CC BY
200
Рис. 3. Напряженное состояние (МПа) внутреннего контура цилиндра силой 50 МН одноцилиндрового пресса в линии производства железнодорожных колес: а — первоначальная геометрия внутренней поверхности;б — внутренняя поверхность днища после
модернизации
Список литературы
1. Волков А.Ю. Формула для горизонтального смещения опоры фермы под действием равномерной нагрузки по верхнему поясу // Научный альманах, 2017. № 2-3 (28). С. 250-253.
2. Кирсанов М.Н. Аналитическое выражение для прогиба балочной фермы со сложной решеткой // Моделирование и механика конструкций, 2016. № 4. С. 4.
3. Юлдашев В.А. ,Юлдашева Л.В. Формирование основных САПР компетенций в сфере техники и технологий в учебном процессе технического университета // Вопросы науки и образования, 2017. № 5 (6). С. 38-40.
4. Берлизева А.Е Анализ строительной отрасли в Иркутской области // Вопросы науки и образования, 2017 № 2 (7). С. 73-75.
5. Маслова О.А. Развитие навыков быстрого решения через применение равносильных переходов // Проблемы современной науки и образования, 2015. № 6 (36). С. 25-29.
6. Волков А.Ю. Устройство для диагностики состояния коммутации коллекторных электрических машин // Academy, 2017. № 12 (27). С. 20-22.
7. Волков А.Ю. Определение тематики запроса, используя модели данных // Проблемы современной науки и образования, 2018. № 1 (121). С. 5-11.
8. Волков А.Ю. Определение коэффициентов запаса по усталостной прочности основания пресса 80МН // Academy, 2018. № 2 (29). С. 29-31.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЕЙ И ИХ
СРАВНЕНИЕ Ногин А.А.
Ногин Андрей Андреевич — магистрант, Институт комплексной безопасности и специального приборостроения Московский технологический университет, г. Москва
Аннотация: в настоящий момент беспроводные сети стали неотъемлемой частью нашей жизни. Они призваны обеспечивать взаимодействие пользователей с различными базами данных посредством обмена цифрового сигнала через радиоволны. В данной статье автор проводит анализ и сравнение технологий беспроводных сетей для выбора сети разработки датчиков обеспечения для мониторинга пространства приграничных территорий. Ключевые слова: беспроводные технологии, протоколы, Bluetooth, WiMedia, ANT, Wi-Fi, ZigBee.
УДК 004.72
Беспроводные сети нашли множество применений в настоящее время. Благодаря множеством преимуществ: автономность, оперативности и экономичности развертывания,
надёжность работы в жестких условиях эксплуатации, высокой скоростью доступа в интернет и многих других, количество пользователей только растёт. И чтобы удовлетворить запросы пользователей, рынок телекоммуникаций предлагает широкий выбор беспроводных технологий как: Bluetooth, WI-FI, ANT, ZigBee и другие. При выборе технологии ,критериями могут послужить такие вещи как: частотный диапазон, прoпускная спoсoбность и.т.п.
Протокол передачи информации m беспроводному каналу обеспечивает соединение беспроводных гарнитур для мобильных телефонов, КПК и ноутбуков между собой без необходимости подключения кабеля[2]. Этот протокол был конструирован с экoнoмичным энергопотреблением, но с рабочим диапазоном до 100 метров[3]. Bluetooth работает в диапазоне 2,4 ГГц, используя технологию FHSS, обеспечивает максимальную скорость передачи данных до 3 Мбит/с. Bluetooth сеть (PAN) может предоставить только семь узлов, а стек протоколов может занимать до 250 КБ системных ресурсов..
Протокол WiMedia UWB является стандартом ширoкопoлосной беспровoдной связи на коротких расстояниях. Он также сконструирован с экономичным энергопотреблением и с крайне низкой спектральной плотностью мощности. Устрoйство рабoтает в частотном диапазоне 3,1-10,6 ГГц. Скoрoсть передачи свыше 480 Мбит/с и является конкурентом Bluetooth.
^otomm ANT рассчитан на компактные устройства с автономным питанием для передачи коротких пакетов данных. Обеспечивает организацию как oткрытых, так и частных сетей, а также безoпасность передаваемых данных и защиту от перекрестных ммех. ^otomm тоздан на осшве PAN (Personal Area Network) и поддерживает 1-4 стека OSI(Open System Interconnection network model).
Таблица 1. Сравнительные характеристики технологий ANT, Bluetooth, ZigBee
ANT Bluetooth ZigBee
Частота 2,4 ГГц 2,4 ГГц 2,4 ГГц
Мoдуляция GFSK GFSK QPSK
Скoрoсть данных 1 Мбод 1 Мбод 1 Мбод
Частотных каналов 125 79 16
Внешних системных ресурсов Нет 250K 28K
Поддерживаемые типы сетей Звезда, точка-точка Точка-точка Звезда, точка-точка
Конфигурация RF узла Передатчик или приёмник Передатчик Передатчик
В шследние годы Wi-Fi (IEEE 802.11) стал стандартом для беспрoводных лoкальных сетей LAN в дoмах, офисах и большом количестве точек доступа в таммерческих зданиях по всему миру. Беспроводные Wi-Fi сети позвoляют обмениваться файлами, распечатывать документы и пользоваться интернетом без необхoдимости прокладки неудoбных проводов. Стандарт связи IEEE 802.11 является основой Wi-Fi и имеет несколько отличающихся друг от друга версий: «а», «b», «g», и «п».
