음 어쩌다보니, digi 사의 xbee 라는 무선통신모듈을 사용하게 됐다.
근데 난 무선통신에 관한 지식이 너무 없는 것 같아, 여기저기에 퍼져있는 웹페이즤를 참고로 하여 살짜아콤 블로그로 정리해보려고 한다. (틀린 정보가 다수 포함되어 있을 가능성이 높습니다. 참고한 페이지를 아래에 정리해두겠습니다.)
일단 Zigbee 는 저가격 & 저전력 이라는 저렴콤보의 무선센서네트워크 구축에 적합한 무선통신규격이다.
뭐 익히들 알고있는 Bluetooth 나 UWB 처럼, 무선 PAN(퍼쓰날 아레아 네트워크) 에 속해 있음. 솔직히 UWB는 모른다.
보통 전송속도는 250kbps 로 다른 무선PAN 에 비하면 느리다.
zigbee 의 아키텍쳐(구조?! 물리계층?! 아 몰라!!)
- 물리층
- MAC층
- 네트워크층
- 어플리케이션층
- 어플리케이션서브층
요로코롬 5층
각층의 서비스 인터페이스는 프리미티브라고도 불리우며(설마 primitive), 요구, 확인, 응답, 통지 의 4종류 중에서 필요한걸 갖춘다.
물리층이랑 MAC층은 IEEE802.15.4 의 규정에 따르고, 네트워크층이랑 어플리케이션서포트서브층은 zigbee alliance 가 표준화를 담당하고 있다고 한다.
어플리케이션의 개발은 유저한테 맡겨져 있지만서도, zigbee alliance 로부터 개발환경(zigbee 어플리케이션 프레임워크, 네트워크 관리 기능의 zigbee 디바이스오브젝트)이 제공되고 있다.
흐으음... 각층이 하는일을 한번 볼까?
물리층에서는, 사용주파수나 채널, 변조, 통신프레임 등이 정해져있다. 물리층에서 정한다는 뜻인듯..?
zigbee 의 사용주파수는 여러개 있지만(868MHz, 915MHz, 2.4GHz) 일본에선 2.4Ghz밖에 못쓰는듯. (통신법)
Zigbee에 쓰이는 디바이스는 물리디바이스, 논리 디바이스 요로코롬 2종류로 나뉘는데, 뭐 그 구분은 network topology 에 관여한다.
물리디바이스는 IEEE802.15.4의 규정에 의해 FFD, RFD 풀펑션, 레듀시드 펑션. 요로코롬있다. 레듀시드 펑션은 값싼놈인데, 루터가 안달려있다. 즉, RFD 는 지가 오야붕은 못돼고 꼬붕만 된다.
논리디바이스는 zigbee 네트워크에 있어서의 역할에 따라, 지그비 코디네이터, 지그비 루터, 지그비 엔드포인트 로 나뉜다. 지그비 코디네이터는 네트워크에 꼬옥 1대만 존재하고, 처음에 네트워크를 기동하는 역할을 한다. 지그비루터는 뭐 데이터전송하는 놈이라, 데이터를 차례차례 건네는 멀티호프네트워크를 실현한다.
그리고!!!!!! 뭔가 중요할 것 같은
Network Topology의 선택!
zigbee의 경우 기본이 되는 network topology 는 , star형과, PtoP(Peer to Peer) 형 의 2종류다.
PtoP 에 의해, 다른 PAN 은 못하는 mesh network 를 구성할 수 있다는 특징이 이씀!
영어wiki 에 의하면,
The ZigBee network layer natively supports both star and tree typical networks, and generic mesh networks.
Every network must have one coordinator device, tasked with its creation, the control of its parameters and basic maintenance. Within star networks, the coordinator must be the central node. Both trees and meshes allows the use of ZigBee routers to extend communication at the network level.
그리고 다시 일본어 5분에이해하는~ 페이지에 의하면,
スター型のネットワークは、中心にZigBeeコーディネータ（ZigBeeルータ）を置き、その周囲にZigBeeエンドポイントを配置します。通信は1ホップのみで、非常にシンプルなネットワークです。エンドポイントは通信が必要なときだけ起動すればいいので、省電力なネットワークになります。なお、スター型ネットワークに親子関係を持たせたクラスタツリー型のネットワークを構築することも可能です。
뭐 이런말!
오키??
에이씨 이왕 이래 된거,
PtoP型のネットワークは、すべてのノードにルータ機能を持つFFDを配置して、メッシュ型のネットワークを構築できます。マルチホップ通信ができることで、1つのノードから見て電波が届かないノードまでデータを送信することができます。また、通信経路が冗長化されるというメリットもあります。しかし、端末をスリープさせることが難しく、電力消費も大きくなります。
2개 섞어서 하이브리드로도 쓸 수 있다.
예: センサーネットワークなどの場合、センサーノードはスター型、集計ノードはメッシュ型のように適所適材でネットワークトポロジーを選択できます。
아 집에 가고싶으니까 붙여넣기 신공..
