- - last week - -

วิเคราะห์ผลการทดลอง

ก่อนเริ่มทำการเก็บข้อมูลได้วัดระยะขอบเขตของการทดลอง โดยวัดจากขอบเขตที่ XBee 2 ตัว รับส่งข้อมูล (packet)ได้ นั่นคือระยะทางที่ XBee 2 ตัวห่างกัน 100 m ดังนั้น ระยะขอบเขตที่ใช้ในการทดลองจึงเป็น 200 m (ระยะก่องถึงจุดอ้างอิง และเลยจุดอ้างอิงไป อย่างละ 100m )

จากข้อมูลที่เก็บได้ นำมาคำนวณ ระยะเวลาที่ใช้ขณะรถยนต์เคลื่อนที่และปริมาณข้อมูลที่ส่งได้ภายในระยะทาง200mดังนี้

• เวลาที่ใช้(วินาที) = [200 ระยะทางที่รถเคลื่อนที่(m)*60 จำนวนนาทีของหนึ่งชั่วโมง * 60จำนวนวินาทีของหนึ่งนาที] / [ความเร็วที่คงที่ของรถยนต์(km/hr)*1000จำนวนเมตรของหนึ่งกิโลเมตร]
  
• ปริมาณข้อมูลที่ส่งได้(bytes) = จำนวนpacketsที่รับได้ * 32จำนวนไบต์ของหนึ่งpacket
  
• ปริมาณข้อมูลที่ส่งได้(bits) = จำนวนpacketsที่รับได้ * 32จำนวนไบต์ของหนึ่งpacket*8จำนวนบิตของหนึ่งไบต์

ซึ่งจะคำนวณค่าที่ความเร็วต่างๆได้ตามตารางดังนี้

จากผลการทดลองที่เก็บข้อมูลมาจะเห็นได้ว่า ยิ่งรถยนต์เคลื่อนที่เร็วมากขึ้น packetsที่รับได้ก็จะยิ่งน้อยลง นั่นคือเมื่ออัตราความเร็วของรถเพิ่มขึ้นปริมาณข้อมูลที่ส่งได้จะลดลงเรื่อยๆ ทั้งนี้เนื่องจากขณะที่รถยนต์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต่างๆ ในระยะทางที่เท่าเดิม ถ้าความเร็วมากขึ้นจะทำให้เวลาในการรับส่งข้อมูลน้อยลง

ความสัมพันธ์ของความเร็วและปริมาณข้อมูลที่รับส่งได้จะเป็นไปตามรูปต่อไปนี้

แผนภูมิแบบแท่งของปริมาณข้อมูลที่ส่งได้ที่ความเร็วต่างๆ

ร้อยละของปริมาณข้อมูลที่ส่งได้ที่ความเร็วต่างๆ


กราฟความสัมพันธ์ของปริมาณข้อมูลที่ส่งได้ที่ความเร็วต่างๆ


นอกจากนี้แล้วในการทดลองจะเห็นได้ว่า ขณะที่XBee2ตัวเคลื่อนที่มาอยู่ใกล้กันจะส่งข้อมูลได้ปริมาณมากกว่าที่อยู่ห่างกัน




การประยุกต์ใช้ในอนาคต

จากผลการทดลองนี้มีโอกาสที่จะนำไปประยุกต์ใช้กับสถานการณ์ต่างๆได้
ตัวอย่างเช่น ถ้าเกิดรถยนต์มีวงจรXBee เพื่อเป็นรับส่งข้อมูลต่างๆกับXBeeอีกตัวที่อยู่ตามท้องถนนซึ่งคอยเป็นตัวส่งข้อมูลของสภาพการจราจร,อุบัติเหตุที่เกิดขี้นบนถนนเส้นต่างๆ หรือพร้อมทั้งส่งรูปมาให้ทราบถึงการจราจรบนถนนเส้นต่างๆ ซึ่งจะเป็นส่วนการช่วยลดปัญหาการจราจรลดลง