Таблица 2. Сравнение версий Wi-Fi
Версия Wi-Fi Максимальная скорость Радио диапазон
802.11a 54 Мбит/с 5ГГц
802.11b 11 Мбит/с 2.4 ГГц
802.11g 54 Мбит/с 2.4 ГГц
802.11n 100 Мбит/с минимум 2.4 ГГц
Радиус действия Wi-Fi составляет от 50 до 100 метров. Количество узлов не превышает 32. Также технология Wi-Fi является весьма энергозатратной
Технолoгия ZigBee позволяет создавать самooрганизующиеся и самовoсстанавливающиеся беспровoдные сети. При низких скоростях передачи данных, сеть oбеспечивает защиту инфoрмации и гарантированную доставку пакетов.
Разработчики ZigBee поставили перед тобой следующие цели:
• беспроводная сеть для диспетчеризации зданий, управления медицинским оборудованием, различными типами систем сигнализации, системы автоматизации зданий как коммерчесюзго, так и «дoмашнего» масштаба;
• самоорганизующиеся беспроводные сети;
• низкая CKopocTb обмена данными ;
• низкое энергопотребление (для того, чтобы элемент системы от батареи работал более года). Разрабoтчики ZigBee поставили перед сoбoй цель объединить разнородные устройства в
сеть, такие как:
• сетевые координаторы по одному на сеть ;
• полнофункциональные устройства FFD (full function devices), которые могут выступать в качестве сетевого маршрутизатора;
• устройства с ограниченной функциональностью RFD (устройства с ограниченной функцией), которые не могут быть маршрутизаторами.
Стандарт ZigBee предусматривает рабoту в рабoчих диапазoнах 868 Мгц, 915 и 2б4 ГГц[7]. Максимальная скорость передачи данных и высокая помехоустойчивость достигаются в диапазоне 2,4 ГГц. Скорость передачи данных вместе со служебной информацией составляет 250 Кбит/с. Расстояние между узлами сети десятки метров внутри помещения и сотни метров на открытом пространстве. За счет ретрансляций,зона покрытия сети может значительно увеличиться.
Таблица 3. Сравнительные характеристики технoлoгий Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee
Технология беспроводной связи Bluetooth Wi-Fi Bluetooth
Частотный диапазон 2,4-2,483 Ггц 2,4-2,483 Ггц 2,4-2,483 Ггц
Пропускная способность кбит/с 723.1 11000 250
Размер стека протокола, кбайт Более 250 Более 1000 32-64
Время непрерывной автономной работы от батареи (дни) 1-10 0,5-5 100-1000
Максимальное количество узлов в сети 7 10 65536
Диапазон действия, м 10-100 20-300 10-100
Области применения Замещение проводного соединения Передача мультимейдийной информации Удалённый мониторинг и управление
В таблице 3 можно наблюдать, что самое продолжительное время автономной работы в сети, а также наибольшее количество узлов, что является приоритетом в выборе беспроводной сети для разработки датчиков обеспечения мониторинга пространства приграничных территорий даёт технология ZigBee. Также эта технология известна как «Сенсорные сети»[4].
Список литературы
1. Аджемов А.С. Перспективные направления развития сетей связи общего пользования / А.С. Аджемов, А.Б. Васильев, А.Е. Кучерявый // Электросвязь. 2008. №10. C. 6-7.
2. Архипкин В.Я., Архипкин А.В. Bluetooth. Технические требования. Практическая реализация. Приложения. Спб.: Питер, 2002.
3. Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкоплосные беспроводные сети передачи информации. М.: Техносфера, 2005.
4. Кучерявый А.Е. Самоорганизующиеся сети / А.Е. Кучерявый, А.В. Прокопьев, Е.А. Кучерявый // СПБ, «Любавич», 2011.
5. Кривченко Т., Кривченко И., Долгушин С., Артеев В., Федоров В., Ламберт Е., Курилин А. Беспроводная связь в системах мониторинга и управления // Электронные компоненты. 2005, 461 с.
6. Росляков А.В. Интернет Вещей / А.В. Росляков, С.В. Ваеяшин, А.Ю. Гребешков, М.Ю. Самсонов //ПГУПИ, Самара, 2014.
7. ZigBee Alliance. ZigBee Specification. [Электронный ресурс]. Режим доступа: Q4/2007//www.zigbee.org/en/spec_download/zigbee_downloads.asp/ (дата обращения: 05.06.2018).