‐ 混信を制御するための競争と協調
지그비에서는 혼신을 방지하기 위한 접근제어방식으로, 전송로의상태를 확인해서, 비어 있으면, 랜덤한 시간을 가진 데이터를 송신하는 CSMA/CA가 채용되어 있다.
지그비의 접근제어방식: CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）
이유: 혼진을 방지하기 위해.
설명: 전송로의 상태를 확인해서, 비어있으면 랜덤한 시간을 가진 데이터를 송신하는 방법.
그러나, 지그비에서는 숨김노드문제라는 과자게 남아 있습니다.
목표노드 T에 대해서, 데이터를 송신하려고 하는 노드 A랑 B가 서로 통신범위밖에 있을 때, A와 B는 케리어센스 못하고, 노드T에서 충돌이 발생하는것.
Zigbee 에서의 해결책: 슈퍼프레임.
각각의 노드는 CAP（Contention Access Period） 이라고 불라우는 CSMA/CA 에 의해 자유경쟁에 의한 통신시간과, CFP（Contention Free Period）라 불라우는 ZigBee 코디네이터의 허가를 받은 노드만, 데이터송신할수있는 통신시간에 따르는 것이 되었습니다.
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참고페이지
http://www.atmarkit.co.jp/frfid/special/5minzb/01.html (거의 이거 번역이라고 봐도 무방할덧)
http://ja.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%81%EB%B9%84
http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15.4
http://en.wikipedia.org/wiki/Carrier_sense_multiple_access_with_collision_avoidance
근데 난 무선통신에 관한 지식이 너무 없는 것 같아, 여기저기에 퍼져있는 웹페이즤를 참고로 하여 살짜아콤 블로그로 정리해보려고 한다. (틀린 정보가 다수 포함되어 있을 가능성이 높습니다. 참고한 페이지를 아래에 정리해두겠습니다.)
일단 Zigbee 는 저가격 & 저전력 이라는 저렴콤보의 무선센서네트워크 구축에 적합한 무선통신규격이다.
뭐 익히들 알고있는 Bluetooth 나 UWB 처럼, 무선 PAN(퍼쓰날 아레아 네트워크) 에 속해 있음. 솔직히 UWB는 모른다.
보통 전송속도는 250kbps 로 다른 무선PAN 에 비하면 느리다.
zigbee 의 아키텍쳐(구조?! 물리계층?! 아 몰라!!)
- 물리층
- MAC층
- 네트워크층
- 어플리케이션층
- 어플리케이션서브층
요로코롬 5층
각층의 서비스 인터페이스는 프리미티브라고도 불리우며(설마 primitive), 요구, 확인, 응답, 통지 의 4종류 중에서 필요한걸 갖춘다.
물리층이랑 MAC층은 IEEE802.15.4 의 규정에 따르고, 네트워크층이랑 어플리케이션서포트서브층은 zigbee alliance 가 표준화를 담당하고 있다고 한다.
어플리케이션의 개발은 유저한테 맡겨져 있지만서도, zigbee alliance 로부터 개발환경(zigbee 어플리케이션 프레임워크, 네트워크 관리 기능의 zigbee 디바이스오브젝트)이 제공되고 있다.
흐으음... 각층이 하는일을 한번 볼까?
물리층에서는, 사용주파수나 채널, 변조, 통신프레임 등이 정해져있다. 물리층에서 정한다는 뜻인듯..?
zigbee 의 사용주파수는 여러개 있지만(868MHz, 915MHz, 2.4GHz) 일본에선 2.4Ghz밖에 못쓰는듯. (통신법)
| 周波数 | チャネル数 | 変調方式 | 伝送速度 |
|---|---|---|---|
868MHz
|
1
|
BPSK
|
20kbps
|
915MHz
|
10
|
BPSK
|
40kbps
|
2.4GHz
|
16
|
O-QPSK
|
250kbps
|
Zigbee에 쓰이는 디바이스는 물리디바이스, 논리 디바이스 요로코롬 2종류로 나뉘는데, 뭐 그 구분은 network topology 에 관여한다.
물리디바이스는 IEEE802.15.4의 규정에 의해 FFD, RFD 풀펑션, 레듀시드 펑션. 요로코롬있다. 레듀시드 펑션은 값싼놈인데, 루터가 안달려있다. 즉, RFD 는 지가 오야붕은 못돼고 꼬붕만 된다.