สรุปผลการทดลอง
PROJECT : ZigBee Mobility Experiment

การทดลองนี้เป็นการทดลองเพื่อศึกษาในเรื่องการรับส่งข้อมูลขณะเคลื่อนที่ ในระบบเทคโนโลยีไร้สายประเภทZigBee โดยในการทดลองนี้ใช้ชุดทดลองXBee เป็นตัวในการรับส่งข้อมูล โดยให้XBeeตัวหนึ่งเป็นฐานในการส่งข้อมูลอยู่ภายในรถที่อยู่นิ่ง และอีกตัวอยู่ภายในรถที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต่างๆ ภายในระยะทางที่กำหนดไว้ 200 m ซึ่งจะพบว่า ยิ่งอัตราเร็วของรถเพิ่มขึ้น ปริมาณของข้อมูลที่ส่งได้ก็จะยิ่งลดลง เนื่องจากเวลาจะลดลงเมื่อรถเคลื่อนที่เร็วขึ้น และขณะXBeeเคลื่อนที่เข้ามาใกล้กับXBeeตัวที่อยู่นิ่ง อัตราการรับส่งข้อมูลก็จะเพิ่มสูงขึ้นด้วย และจากการค้นคว้าเพิ่มเติมยังพบอีกว่าระบบ802.15.4สามารถใช้ได้กับอุปกรณ์พื้นฐานเช่น เซนเซอร์ และ Actuators ที่มีราคาถูกและยังสามารถเชื่อมต่อกันเป็นเครือข่ายโดยอุปกรณ์ต่างๆจะสื่อสารกันเองอย่างเป็นระบบตามที่ได้ตั้งไว้ ซึ่งจากการทดลองนี้จะเห็นได้ว่าสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการแก้ไขปัญหาการจราจรโดยที่รถยนต์ตามท้องถนนจะรับข้อมูล สภาพการจราจร ข้อมูลด้านอุบัติเหตุต่างๆ จากตัวฐานที่ส่งข้อมูลอยู่ตามสถานที่ต่างๆบนถนน และยังสามารถเชื่อมต่อเป็นเครือข่ายกับไฟตามท้องถนน โดยจำมีการทำงานแบบอัตโนมัติ เช่น ไฟที่ส่องสว่างจะลดลงเมื่อไม่มีรถผ่านมา

IEEE 802.15.4 MAC

IEEE 802.15.4 MAC

ใน MAC sublayer จะทำหน้าที่ 2 อย่างคือ MAC data service และ MAC management service โดยมีคุณสมบัติต่างๆดังนี้

- Beacon management

- Channel access

- GTS management

- Frame validation

- Acknowledgement frame delivery

- Association and Disassociation

1. Super Frame Structure

ระบบเนตเวิร์กแบบ LR-WPAN สามารถที่จะเลือกใช้ Super Frame Structure ได้ โดยรูปแบบของ Super Frame จะถูกกำหนดโดย PAN Coodinator

Super Frame จะถูกแบ่งออกเป็น 16 slot ซึ่งในการส่ง Beacon จะส่งไปกับเฟรมแรกของ Super Frame นี้ และหาก Coordinator ไม่ต้องการใช้ Super Frame Structure Coordinator จะไม่ทำการส่ง Beacon มากับเฟรมแรก

Beacon จะใช้ในการ Synchronize กับอุปกรณ์อื่นๆ , ใช้ในการระบุ PAN และ ใช้อธิบายโครงสร้างของ Super Frame

การทำงานโดยใช้ Super Frame นั้นจะมีสองสถนะคือ Active และ Inactive ในการทำงานแบบ Inactive นั้น Coordinator จะไม่ติดต่อกับ PAN และจะปรับตัวเองเข้าสู่ Low-Power mode ส่วนในสถานะ Active นั้นจะถูกแบ่งออกเป็นสองช่วงเวลา คือ Contention Access Period (CAP) และ Contention Free Period (CFP)

Contention Access Period - ในช่วงของ CAP หากมีอุปกรณ์ใดต้องการจะติดต่อสื่อสารในช่วงเวลานี้จะต้องแข่งขันกัน โดยใช้อัลกอรึทึมแบบ Sloted CSMA-CA

Contention Free Period - ส่วนในช่วงของ CFP จะใช้ GTS แทน โดย GTS จะปรากฎอยู่ที่ส่วนท้ายของ Super Frame และจะทำการเรียก CAP ขึ้นมาทำงาน

และหาก PAN ไม่ต้องการที่จะใช้ Super Frame Coordinator จะไม่ทำการส่ง Beacon ไปกับ

Frame และ การสื่อสารทั้งหมด ยกเว้น Acknowledgement Frame จะทำได้โดยใช้อัลกอริทึมแบบ unsloted CSMA-CA และจะไม่มีการใช้ GTSs ด้วย

