Сеть радиодатчиков, collision и SimpiciTI Опции

[turnon]

Нужно реализовать систему, которая будет собирать данные с датчиков температуры. Самая простая топология - звезда. Мастер - постоянно запитан. Слейвы (до 100 шт.) имеют батарейное питание и включаются на короткое время раз в 5-10 мин для передачи текущей температуры мастеру.

Собираюсь использовать CC1101 и протокол SimpliciTI, у него есть даже ретрансляторы, но они не нужны.

Но возникает одна проблема. Как избежать одновременной работы нескольких слейвов. Ведь при одновременной работе вместо пакета от одного слейва мастер получит кашу/мешанину и скорее всего не примет пакет вообще или отбросит его из-за несоответствия CRC.

И как я понял, в SimpliciTI эта проблема (коллизии) никак не решается.

Пока видится несколько вариантов решения, но ни один из них не вдохновляет.

1. В том же СС1101 есть технология под названием Clear Channel Assessment (CCA). Т.е. слейв перед отправкой может проверить, не занят ли канал другим слейвом. Но в этом случае при большом количестве слейвов некоторые могут очень долго ожидать свободного канала. К тому же во время ожидания будет использоваться батарейка. А слейв должен работать минимально возможное время, в отстальное время - сон.

2. Разделение по времени отправки пакета каждым слейвом. Непонятно как синхронизировать время. Даже если на каждом слейве есть RTC и время одинаковое, непонятно в какой момент слейв должен выполнять отправку.

Если у кого есть опыт реализации подобного, буду очень благодарен если поделитесь опытом/протоколом.

[mcheb]

По прошествии некоторого времени датчики выстроятся во времени и коллизий не будет

[jcxz]

Раз мастер имеет неограниченное питание, пусть управляет всем обменом - распределяет тайм-слоты в эфире. Выбираете некоторый период опроса, разбиваете его на тайм-слоты количеством равным максимальному кол-ву слэйвов. В начале каждого слота мастер пусть передаёт короткую посылку, содержащую номер слота и его длительность и общее кол-во слотов и после этого переходит на приём до конца слота. Каждый слэйв имеет свой уникальный номер. Когда у него есть данные на передачу, он слушает эфир, ловит ближайшую метку - начало слота, определяет по ней сколько осталось времени до слота с номером, равным его уникальному номеру и засыпает на время чуть меньшее, чтобы проснуться перед началом своего слота.
Для такого алгоритма не нужен никакой беспроводной протокол, достаточно простого приёмо-передатчика типа nRF24L01.

[Yogen]

Раз мастер имеет неограниченное питание, пусть управляет всем обменом - распределяет тайм-слоты в эфире. Выбираете некоторый период опроса, разбиваете его на тайм-слоты количеством равным максимальному кол-ву слэйвов. В начале каждого слота мастер пусть передаёт короткую посылку, содержащую номер слота и его длительность и общее кол-во слотов и после этого переходит на приём до конца слота. Каждый слэйв имеет свой уникальный номер. Когда у него есть данные на передачу, он слушает эфир, ловит ближайшую метку - начало слота, определяет по ней сколько осталось времени до слота с номером, равным его уникальному номеру и засыпает на время чуть меньшее, чтобы проснуться перед началом своего слота.
Для такого алгоритма не нужен никакой беспроводной протокол, достаточно простого приёмо-передатчика типа nRF24L01.

Здравствуйте.
Аналогичная задача – мастер с неограниченным питанием и слэйвы на аккумуляторах, всё на CC1101. Интуитивно пришёл к такому же алгоритму, какой предложили вы.
Но в чём необходимость обмена по тайм-слотам?
Возможен ли такой вариант (какие подводные камни):
1 Все слэйвы спят.
2 Включается мастер и рассылает широковещательный запрос.
3. Все слэйвы просыпаются по радио-запросу. Насколько я понял из доков на СС1101, у него есть соответствующий режим WOR (Wake-On-Radio).

4. Мастер по очереди оправляет пакеты по всем возможным радио-адресам, либо по тем которые у него есть в базе слэйвов, после каждого пакета ожидая ответа с данными.

5. Ну и на этом как бы всё, все спят дальше.


