Статья

Название статьи ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ БЕСПРОВОДНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Автор О.А. Беляев, А.С. Рябоконь
Рубрика РАЗДЕЛ II. РАДИОСВЯЗЬ, ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОТЕХНОЛОГИИ
Месяц, год 04, 2015
Индекс УДК 621.396
DOI
Аннотация Во время разработки мобильных устройств разработчики сталкиваются с задачей выбора конкретных технических решений, при этом количество критериев, по которым производится оценка, тем выше, чем жестче требования к конечному продукту. Так выбор беспроводного модуля производится по критериям функциональности, удобства использования, энергопотребления, габаритов и конструктивных особенностей. Представлена методика оценки энергоэффективности различных беспроводных решений и приведен пример ее использования при выборе технологии беспроводной передачи данных для мобильного радиоэлектронного устройства. Трудность выбора заключается в том, что данных технической документации, предоставляемой производителем, не достаточно для адекватной оценки энергоэффективности и выбора того или иного беспроводного решения для конкретной задачи. Целью исследования является определение количественных показателей энергозатрат без макетирования с использованием дорогостоящих отладочных средств. Само понятие беспроводной технологии подразумевает не только особенности аппаратной реализации модуля или интегральной микросхемы трансивера, но и используемых протоколов передачи данных, свойства которых оказывают не меньшее влияние на результирующее энергопотребление проектируемого устройства. В существующих публикациях по данной тематике отсутствует комплексный подход к количественной оценке характеристик различных беспроводных технологий, который рассматривал бы каждое решение как совокупность аппаратных и программных cредств. Предпринята попытка к формированию методики оценки энергоэффективности расчетным методом при минимальном наборе исходных данных, введены новые количественные показатели и проведена оценка с использованием этих показателей для различных вариантов организации персональной беспроводной сети на базе технологий Bluetooth и ANT. Полученные результаты были использованы в качестве критериев выбора беспроводного решения при проектировании комплекса кардиомониторирования и эргометрии на базе НТЦ «Техноцентр» ЮФУ.