2 CSMA-CA Algorithm

หาก Super Frame Structure ถูกใช้ใน PAN การสื่อสารจะใช้อัลกอริทึมแบบ sloted CSMA-CA และหาก Beacon ไม่ถูกนำมาใช้ใน PAN จะสื่อสารข้อมูลด้วยอัลกอริทึมแบบ unsloted CSMA-CA ในการเลือกใช้อัลกอริทึมนั้นจะใช้เลาช่วงหนึ่งเรียกว่า Backoff Period

ใน slotted CSMA-CA Backoff Period จะเกี่ยวข้องกับอุปรณ์ทุกตัวใน PAN ซึ่งจะถูกจัดเรียงโดย Superframe Slot ของ PAN Coordinator โดยในแต่ละครั้งที่อุปกรณ์ต้องการจะส่ง Data Frame ในช่วงของ CAP จะต้องทำการกำหนดขอบเขตของ Backoff Period ถัดไปด้วย แต่ใน Unslotted CSMA-CA Backoff period ของอุปกรณ์แต่ละตัวจะไม่มีการติดต่อกับ Backoff Period ของอุปกรณ์อื่น

CSMA-CA Algorithm มีตัวแปรที่เกี่ยวข้องสามตัวคือ

NB(Number) - จำนวนครั้งที่ CSMA-CA Algorithm ต้องใช้เพื่อที่จะ Backoff ในขณะที่กำลังสื่อสารข้อมูลอยู่ซึ่งจะถูกกำหนดเป็น 0 ทุกครั้งที่เริ่มต้นส่งข้อมูล

CW(Contention Window lenght) - จำนวนของ Backoff Period ที่ใช้ในการ clear activity ก่อนที่จะเริ่มการส่งข้อมูลโดยจะกำหนดค่าเริ่มต้นเป็น 2 ในแต่ละครั้ง และจะถูก reset เป็น 2 อีกครั้งเมื่อ channel มีการใช้งานอยู่

BE(Backoff Exponent) - เกี่ยวข้องกับจำนวนครั้งของ Backoff Period ที่อุปกรณ์นั้นจะต้องรอเพื่อที่จะกลับมาใช้ channel อีกครั้ง ขั้นตอนการทำงานของ CSMA-CA แสดงได้ดังรูปต่อไปนี้

- - ผลการทดลอง - -

ผลการทดลอง

ข้อมูลที่เก็บได้ภายในระยะทางที่รถวิ่ง200m

ความเร็ว***ข้อมูลที่รับได้**ข้อมูลที่รับไม่ได้***Range Test***ช่วงที่packetsรับได้
(km/hr)*(packets)*(packets)*******(%)

*5********38********283**********11.8******111,133,136,145,146,148-166,168-181
10********22********110**********16.7******49,51-63,65-71,79
15********16*********85**********15.8******34,35,38-51
20********13*********49************21******28-40
25*********9*********50**********15.3******31-38,40
30*********7*********43************14******27-33
35*********5*********43**********10.4******30-34
40*********6*********23**********20.7******13-15,17-19
45*********6*********16**********27.3******6-11
50*********5*********15************25******6-10
55*********4*********19**********17.4******6-9
60*********4*********15**********21.1******4-7
65*********2*********12***********7.7******17,18



ตารางการเก็บข้อมูลภายในระยะทางที่รถวิ่ง200m

- - วิธีการทดลอง - -

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดลอง



วิธีการทดลอง

1. นำวงจร XBee(1) [ไม่เคลื่อนที่] ไว้หลังรถคันที่หนึ่ง ซึ่งจอดนิ่งอยู่กับที่ โดยวงจรนี้จะต่อเข้ากับถ่าน 9V
2. นำวงจร XBee(2) [เคลื่อนที่] ไว้หน้ารถคันที่สอง ซึ่งต่อเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยใช้โปรแกรม X-CTU เป็นตัววัดปริมาณข้อมูลที่ส่งได้
3. ในโปรแกรม X-CTU กำหนดให้ 1 packet ที่ส่งมีข้อมูล 32 bytes(0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNO) และ data receive time out มีค่า 200 msec
4. ขับรถคันที่สองให้มีความเร็วคงที่ ที่ความเร็วต่างๆ ดังนี้ 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60 และ 65 km/hr โดยที่ จุดเริ่มต้นห่างจากรถคันที่หนึ่ง100m(ก่อนถึง) และจุดสิ้นสุดเลยรถคันที่หนึ่งไป100m
5. บันทึกข้อมูลที่ได้ขณะที่รถมีความเร็วต่างๆกัน

