ENGINEERING , TELECOMMUNICATIONS ,NACHRICHTENTECHNIK ,NATURWISSENSCHAFTEN MEDIZIN INFORMATIK TECHNIK , TECHNIK , ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK NACHRICHTENTECHNIK ,BLUETOOTH WLAN REICHWEITE STR] <-> <-> PDF ,ELEKTRONIK,ELEKTROTECHNIK,NACHRICHTENTECHNIK ,TECHNOLOGY ENGINEERING , TELECOMMUNICATIONS ,NACHRICHTENTECHNIK ,NATURWISSENSCHAFTEN MEDIZIN INFORMATIK TECHNIK , TECHNIK , ELEKTRONIK ELEKTROTECHNIK NACHRICHTENTECHNIK ,BLUETOOTH WLAN REICHWEITE STR

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ZigBee Funktechnologie - Mathias Rebl
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Mathias Rebl:
ZigBee Funktechnologie - Erstausgabe

2006, ISBN: 9783832494162

ID: 28234879

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