Electrical Load Control Systems Based on Wireless Data Networks with Self-Organizing Topology

Ирина Михайловна Кирпичникова, Алексей Юрьевич Усков, Андрей Игоревич Цимбол

Аннотация


Представлен обзор современных протоколов беспроводной связи, используемых в системах автоматизации жилых зданий для решения задачи удаленной коммутации мощных бытовых электрических нагрузок. Приведена сравнительная характеристика актуальных в настоящее время протоколов беспроводной связи, а также проводится анализ используемой элементной базы на предмет доступности и возможности применения в серийно выпускаемых системах управления.

В результате обзора современных беспроводных технологий для решения задачи удаленного управления электрическими нагрузками в системах автоматизации жилых зданий была выбрана технология самоорганизующихся сетей с ячеистой топологией ESP-MESH, рассмотрены ее преимущества, основным из которых является IP-адресация и как следствие – высокая интеграция с такими распространенными сетевыми технологиями, как Wi-Fi и Ethernet, что актуально для указанной сферы применения.

Предложенный вариант позволяет при проектировании систем автоматизации жилых зданий решить задачи по обеспечению надежности связи благодаря самоорганизации топологии сети, покрытию зон с размерами, превышающими дальность связи традиционных систем «точка – точка», обеспечивая при этом безопасность передачи данных за счет предоставляемых разработчиками протокола ESP-MESH, технологий шифрования. При этом была рассмотрена зависимость вероятности и условной вероятности установления соединения от числа закрытых транзитов (обрыв связи между узлами сети).


Ключевые слова


ячеистая сеть; топология сети; надежность

Полный текст:

PDF

Литература


Uskov A.Yu., Tsimbol A.I., Monastyrenko V.I. [Method of Switching Electrical Loads of Residential Premises]. Elektrotekhnicheskie sistemy i kompleksy [Electrotechnical Systems and Complexes], 2019, no. 4 (45),

pp. 29–34. (in Russ). DOI: 10.18503/2311-8318-2019-4(45)-29-34

Valyavskiy Yu.P. [Electrical Installation in “Smart House”]. Energobezopasnost' v dokumentakh i fak-takh [Energy Security in Documents and Facts], 2006, no. 4, pp. 28–37. (in Russ)

Dyadyunov A.N., Kadyrbaeva A.R. [Defining Wireless LAN Propagation Zones]. Universum: tekhnicheskie nauki [Universum: Technical Science], 2017, no. 7 (40), pp. 18–23. (in Russ)

Standard IEEE 802.15.4. Available at: http://www.ieee802.org/15/pub/TG4.html (accessed 24.12.2019).

Guss S.V. [Private Wireless Mesh Networks]. Matematicheskie struktury i modelirovanie [Mathemati-cal Structures and Modeling], 2016, no. 4 (40), pp. 102–115. (in Russ)

About Z-Wave Technology. Available at: https://z-wavealliance.org/about_z-wave_technology/ (ac-cessed 24.12.2019).

Standard IEEE 802.15.1. Available at: http://www.ieee802.org/15/pub/TG1.html (accessed 24.12.2019).

Grigor'ev V.A., Lagutenko O.I., Raspaev Yu.A. Sistemy i seti radiodostupa [Radio Access Systems and Networks]. Moscow, Eko-Trendz Publ., 2005. 384 p.

Protocol ESP-MESH. Available at: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/api-guides/mesh.html (accessed 24.12.2019).

ZigBee VS Thread: Tekhnologii postroeniya besprovodnykh MESH-setey [ZigBee VS Thread: Wire-less MESH technologies]. Available at: https://www.compel.ru/lib/92808 (accessed 24.12.2019).

Development board ESP32-DEVKITC. Available at: https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/

latest/hw-reference/get-started-devkitc-v2.html (accessed 24.12.2019).

Tatarnikova T.M. [Analytical-statistical Model for Estimation of the Survival of Networks with MESH Topology]. Informatsionno-upravlyayushchie sistemy [Management Information Systems], 2017, no. 1 (86).

pp. 17–22 (in Russ). DOI: 10.15217/issn1684-8853.2017.1.17




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/power200110

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.