P.S. Может кто в курсе, при приёме пакета на CC1101, я получаю адрес того кто его отправил (на уровне драйвера)? В исходниках не нахожу соответствующего регистра.

[jcxz]

Но в чём необходимость обмена по тайм-слотам?
Возможен ли такой вариант (какие подводные камни):
1 Все слэйвы спят.
2 Включается мастер и рассылает широковещательный запрос.
3. Все слэйвы просыпаются по радио-запросу. Насколько я понял из доков на СС1101, у него есть соответствующий режим WOR (Wake-On-Radio).

1. Не знаю как там сделано в конкретном чипе, но чтобы он что-то принял, у него должен быть включен приёмник, а приёмник кушает много (имхо - на порядки больше просто спящего МК с выкл. радио-частью) и если передача из центра может произойти в любой момент, то значит приёмник должен быть включен всегда. И никакого малого потребления в этом случае не получите.
2. Если у Вас по каждому кадру от центра будут просыпаться все слэйвы, опять крайне не эффективно - захотел центр пообщаться плотно с одним узлом (какой-нить большой журнал считать с него) - и в результате в течение всего обмена все слэйвы в сети спать не будут.

[Yogen]

1. Не знаю как там сделано в конкретном чипе, но чтобы он что-то принял, у него должен быть включен приёмник, а приёмник кушает много (имхо - на порядки больше просто спящего МК с выкл. радио-частью) и если передача из центра может произойти в любой момент, то значит приёмник должен быть включен всегда. И никакого малого потребления в этом случае не получите.
2. Если у Вас по каждому кадру от центра будут просыпаться все слэйвы, опять крайне не эффективно - захотел центр пообщаться плотно с одним узлом (какой-нить большой журнал считать с него) - и в результате в течение всего обмена все слэйвы в сети спать не будут.

1. Думаю так и есть. Но именно чтобы "что-то принял", а чтобы просто проснулся похоже достаточно запроса из эфира. А принять можно и при следующем запросе, через интервал, необходимый для полного пробуждения. Вот дока от TI по этой фитче CC1101 http://www.ti.com/lit/an/swra126b/swra126b.pdf. Планирую так будить RF, а он уже через GPIO Разбудит МК.

2. В моём случае не критично, т.к. к этим слэйвам мастер будет приезжать очень редко, раз в неск. недель. Фактически это летаргический сон.

Сообщение отредактировал Yogen - Jan 5 2016, 08:43

[jcxz]

1. Думаю так и есть. Но именно чтобы "что-то принял", а чтобы просто проснулся похоже достаточно запроса из эфира. А принять можно и при следующем запросе, через интервал, необходимый для полного пробуждения. Вот дока от TI по этой фитче CC1101

Как определить "запрос" это или просто помеха прилетела из эфира? Без включённого приёмника, имхо - никак. А если рядом у Вас что-то работает в том-же диапазоне? Вафля например. Всё время просыпаться от неё будете.

[Yogen]

Как определить "запрос" это или просто помеха прилетела из эфира? Без включённого приёмника, имхо - никак. А если рядом у Вас что-то работает в том-же диапазоне? Вафля например. Всё время просыпаться от неё будете.

Надеюсь, просыпается по осмысленным сигналам в эфире, например по преамбуле пакета, нужно вчитаться в доку.
Но предложенный вами вариант с тайм-слотами , если я правильно понял вообще, подразумевает постоянную прослушку эфира или периодическое пробуждение по таймеру на МК?! Лучше уж случайно/иногда от помехи, чем постоянно или периодически.

[jcxz]

Но предложенный вами вариант с тайм-слотами , если я правильно понял вообще, подразумевает постоянную прослушку эфира или периодическое пробуждение по таймеру на МК?! Лучше уж случайно/иногда от помехи, чем постоянно или периодически.

Конечно периодическое пробуждение. Прочитайте мой пост внимательнее. В моём случае приёмник почти всё время полностью выключен. Если связь у Вас возникает редко, то таймслоты можно сделать большими (несколько секунд, а то и минут; в зависимости от требуемого времени реакции на опрос), а время вкл. состояния приёмника - миллисекунды. В этом случае потребление включенного приёмника размазывается в тысячи и десятки тысяч раз.