논리디바이스는 zigbee 네트워크에 있어서의 역할에 따라, 지그비 코디네이터, 지그비 루터, 지그비 엔드포인트 로 나뉜다. 지그비 코디네이터는 네트워크에 꼬옥 1대만 존재하고, 처음에 네트워크를 기동하는 역할을 한다. 지그비루터는 뭐 데이터전송하는 놈이라, 데이터를 차례차례 건네는 멀티호프네트워크를 실현한다.
| 物理デバイスタイプ | FFD | RFD |
|---|---|---|
ルータ機能
|
あり
|
なし
|
コーディネータ
|
なれる
|
なれない
|
ルータ
|
なれる
|
なれない
|
エンドポイント
|
なれる
|
なれる
|
| 論理デバイスタイプ | ZigBee コーディネータ | ZigBee ルータ | ZigBee エンドポイント |
|---|---|---|---|
ネットワーク立ち上げ
|
できる
|
できない
|
できない
|
ルータ機能
|
できる
|
できる
|
できない
|
ビーコン発行
|
できる
|
できる
|
できない
|
管理範囲
|
すべてのノード
|
自身の子ノード
|
自身
|
그리고!!!!!! 뭔가 중요할 것 같은
Network Topology의 선택!
zigbee의 경우 기본이 되는 network topology 는 , star형과, PtoP(Peer to Peer) 형 의 2종류다.
PtoP 에 의해, 다른 PAN 은 못하는 mesh network 를 구성할 수 있다는 특징이 이씀!
영어wiki 에 의하면,
The ZigBee network layer natively supports both star and tree typical networks, and generic mesh networks.
Every network must have one coordinator device, tasked with its creation, the control of its parameters and basic maintenance. Within star networks, the coordinator must be the central node. Both trees and meshes allows the use of ZigBee routers to extend communication at the network level.
그리고 다시 일본어 5분에이해하는~ 페이지에 의하면,
スター型のネットワークは、中心にZigBeeコーディネータ（ZigBeeルータ）を置き、その周囲にZigBeeエンドポイントを配置します。通信は1ホップのみで、非常にシンプルなネットワークです。エンドポイントは通信が必要なときだけ起動すればいいので、省電力なネットワークになります。なお、スター型ネットワークに親子関係を持たせたクラスタツリー型のネットワークを構築することも可能です。
뭐 이런말!
오키??
에이씨 이왕 이래 된거,
PtoP型のネットワークは、すべてのノードにルータ機能を持つFFDを配置して、メッシュ型のネットワークを構築できます。マルチホップ通信ができることで、1つのノードから見て電波が届かないノードまでデータを送信することができます。また、通信経路が冗長化されるというメリットもあります。しかし、端末をスリープさせることが難しく、電力消費も大きくなります。
2개 섞어서 하이브리드로도 쓸 수 있다.
예: センサーネットワークなどの場合、センサーノードはスター型、集計ノードはメッシュ型のように適所適材でネットワークトポロジーを選択できます。
아 집에 가고싶으니까 붙여넣기 신공..
‐ 混信を制御するための競争と協調
지그비에서는 혼신을 방지하기 위한 접근제어방식으로, 전송로의상태를 확인해서, 비어 있으면, 랜덤한 시간을 가진 데이터를 송신하는 CSMA/CA가 채용되어 있다.
지그비의 접근제어방식: CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）
이유: 혼진을 방지하기 위해.
설명: 전송로의 상태를 확인해서, 비어있으면 랜덤한 시간을 가진 데이터를 송신하는 방법.
그러나, 지그비에서는 숨김노드문제라는 과자게 남아 있습니다.
목표노드 T에 대해서, 데이터를 송신하려고 하는 노드 A랑 B가 서로 통신범위밖에 있을 때, A와 B는 케리어센스 못하고, 노드T에서 충돌이 발생하는것.
Zigbee 에서의 해결책: 슈퍼프레임.
각각의 노드는 CAP（Contention Access Period） 이라고 불라우는 CSMA/CA 에 의해 자유경쟁에 의한 통신시간과, CFP（Contention Free Period）라 불라우는 ZigBee 코디네이터의 허가를 받은 노드만, 데이터송신할수있는 통신시간에 따르는 것이 되었습니다.
ZigBeeでは、混信を防ぐためのアクセス制御方式として、伝送路の状態を確認して、空いていればランダムな時間を待ってデータを送信するCSMA/CAが採用されています。イーサネットでもCSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）として利用されている方式なので、なじみのある方も多いのではないでしょうか。
しかし、ZigBeeには隠れノード問題という課題が残されています。目標ノードTに対してデータを送信しようとするノードAとBがお互いの通信範囲の外にある場合、AとBはキャリアセンスできず、ノードTで衝突が発生するのです。
ZigBeeでは、これを防ぐためにスーパーフレームという仕組みを導入しました。これにより、それぞれのノードは、CAPと呼ばれるCSMA/CAによる自由競争による通信時間と、CFPと呼ばれるZigBeeコーディネータに許可を得たノードだけがデータを送信できる通信時間に従うことになりました。
スーパーフレームは、ネットワーク内の同期を取るためのビーコンから始まり、CAP、CFP、非活動時間（Inactive Period）までを周期となっています。========================================
참고페이지
http://www.atmarkit.co.jp/frfid/special/5minzb/01.html (거의 이거 번역이라고 봐도 무방할덧)
http://ja.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%A7%81%EB%B9%84
http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee
http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15.4
http://en.wikipedia.org/wiki/Carrier_sense_multiple_access_with_collision_avoidance