ภาพประกอบข้อมูล

ถนนที่ใช้ทดลอง

XBee(1) หลังรถคันที่ไม่เคลื่อนที่

XBee(2) หน้ารถคันที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต่างๆ

ขับที่ความเร็วคงที่ต่างๆที่กำหนด

โปรแกรม X-CTU

IEEE 802.15.4 Physical Layer

IEEE 802.15.4 Physical Layer

การทำงานของ Physical Layer มีสองรูปแบบคือ data service และ management service
โดย Physical Layer สามารถที่จะ เปิด-ปิด radio-transceiver , Energy Detection , Link Quality Indication , channel selection , Clear Channel Assessment , และ รับส่งpacket ผ่านทางสื่อกลาง
ในย่านความถี่ 2.4 Ghz ถึง 2.4835 Ghz มีช่องทางการสื่อสารทั้งหมด 16 channel ดังรูป

Receiver Energy Detection ( ED )

ค่า ED จะถูกนำไปใช้ใน Network layer ซึ่งจะเกี่ยวกับ Chennnel Selection Algorithm
ค่า ED เป็นค่าของ Signal Power ที่สามารถรับได้

Link Quality Indication ( LQI )


LQI เป็นการวัด Strength และ Quality ของ Packet ที่รับได้ ซึ่งจะใช้ค่า ED และ

Signal – to – Noise estimation ในการคำนวณค่า LQI และจะถูกนำไปใช้โดย Network layer

Clear Channel Assessment ( CCA )

- Energy above threshold เป็นการตรวจจับ energy ว่าอยู่เหนือค่าของ ED threshold หรือไม่
- Carrier sense only เป็นการตรวจจับว่ามีคลื่นสันญาณที่อยู่ในมาตรฐาน IEEE 802.15.4หรือไม่
- Carrier sense above energy threshold จะตรวจจับสันญาณในรูปแบบของ IEEE 802.15.4 และมี energy อยู่เหนือค่า ED threshold

LR - WPAN Device Architecture

Physical Layer ประกอบด้วย RF Transceiver และ Low Level Control Mechanism
MAC Sublayer ช่วยในการติดต่อกับ Physical Channel ในการสื่อสารต่าง
Network Layer ทำงานเกี่วยกับ การกำหนดค่าต่างๆของระบบเนตเวิร์ก และการเลือกเส้นทาง(Routing)
Application Layer ทำงานเกี่ยวกับฟังก์ชัน ของอุปกรณ์นั้นๆ
IEEE 802.2 Logical Link Control (LLC)ใช้ในการเข้าถึง MAC Sublayer ผ่านทาง Service Specific Convergence Sublayer (SSCS)

- - Vocabulary[2] - -

I/O (Input/Output)

OEM (Original equipment manufacturer)
บริษัทผู้ผลิตชิ้นส่วนที่ใช้ใส่ในเครื่องที่ผู้อื่นประกอบและขายWSN(wireless sensor networks)เครือข่ายเซ็นเซอร์ไร้สาย

ISM (industrial, scientific and medical)
ISM band : radio band : ย่านความถึ่วิทยุ

UART (Universal asynchronous receiver/transmitter)
เป็นวงจรรวมในคอมพิวเตอร์ ทำหน้าที่รับและส่งข้อมูล ทางสายอนุกรม ในการสื่อสารแบบไม่ประสานจังหวะ(asynchronous) โดยแปลงข้อมูลแบบขนานที่ผ่านไปมาภายในคอมพิวเตอร์ให้เป็นแบบอนุกรมAddress
ตำแหน่งที่อยู่,การอ้างหรือจัดการกับตำแหน่งต่างๆบนอุปกรณ์เก็บข้อมูล

Broadcast
การส่งข่าวสารในเครือข่ายไปให้แก่ผู้ใช้ทุกคนที่ใช้เครือข่ายอยู่

Unicast or Pointcast
เป็นการกระจายข่าวสารจากเชิร์ฟเวอร์ไปยังclientในลักษณะเจาะจงตัวเป็นแบบหนึ่งเดียว

