RuBee

RuBee ( стандарт IEEE 1902.1 ) - это двусторонний активный беспроводной протокол, разработанный для суровых условий и приложений с высокой степенью безопасности и видимости активов. RuBee использует длинноволновые сигналы для отправки и приема коротких (128 байт ) пакетов данных в локальной региональной сети. Протокол аналогичен протоколам IEEE 802 в том, что RuBee объединяется в сеть с использованием одноранговых активных излучающих приемопередатчиков по запросу. RuBee отличается тем, что использует низкочастотную (131 кГц) несущую. Одним из результатов является то, что RuBee работает медленнее (1200 бод) по сравнению с другими стандартами пакетной передачи данных (WiFi). 131 кГц в качестве рабочей частоты обеспечивает RuBee преимуществами сверхнизкого энергопотребления (срок службы батареи измеряется годами) и нормальной работы вблизи стали и / или воды. Эти функции упрощают развертывание датчиков, элементов управления или даже исполнительных механизмов и индикаторов.

• 1 Подробная информация о протоколе IEEE 1902.1
• 2 Детали тега RuBee
• 3 Недостатки и преимущества RuBee
• 4 Сравните с индуктивной передачей мощности NFC и Qi
• 5 Примечания
• 6 Ссылки

1902.1 - это рабочая группа « физического уровня », состоящая из 17 корпоративных членов. Рабочая группа была сформирована в конце 2006 года. Окончательная спецификация была выпущена как стандарт IEEE в марте 2009 года. Стандарт включает такие вещи, как спецификации кодирования пакетов и адресации. Протокол уже используется в коммерческих целях несколькими компаниями в системах и сетях визуализации активов (см. Www.rubee.com ). Однако IEEE 1902.1 будет использоваться во многих приложениях сенсорных сетей, требующих этого стандарта физического уровня для установления взаимодействия между производителями. Второй стандарт был разработан 1902.2 для функций данных более высокого уровня, необходимых в сетях Visibility. Сети видимости предоставляют информацию о статусе, происхождении и местонахождении людей, домашнего скота, предметов медицинского назначения или других ценных активов в локальной сети в режиме реального времени. Второй стандарт будет адресовать уровни канала передачи данных на основе существующего использования протокола RuBee. Этот стандарт, который будет иметь важное значение для широкого использования RuBee в приложениях для обеспечения видимости, будет поддерживать взаимодействие тегов RuBee, чипов RuBee, сетевых маршрутизаторов RuBee и другого оборудования RuBee на уровне канала передачи данных.

Типичная радиометка RuBee размером примерно 1,5 x 0,75 на 0,07 дюйма. Он имеет 4- битный ЦП, от 1 до 5 КБ sRAM, кристалл и литиевую батарею с ожидаемым сроком службы пять лет., Часы. Опционально может иметь датчики, дисплеи и кнопки.

RuBee является двунаправленным, по запросу и одноранговым. Он может работать на других частотах (например, 450 кГц), но 131 кГц является оптимальным. Теги RuBee могут иметь датчики (температуры, влажности, бега), дополнительные дисплеи и могут иметь полный 4-битный микропроцессор со статической памятью. Протокол RuBee использует IP-адрес ( адрес интернет-протокола). Тег может хранить данные в своей собственной памяти (вместо или в дополнение к данным, хранящимся на сервере). Некоторые теги имеют до 5 КБ памяти. RuBee успешно работает в суровых условиях, с сетями из многих тысяч тегов и имеет диапазон от 1 до 30 м (от 3 до 100 футов ) в зависимости от конфигурации антенны. Под «суровыми условиями» мы подразумеваем ситуации, в которых один или оба конца коммуникации находятся рядом со сталью или водой. Радиометки RuBee работают в средах, где могут возникнуть проблемы с другими радиометками и RFID. Сети RuBee используются во многих приложениях для обеспечения видимости, в том числе: обнаружение выхода и входа в правительственные объекты с высоким уровнем безопасности, оружие и стрелковое оружие в арсенале с высоким уровнем безопасности, критически важные специализированные инструменты, интеллектуальные полки и стойки для ценных активов; умные порталы входа / выхода.

Основным недостатком RuBee перед другими протоколами является скорость и размер пакета. Протокол RuBee ограничен 1200 бод в существующих приложениях. IEEE 1902.1 определяет 1200 бод. Протокол может увеличиться до 9600 бод с некоторой потерей диапазона. Однако большинство приложений для обеспечения видимости хорошо работают на скорости 1200 бод. Размер пакета ограничен от десятков до сотен байтов. В конструкции RuBee отсутствует высокая пропускная способность и высокая скорость передачи данных, поскольку они не требуются большинству приложений для обеспечения видимости.

Использование магнитной энергии LW дает ряд преимуществ:

