IEEE 802.15.4 - PowerPoint PPT Presentation

Loading...

PPT – IEEE 802.15.4 PowerPoint presentation | free to download - id: 6dec3a-NTJlO



Loading


The Adobe Flash plugin is needed to view this content

Get the plugin now

View by Category
About This Presentation
Title:

IEEE 802.15.4

Description:

IEEE 802.15.4 Davor ivko – PowerPoint PPT presentation

Number of Views:2
Avg rating:3.0/5.0
Date added: 28 September 2020
Slides: 21
Provided by: ziv83
Learn more at: http://spvp.zesoi.fer.hr
Category:
Tags: ieee | bluetooth

less

Write a Comment
User Comments (0)
Transcript and Presenter's Notes

Title: IEEE 802.15.4


1
IEEE 802.15.4
  • Davor Živko

2
Uvod
  • WPAN (wireless personal area network)
  • Široko podrucje
  • Razlicite namjene, karakteristike i tipovi mreža
  • Definirane IEEE 802.15 standardima
  • IEEE 802.15.1...Bluetooth
  • IEEE 802.15.2...Koegzistencija WLAN i WPAN mreža
  • IEEE 802.15.3...HR (high rate) WPAN
  • IEEE 802.15.4...ZigBee

3
IEEE 802.15.4
  • IEEE 802.15.4 standard definira
  • Fizicki sloj (PHY)
  • Media access sloj (MAC)
  • Optimiziran za primjenu u mrežama sa
  • Mala brzina prijenosa podataka
  • Mala kolicina podataka
  • Jednostavna mreža
  • Niska cijena
  • Veoma niska potrošnja energije

4
IEEE 802.15.4
  • Primjena u aplikacijama kao što su
  • Bežicno mjerenje i nadgledanje
  • Upravljanje osvjetljenjima
  • Alarmni sustavi
  • Detektori pokreta
  • Termostati
  • Detektori dima
  • Daljinski monitoring pacijenata
  • Industrijska automatizirana postrojenja

5
Fizicki (PHY) sloj
  • Glavni zadatak PHY sloja je
  • Kontrola radio odašiljaca i prijamnika
  • Mjerenje kvalitete veze (LQI)
  • Provjera oslobodenosti kanala za odašiljanje
  • PHY sloj radi u tri frekvencijska pojasa
  • 868 do 868.6 MHz, 20Kbps, 1 kanal
  • 902 do 928 MHz, 40KBps, 10 kanala
  • 2.400 do 2483.5 MHz, 250Kbps, 16 kanala
  • 868 MHz i 2.4GHz su ISM pojasevi

6
Fizicki (PHY) sloj
  • Struktura paketa PHY sloja je
  • Sinhronizacijsko zaglavlje SHR
  • Signalizacija pocetka okvira SFD
  • PHY zaglavlje (sadrži duljinu sadržaja)
  • Sadržaj (payload) sadrži paket MAC sloja

7
MAC sloj
  • Zadatci MAC sloja su
  • Generiranje i sinhronizacija na mrežnu zraku
    (network becon)
  • Ostvarivanje pouzdane veze izmedu dva uredaja
  • U njemu su ugradeni odredeni sigurnosni mehanizmi
  • Održava GTS mehanizam
  • Vrste podržanih mržnih topologija su
  • Zvjezdasta (star)
  • Od tocke do tocke (peer to peer)

8
MAC sloj
  • Vrste podržanih uredaja u mreži
  • Uredaji sa punom funkcionalnošcu (FFD)
  • Uredaji sa reduciranom funkcionalnošcu (RFD)

9
MAC sloj
  • FFD uredaji
  • Mogu biti mrežni koordinatori
  • Implementiraju cijeli protokolni slog
  • RFD uredaji
  • Implementiraju minimalni dio protokolnog sloga
  • Koriste se kao vanjski cvorovi mreže (senzori)
  • Ne mogu biti mrežni koordinatori i upravljati
    tokom podataka

10
MAC sloj
  • MAC sloj definira 4 tipa okvira (frame)
  • Okvir zrake (becon frame)
  • Podatkovni okvir (data frame)
  • Okvir za potvrdu prijema (acknowledgement frame)
  • MAC naredbeni okvir (command frame)
  • Okvir zrake (becon frame)
  • Periodicki odašiljani od strane mrežnog
    koordinatora
  • Služe za identificiranje mreže i sinhronizaciju
    uredaja na mrežu