Скачать в PDF

Ключевые слова Вычислительные платформы; беспроводные технологии; микроэлектроника; энергоэффективность.
Библиографический список 1. Ник Ван Дирдонк. Сетевые стандарты беспроводных сетей с малым энергопотреблением // Электронные компоненты. – 2009. – № 3. URL: www.russianelectronics.ru/developerr/review/2191/doc/43290/ (дата обращения 2.04.2015).
2. Гайкович Г., Гайкович М. Беспроводные технологии и их применение в промышленности. Вопросы энергосбережения и выбора батарей // Электронные компоненты. – 2011. – № 10. URL: www.russianelectronics.ru/leader-r/review/2187/doc/57502/ (дата обращения 2.04.2015).
3. Беспроводной промышленный мониторинг. Интеллектуальные системы на базе сенсорных сетей // Институт точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева РАН. URL: www.ipmce.ru/img/release/is_sensor.pdf (дата обращения 2.04.2015).
4. Колыбельников А.И. Обзор технологий беспроводных сетей // Труды МФТИ. – 2012. – Т. 4, № 2. – С. 3-29.
5. Резник В.А. Инновации в мире беспроводных технологий: промышленный стандарт ISA100.11a // Автоматизация в промышленности. – 2011. – № 6. – С. 21-26.
6. Адамов Ю.Ф., Сибагатуллин А.Г., Сомов О.А. Тенденции развития сенсорных систем и интеллектуальных датчиков // Датчики и системы. – 2011. – № 5. – С. 58-59.
7. RF-IC Trends for Wireless Embedded Sensor Networks RF-IC Trends for Wireless Embedded Sensor Networks // Chipcon. URL: webs.cs.berkeley.edu/retreat-6-04/RF-
IC%20Trends%20for%20Wireless%20Embedded%20Sensor%20Networks %20-%20Chipcon.pdf (дата обращения 2.04.2015).
8. RF Front End Application and Technology Trends // Philips. URL: www.eet.bme.hu/~benedek/CAD_Methodology/Tutorials/iccad2003/ 6_ 2slides.pdf (дата обращения 2.04.2015).
9. Theodore Varelas. An overview of the trends and the challenges in RFIC Integration // Theta Microelectronics. URL: http://dsmc.eap.gr/ppts/varelaspres. pdf (дата обращения 2.04.2015).
10. nRF24LE1. 2.4 GHz RF System-on-Chip with flash // Nordic Semiconductor. URL: www.nordicsemi.com/eng/Products/2.4GHz-RF/nRF24LE1 (дата обращения 2.04.2015).
11. MSP430 SoC With RF Core // Texas Instruments. URL: www.ti.com/lit/ds/slas554h/slas554h.pdf (дата обращения 2.04.2015).
12. СС2650. SimpleLink multi-standard 2.4 GHz ultra-low power wireless MCU. URL: www.ti.com/product/cc2650 (дата обращения 2.04.2015).
13. BLE112 Bluetooth Smart Module // Bluegiga. A Silicon Labs Company. URL: www.bluegiga.com/en-US/products/ble112-bluetooth-smart-module/ (дата обращения 2.04.2015).
14. BlueMod+SR. Bluetooth Smart Ready Module // Stallman. URL: www.stollmann.de/en/modules/bluetooth-modules/bluemod-sr.html (дата обращения 2.04.2015).
15. Синютин Е.С. Новые интегральные решения для разработки сборщиков энергии из окружающей среды // Инженерный вестник Дона. – № 4. – URL: www.ivdon.ru/ru/magazine/ archive/N4y2014/2714 (дата обращения 2.04.2015).
16. Jin-Shyan Lee., Yu-Wei Su, and Chung-Chou Shen. A Comparitive Study of Wireless Protocols: Bluetooth, UWB, ZigBee, and Wi-Fi // The 33rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society (IECON). – Электрон. журн. – Taipei, Taiwan: 2007. – URL: eee.guc.edu.eg/announcements/ comparaitive_wireless_standards.pdf, свободный. – Электрон. версия печ. публикации (дата обращения 27.03.2015).
17. Jin-Shyan Lee. Performance Evaluation of IEEE 802.15.4 for Low-Rate Wireless Personal Area Networks // IEEE Transactions on Consumer Electronics. – 2006. – Vol. 52, № 3. – P. 742-749.
18. Zhifang Wang, Robert J. Thomas, Zygmunt J. Haas Performance comparison of Bluetooth scatternet formation protocols for multi-hop networks // Wireless Networks. – 2009. – Vol. 15, № 2. – P. 209-226.
19. СС2571. (ACTIVE) 8-channel ANT™ RF Network Processors // Texas Instruments Incorporated. – Тех. документ. – Dallas, USA, 2015. – URL: www.ti.com/product/cc2571 (дата обращения 2.04.2015).
20. nRF51422 ANT SoC, Active // Nordic Semiconductor ASA – Тех. документ. – Oslo, Norway, 2015. – URL: www.nordicsemi.com/eng/Products/ANT/nRF51422 (дата обращения 2.04.2015).
21. AT3 RF Transeiver Chipset // Dynastream Innovations Inc. – Тех. документ. – Cochrane, Canada, 2015. – URL: www.thisisant.com/assets/resources/Datasheets/ D00001134_AT3_RF_Transceiver_Chipset_Datasheet_Rev_1.4.pdf (дата обращения 2.04.2015).
22. СС2541 (ACTIVE) 2.4 GHz Bluetooth® low energy and Proprietary System-on-Chip (Rev. C) // Texas Instruments Incorporated. – Тех. документ. – Dallas, USA, 2015. – URL: www.ti.com/product/cc2541 (дата обращения 2.04.2015).
23. СС2564 (ACTIVE) Bluetooth Smart Ready Controller // Texas Instruments Incorporated. – Тех. документ. – Dallas, USA, 2015. – URL: www.ti.com/ product/cc2564, (дата обращения 2.04.2015).
24. nRF51822 Bluetooth low energy and 4.4 GHz proprietary SoC, Active // Nordic Semiconductor ASA. – Тех. документ. – Oslo, Norway, 2015. – URL: www.nordicsemi.com/eng/Products/ANT/nRF51822 (дата обращения 2.04.2015).
25. STM32W108CC High-performance, IEEE 802.15.4 wireless system-on-chip with 256-Kbyte Flash, QFN48, Active // STMicroelectronics. – Тех. документ. – Geneva, Switzerland, 2015. – URL:
www.st.com/web/catalog/mmc/FM141/SC1169/SS1581/PF251886 (дата обращения 2.04.2015).

Comments are closed.