Multicast
การสื่อสารแบบนี้แตกต่างจากแบบบรอดคาสอยู่บ้าง เพราะบรอดคาสกระจายข่าวสารทั่วทั้งเครือข่าย แต่มัลติคาสกระจายแบบเจาะจงไปยังผู้ใช้ตามที่ได้เรียกขอมา

- - XBee - -

OEM (Original equipment manufacturer) ได้ผลิต XBee ซึ่งอยู่ในมาตรฐาน IEEE 802.15.4 ให้รองรับกับอุปกรณ์ wireless sensor networks ที่มีราคาถูก ใช้กำลังไฟฟ้าต่ำ และสามารถส่งข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างถูกต้องครบถ้วน โดยใช้ความถี่ในย่าน 2.4 GHz


ตารางข้อจำกัดของ XBee

การกำหนดขาpinของ XBee

XBeeมีทั้งหมด20ขา โดยกำหนดแต่ละขาไว้ตามตารางดังนี้

แผนภาพการส่งข้อมูลภายในXBee

DI : Data IN
DO : Data Out
Antenna : สายอากาศ

ระบบเครือข่ายของXBee

• NonBeacon เป็นระบบเครือข่ายแบบ Peer-to-Peerโดยไม่มีความสัมพันธ์ของmaster/server แต่ละ moduleในเครือข่ายจะเป็นทั้งclientและserver


• NonBeacon (w/ Coordinator)การทำงานในระบบนี้จะใช้โครงสร้างของการรับส่งโดยตรงหรือโดยอ้อม(direct or indirect Transmissions)
  
  

การส่งข้อมูลของXBee

การส่งข้อมูลแบบRFของแต่ละแพ็กเกจในส่วนของ header จะประกอบไปด้วย Source Address และDestination Address โดยที่ IEEE802.15.4 จะมีโครงสร้าง 2 แบบ นั่นคือแบบshort 16-bit addresses และแบบlong 64-bit addresses ซึ่ง64-bit จะสามารถอ่านคำสั่ง SL (Serial Number Low) และ SH (Serial Number High) และการส่งข้อมูลแบบRFจะส่งได้2โหมด คือUnicast Modeและ Broadcast Mode

• การส่งแพ็คเกจโดยใช้โครงสร้าง 16-bit addressing ให้ตั้งค่า ตัวแปรDL (Destination
  Address Low) ให้เท่ากับ ตัวแปรMY และตั้งค่าตัวแปร DH (Destination Address High)เป็น ‘0’
  
• การส่งแพ็คเกจโดยใช้โครงสร้าง 64-bit addressing ให้ตั้งค่า Destination Address (DL + DH) ให้เข้ากับ Source Address (SL + SH) ของปลายทางที่เราจะส่งแพ็คเกจไป
  

การทำงานของ XBee

การทำงานของ XBee แบ่งได้ออกเป็น 5 โหมด ดังภาพต่อไปนี้

• Idle Mode เป็นโหมดที่ไม่มีการรับส่งข้อมูล และเป็นโหมดกลางที่สามารถเปลี่ยนไปยังโหมดต่างๆได้


• Transmit Mode มีการส่งข้อมูลได้สองวิธี
  - Direct Transmission – ข้อมูลทั้งหมดจะถูกส่งไปยัง Destination Address
  ทันที
  - Indirect Transmission – packetจะถูกเก็บไว้จนกว่าจะถึงเวลาส่งเท่านั้น และจะส่งไปยังที่มีการตอบรับมา(Source Address = Destination Address)


• Receive Mode ข้อมูล RF จะถูกรับทางสายอากาศ


• Sleep Mode RFอยู่ในสถานะที่มีการใช้กำลังไฟฟ้าต่ำหรือไม่มีการใช้ การเข้ามาอยู่ในโหมดนี้นั้นจะต้องเป็นไปตามเงื่อนไขต่อไปนี้อย่างน้อยหนึ่งอย่าง (ค่าของตัวแปรSMต้องไม่เป็น0)
  - มีการใช้งานที่Sleep_RQ (pin 9)
  - อยู่โหมด idle (ไม่มีการรับส่งข้อมูล)เป็นเวลานานมากกว่าที่กำหนดไว้ที่ตัวแปรST (Time before Sleep)


• Command Mode เป็นโหมดคำสั่งโดยจะใช้ลำดับเป็นสำคัญ

- - Vocabulary[1] - -

IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers)
องค์กรที่ทำหน้าที่กำหนดมาตรฐานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์