11
MAC sloj
  • Podatkovni okvir (data frame)
  • Prijenos podataka
  • U sadržaju (payload) ovog okvira nalaze se
    paketi viših slojeva
  • Okvir za potvrdu prijema
  • Potvrda uspješnog prijema okvira
  • Njegovo korištenje je opcionalno

12
MAC sloj
  • MAC naredbeni okvir (command frame)
  • Koristi se za komunikaciju i pregovaranje izmedu
    MAC entiteta na raznim uredajima
  • Sadrži polje za identifikaciju naredbenog okvira
    i naredbene podatke
  • MAC sucelje prema višim slojevima
  • Nije direktno ponudeno programeru
  • Niz rudimentarnih pravila koja objašnjavaju kada,
    kako i kakvi podatci mogu se izmjenjivati izmedu
    MAC i viših slojeva

13
Prikljucivanje uredaja
  • Prije prikljucenja uredaj obavlja
  • Reset MAC sloja
  • Pretraživanje radio kanala
  • U slucaju uspješnog pretraživanja šalje zahtjev
    mrežnom koordinatoru
  • Ako je prikljucivanje moguce, uredaj dobiva
    adresu od koordinatora za identifikaciju na mreži
  • Iskljucivanje se obalja uklanjanjem svih podataka
    o mreži(u uredaju) i uredaju(u koordinatoru)

14
Prijenos podataka
  • Postoje 3 scenarija
  • Prijenos podataka od uredaja, koordinatoru
  • Prijenos podataka od koordinatora, uredaju
  • Prijenos podataka izmedu uredaja
  • Prijenos podataka od uredaja, koordinatoru
  • Moguca sinhronizacija (becon broadcast)
  • Mogucnost slanja bez sinhronizacije
  • Kao opcija, može se slati potvrda prijema
    podataka

15
Prijenos podataka
  • Prijenos podataka od koordinatora, uredaju
  • Signalizacija uredaju o postojecim podatcima za
    njega (becon broadcast)
  • Periodicko slanje zahtjeva za podatcima
    koordinatoru (non-becon)
  • Opcija potvrda prijema
  • Prijenos podataka izmedu dva uredaja
  • Izmedu bilo koja dva uredaja u mreži
  • Topologija od od tocke do tocke

16
Sigurnost
  • Postoji nekoliko razina osiguranja sigurnog
    prijenosa podataka
  • Kontrola pristupa
  • Kodiranje podataka
  • Cjelovitost okvira (frame integrity)
  • Osvježavanje sekvence
  • Nesigurni nacin

17
Sigurnost
  • Kontrola pristupa
  • Uredaj održava ACL (access control list)
  • Ukoliko neki uredaj želi komunicirati, ali se ne
    nalazi na ACL listi, ignorira ga se
  • Kodiranje podataka
  • Mehanizam kodiranja koristi simetricnu šifru
  • Podatke može citati samo onaj uredaj koji ima
    isti enkripcijski kljuc

18
Sigurnost
  • Cjelovitost okvira (frame integrity)
  • Uvodi se MIC (message integrity code)
  • Osiguranje od neovlaštenog mijenjanja poruke
  • Osiguranje prijema poruke od strane uredaja sa
    istim enkripcijskim kljucem
  • Osvježavanje sekvence
  • Cuvanje zadnjeg korištenog broja sekvence
    (frehness value)
  • Odbacivanje okvira koji se ponavljaju ili imaju
    stariji broj sekvence

19
IEEE 802.15.4 ZigBee
  • ZigBee Alliance
  • Neprofitno udruženje kompanija iz podrucja
    elekronike
  • Razvoj protokola (ZigBee protocol) na temelju
    IEEE 802.15.4 standarda
  • Razvoj viših slojeva protokola i cijelog
    protokolnog sloga (ZigBee stack)
  • Razvoj profila, specifikacija i proširenja,
    baziranih na IEEE standardu za pojedine
    aplikacije

20
  • Hvala na pažnji
  • Kraj
About PowerShow.com