OCARI

OCARI (acronim pentru „ O pen C ommunication protocol for A d hoc R eliable industrial I nstrumentation ”) este un protocol de comunicație fără fir cu viteză redusă și putere redusă inspirat de standardul IEEE 802.15.4 . Acesta a fost inițial dezvoltat de următorul consorțiu în timpul proiectului ANR OCARI finanțat de Agenția Națională de Cercetare din Franța:

• Electricité de France , coordonator de proiect
• DCNS
• Telit
• LATTIS
• LIMOS
• INRIA
• LRI

De la sfârșitul proiectului ANR, EDF și INRIA au continuat să lucreze împreună (cu participarea BeamLogic ) pentru a industrializa OCARI.

Cerințe de design

OCARI a fost conceput pentru a îndeplini următoarele cerințe tehnice:

• Funcționează pe platforme hardware conforme cu standardul IEEE 802.15.4 bazat pe microcontrolerul ARM Cortex M3 și circuitele RF Atmel AT86RF233 / 231.
• Funcționează în topologie mesh cu capacitatea de a se configura automat și posibilitatea de a economisi energie pentru a putea rula pe baterie.
• Fiți capabil să susțineți un număr mare de instrumente (senzori și actuatori) pe aplicație cu același hardware, astfel încât să fie posibilă schimbarea.

Caracteristicile OCARI

OCARI diferă de protocoalele precum ZigBee , WirelessHART și ISA100.11a prin următoarele caracteristici:

• Rutare proactivă, adaptivă și eficientă din punct de vedere energetic (calea pentru a ajunge la chiuvetă are un cost energetic minim, iar noile legături sunt create automat atunci când cele existente sunt întrerupte și se păstrează doar legăturile simetrice) și echilibrarea sarcinii a nodurilor routerului (nodul cu cel mai mare energia reziduală este selectată dinamic dintre vecinii cu un singur hop).
• O sincronizare distribuită a ciclului de funcționare bazată pe nodurile deterministe de sincronizare multi-hop folosind baliza trimisă în cascadă. Permite determinarea perioadei de repaus a tuturor nodurilor rețelei pentru economii de energie.
• Un mecanism de planificare a activității nodului bazat pe colorare distribuită în trei hamei care minimizează numărul de culori (sloturi de comunicare pre-rezervate). Prin acest mecanism, se pot obține economii suplimentare de energie datorită non-coliziunii; un nod se trezește în slotul său dacă are date de transmis și în sloturile vecinilor săi de 1 hop dacă are date de primit și doarme restul timpului.
• O reutilizare spațială a lățimii de bandă (nodurile 4 salturi pot reutiliza aceeași culoare și pot transmite în același timp). Acest lucru face mai ușoară extinderea aplicațiilor.
• Suport pentru mobilitatea nodului  : nodul mobil nu are culoare, își trimite datele către cel mai apropiat nod colorat din RSSI.

Ciclul de funcționare al OCARI este împărțit în 4 perioade:

• [T0-T1]: Sincronizare deterministă multi-hop prin cascadă de baliză.
• [T1-T2]: Transmiterea mesajelor de semnalizare și date care nu sunt supuse unor cerințe stricte de către concurență (CSMA / CA).
• [T2-T3]: Transmiterea mesajelor de date cu cerințe (colectare sau diseminare) prin sloturi colorate.
• [T3-T0]: Somn

Topologia unei rețele OCARI este după cum urmează:

• Coordonator (echivalent cu coordonatorul IEEE 802.15.4 PAN): coordonator global al unui cluster / insulă de senzori, rolul său este să inițieze rețeaua și să o gestioneze: alocarea adreselor de rețea, gestionarea accesului la rețea, punctul de acces la senzori transparent pentru topologia rețelei.
• Router (echivalent cu routerul ZigBee, ZR): participă la retransmiterea ierarhică a arborelui (cu TTL) atunci când culorile nu sunt încă atribuite și la rutare ad hoc.

Aplicații OCARI

• Teledosimetria în centralele nucleare.
• Supravegherea radioprotecției în timp real.
• Detector incendiu.
• Monitorizarea mașinii pentru întreținerea predictivă.
• Instrumentație mobilă pentru testarea la fața locului.
• Comandă de control buclă deschisă.

Platformele hardware acceptate de OCARI

• Dresden Electronik deRFsam3-23T09-3 / 23M09-3: Atmel SAM3S și Atmel AT86RF233
• Adwave Adwrf24-LRS: Atmel SAM3S și Atmel AT86RF233 cuplate la un amplificator de putere cu zgomot redus

A se vedea, de asemenea, comparația modulelor IEEE 802.15.4

Note și referințe

Bibliografie

• Khaldoun Al Agha, Marc-Henri Bertin, Tuan Dang, Alexandre Guitton, Pascale Minet, Thierry Val și Jean-Baptiste Viollet, „Care tehnologie fără fir pentru rețelele industriale de senzori fără fir? Dezvoltarea tehnologiei OCARI ”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 56, nr. 10, octombrie 2009.
• OCARI: O rețea de senzori fără fir pentru medii industriale, ERCIM News 101, aprilie 2015

linkuri externe

• Depozitul OCARI Git