Topology
รูปโครงของเครือข่าย, แผนภาพเครือข่ายโดยเป็นการบอกว่าเดินสายเชื่อมต่อกันทางกายภาพอย่างไร

QoS (Quality of Service )
คุณภาพของการให้บริการ นั่นคือ การมีให้ใช้งานได้ (Availability)

PAN (Personal Area Network)
ระบบเครือข่ายเฉพาะบุคคล มีหลักการทำงานคือ ผู้ใช้เพียงพกอุปกรณ์รบส่งสัญญาณพิเศษขนาดเล็กไว้กับตัวก็สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้

WPAN(Wireless Personal Area Network)
อุปกรณ์เครือข่ายไร้สายเฉพาะบุคคล ในที่นี้หมายถึงเครือข่ายไร้สายระยะใกล้ (Bluetooth เป็นตัวอย่างเทคโนโลยีที่ใช้ WPAN)

RF(Radio frequency)
ความถี่วิทยุ หรือ ย่านความถี่วิทยุ หมายถึง ช่วงสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า หรือย่านความถี่แม่เหล็กไฟฟ้านั่นเอง ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นสามารถถูกสร้างออกมา โดยการจ่ายกระแสไฟฟ้าสลับให้แก่สายอากาศ

FFD(Full - Function Device)

RFD(Reduced - Function Device)

Peer to Peer
เครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องจะสามารถแบ่งทรัพยากรต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นไฟล์หรือเครื่องพิมพ์ซึ่งกันและกันภายในnetworkเครื่องแต่ละเครื่องจะทำงานในลักษณะทีทัดเทียมกัน การเชื่อต่อแบบนี้มักทำในระบบที่มีขนาดเล็กๆ เช่น หน่วยงานขนาดเล็กที่มีเครื่องทีทำการเชื่อมต่อกันประมาณไม่เกิน 10 เครื่อง

- - เริ่มต้นกับ ZigBee - -

บทนำ(เทคโนโลยีไร้สาย)

เทคโนโลยีไร้สายแบ่งได้เป็น5ประเภท(WiFi, WiMax, Mobile-Fi, ZigBee , Ultrawideband)
1.WiFi เป็นระบบเทคโนโลยีไร้สายความเร็วสูง เพื่อเชื่อมต่อระบบอินเทอร์เนตและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์อื่น
2.WiMax เป็นระบบเทคโนโลยีที่มีลักษณะคล้ายกับการทำงานของ Wi-Fi แตกต่างกับ Wi-Fi ตรงที่ มีรัศมีการส่งคลื่นสัญญาณได้ไกลกว่าหลายสิบเท่า(รัศมีการส่งคลื่นได้ประมาณ 40-50 กิโลเมตร)
3.Mobile-Fi เป็นระบบเทคโนโลยีที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างระบบไร้สายความเร็วสูงกับยานพาหนะกำลังเคลื่อนที่
4.ZigBee เป็นระบบเทคโนโลยีไร้สายที่ร่วมกันสื่อสารข้อมูลผ่านเซ็นเซอร์ขนาดเล็ก
5.Ultrawideband เป็นระบบเทคโนโลยีที่สามารถจะส่งข้อมูลได้เป็นจำนวนมาก แต่ได้ในระยะทางที่สั้นๆ

เทคโนโลยีไร้สายประเภท ZigBee

ZigBee เป็นโปรโตคอลใหม่ที่อยู่บนมาตรฐาน IEEE 802.15.4 โดยมาตรฐาน IEEE 802.15 เป็นการทำงานแบบ WPAN (Wireless Personal Area Network) ซึ่งได้แบ่งเป็น 3 คลาสได้แก่

IEEE802.15.1/Bluetooth รองรับการทำงานในการสื่อสารระหว่าง Mobilephone กับ PDA และมี QoS ที่เหมาะสมกับ Voice Communication

IEEE802.15.3/WiMedia รองรับการการรับส่งข้อมูลประเภทมัลติมีเดีย very high QoS

IEEE802.15.4/LR-WPAN (Low data Rate WPAN)โดยมีชื่อเรียกทางการค้าว่า ZigBee รองรับการทำงานกับอุปกรณ์ประเภท Low Data Rate และ Long Battery Life ซึ่งเป็นอุปกรณ์เกี่ยวกับ sensor ด้านการแพทย์ อุตสาหกรรม และการรักษาความปลอดภัย