• Длительное время автономной работы - из-за использования низких частот и скорости передачи данных микросхемы и детекторы могут работать на низкой скорости. Использование (самой дешевой) технологии КМОП-чипов с размером 4 микрометра обеспечивает чрезвычайно низкое энергопотребление. Системы LW-меток с магнитными волнами могут и достигли 15-летнего срока службы с использованием недорогих литиевых батарей. Это также ожидаемый срок хранения батареи.
• Данные тегов перемещаются вместе с активом - поскольку данные хранятся в теге, затраты на ИТ (информационные технологии) снижаются. Это означает, что с помощью недорогого портативного считывателя можно прочитать тег RuBee и узнать об активе - производственные данные, срок годности, номер партии и т. Д. - без необходимости обращаться в ИТ-систему для его поиска. Кроме того, расстояние между считывателем и активом не критично. RuBee также может писать в тег в том же диапазоне, что и читать. RFID, с другой стороны, использует память EEPROM, и запись в тег неудобна. (В случае RFID диапазон ограничен, требуется больше мощности, а время записи велико.)
• Безопасность для человека - базовая станция RuBee вырабатывает только нановатты радиоэнергии. LW магнитные волны RuBee не поглощаются биологическими тканями и даже не регулируются OSHA. Фактически, RuBee производит меньшую мощность и меньшую напряженность поля, чем металлодетекторы в аэропортах и ​​противоугонные детекторы в розничных магазинах, работающих на аналогичных частотах, - примерно в 10-100 раз. Недавно опубликованные исследования показывают, что RuBee не влияет на кардиостимуляторы или другие имплантируемые устройства (Hayes et al., 2007).
• Искробезопасность - базовая станция и бирка RuBee производят магнитную энергию низкого уровня, не способную нагревать взрывчатые вещества или создавать искру. В независимых исследованиях, проведенных Министерством энергетики, RuBee было присвоено нулевое безопасное расстояние разделения (SSD), и это единственная беспроводная технология, имеющая такой рейтинг. Это означает, что бирки и базовые станции могут быть размещены непосредственно на взрывчатых веществах без риска случайного возгорания или нагрева.
• Высокая безопасность и конфиденциальность Теги RuBee имеют множество уникальных преимуществ в приложениях с высокой степенью защиты. Диапазон подслушивания (диапазон, в котором человек с неограниченными средствами может прослушивать разговоры по тегам) совпадает с диапазоном тегов. Это означает, что если кто-то слушает, он должен быть достаточно близко, чтобы вы могли его увидеть. Это не относится к протоколам RFID или 802. Это означает, что никто не может тайно прослушивать разговоры тегов / базовой станции. Кроме того, поскольку теги RuBee имеют батарею, кристалл и память sRAM, они могут использовать надежное шифрование с практически неразрушаемыми одноразовыми ключами или полностью невзламываемыми одноразовыми блоками. По этим причинам RuBee сегодня используется во многих приложениях с высоким уровнем безопасности. RuBee - единственная беспроводная технология, одобренная для использования на защищенных сайтах правительства США.
• Контролируемый объемный диапазон - Максимальный объемный диапазон RuBee составляет приблизительно 10 000 квадратных футов (900 м²) при использовании объемных рамочных антенн - даже с небольшой объемной антенны площадью 1 квадратный фут (900 см²) RuBee может считывать метку внутри яйцевидной формы. (эллипсоид) объем около 10 x 10 x 15 футов (3 x 3 x 5 м). Специальная функция IEEE P1902.1, известная как Clip, позволяет размещать множество соседних рамочных антенн в антенной ферме и одновременно считывать данные с десятков и сотен базовых станций.
• Рентабельность - с помощью RuBee можно использовать относительно простые базовые станции и маршрутизаторы, что означает, что приемники и устройства чтения карт могут быть по разумной цене по сравнению с более высокочастотными трансиверами. Кроме того, метки часто включают в себя один чип, батарею, кристалл и антенну, и их цена может быть конкурентоспособной по сравнению с активными метками RFID (включая батарею).
• Меньше шума - поскольку окружающий шум в регионе уменьшается на 1 / r ³, RuBee демонстрирует пониженную восприимчивость к постороннему шуму. Основным ограничением размера антенны является шум глубокого космоса.

Этот протокол на физическом уровне аналогичен NFC (несущая 13,56 МГц, в основном пара трансформаторов с воздушным сердечником), а также индуктивной передаче энергии Qi (несущая 100–300 кГц). Оба модулируют нагрузку на катушку приемника для связи с отправителем. Некоторые теги NFC могут поддерживать простые процессоры и небольшое количество хранилищ, таких как этот протокол. NFC также обладает свойствами физической безопасности «магнитных» коммуникаций, таких как RuBee, однако сигналы NFC могут быть обнаружены за много миль от источника. Сигналы RuBee обнаруживаются на максимальном расстоянии 20 метров (66 футов) от источника.

• Притви Радж, Награда «Лучшее технологическое новшество года в решениях по обеспечению прозрачности цепочки поставок в Северной Америке, 2007 год», Frost amp; Sullivan Frost amp; Sullivan
• «IEEE запускает стандарт беспроводной связи, длинноволновый стандарт для сетей здравоохранения, розничной торговли и наблюдения за животноводством; стандарт IEEE P1902.1 предлагает протокол локальной сети для тысяч недорогих радиомодулей с длительным сроком службы батареи», Business Wire, 8 июня 2006 г.
• «Видимые активы продвигают теги RuBee для товаров, труднодоступных для отслеживания», Мэри Кэтрин О'Коннор, RF Journal, 19 июня * 2006 г., http://www.rfidjournal.com/article/articleprint/2436/-1/ 1 /
• Чарльз Кэппс, «Ближнее поле или дальнее поле», EDN, 16 августа 2001 г., стр. 95–102. Эта отличная статья доступна в Интернете по адресу: Near Far Field RF - Новая ссылка (правильно?)
• Hayes DL, Eisinger G, Hyberger L, Stevens JK. Электромагнитные помехи (EMI) и электромагнитная совместимость (EMC) активной радиометки с частотой кГц (Rubee [TM], IEEE P1901.1) с кардиостимуляторами (PM) и ICD. Ритм сердца 2007; 4: S398 (Приложение - Abs). Клиническое исследование Мэйо
• Мартин Рош, доктор медицинских наук, Синди Уотерс, Р.Н., Эйлин Уолш, Р.Н., Системы прозрачности при оказании ортопедической помощи обеспечивают беспрецедентную экономию и эффективность. США ортопедических Новости продукта, май / июнь 2007 Ортопедическая Видимость