ZigBee มีระยะการสื่อสารในช่วง 10-75 เมตร โดยใช้ความถี่ที่ช่วงของ unlicensed RF worldwide(2.4GHz global, 915MHz Americas or 868 MHz Europe). ซึ่งในแต่ละความถี่มีอัตราการรับส่งข้อมูลดังนี้ 250kbps ที่ 2.4GHz , 40kbps ที่ 915MHz และ 20kbps ที่ 868MHz ซึ่งในประเทศไทยใช้ความถี่ที่ 2.4Ghz ซึ่งมีอัตราการรับส่งข้อมูลที่ 250 kbps

ในระบบ ZigBee Network อุปกรณ์แต่ละตัวสามารถที่จะมีสถานะเป็น Full - Function Device หรือ Reduced - Function Device

FFD สามารถที่จะทำงานได้สาม mode คือ PAN coordinator , Coordinator , or Deviceซึ่งใน ZigBee Network ต้องมี FFD อย่างน้อยหนึ่งตัวซึ่งจะทำหน้าที่เป็น PAN coordinator โดย FFD สามารถที่จะติด่อได้ทั้ง FFD และ RFD แต่ RFD จะสามารถติดต่อได้เพียง FFD เท่านั้น

Network Topology
โปรโตคอล ZigBee สามารถสร้างระบบเครือข่าย ได้สามรูปแบบคือ Star , Peer-to-Peer ,และ Cluster Tree

Star Topology
เมื่อ FFD ทำงานเป็นครั้งแรก มันจะทำการสร้าง Network ของตนเอง และจะกลายเป็น PAN coordinator หลังจากนั้นจะทำการเลือก PAN Identifier ซึ่งจะต้องไม่ถูกใช้ในระบบเนตเวิร์กอื่น Applcation : Home Automation , Personal Computer Peripheral , Toys and Games

Peer - to - Peer Topology
จะมีอุปกรณ์ตัวหนึ่งที่ทำหน้าที่เป็น PAN Coordinator ซึ่งอุปกรณ์ทุกตัวสามารถสื่อสารกับอุปกรณ์อื่นๆแบบ Peer - to -Peer ได้ และ Peer - to Peer Network สามารถที่จะเป็นได้ทั้ง ad hoc , Self-Organizing และ Self-healing
Application : industrial control and monitoring , wireless sensor networks asset and inventory tracking

Cluster tree Topology
ในการสร้างระบบ Cluster tree PAN Coordinator จะใช้ตัวเองเป็น Cluster แรกเรียกว่า Cluster Head (CLH)และ Cluster Identifier (CID)เป็นศูนย์ หลังจากนั้นทำการเลือก PAN Identifier และทำการ Broadcasting Beacon Frame ไปยังอุปกรณ์ข้างเคียง และเมื่ออุปกรณ์ตัวอื่นได้รับก็จะส่ง Request ไปที่ CLH จากนั้น CLH ทำการยอมรับและเพิ่มชื่ออุปกรณ์ใน Neighbor List แบบเป็นลูกข่าย(child) ในขณะที่อุปกรณ์ที่เข้ามาใหม่จะเพิ่มชื่อ CLH ตัวนั้นใน Neighbor List ว่าเป็นแม่ข่าย(parent) หลังจากนั้นก็ทำการส่ง Beacon ไปยังอุปกรณ์ตัวอื่นๆ ต่อไป

One ZigBee Coordinator per Network


- Can be very large (255cluster of 254 nodes)

- Span over wide areas

- Mesh and Cluster Tree provides redundant routes

- Automatic retries and acknowledge

- - I n T r o D u c T i o n - -

Project Name : ZigBee Mobility Experiment

Presents by : วัลลดา เหรียญอร่าม 4810611105
ธรานภ สายหรุ่น 4810611220

การทดลองนี้ทดลองในเรื่องของการรับส่งข้อมูลขณะเคลื่อนที่ ในระบบเทคโนโลยีไร้สาย ประเภทZigBee

เพื่อที่จะศึกษา ZigBee Protocol เกี่ยวกับปริมาณข้อมูลที่รับส่งได้กับความเร็วในการเคลื่อนที่ และวิเคราะห์ถึงปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการรับส่งข้อมูล