مقدمه‌ای بر پروتکل بی‌سیم هارت
استاندارد بی‌سیم هارت
مشخصات ارتباطی بی‌سیم هارت در سپتامبر 2008 رسماً توسط کمیسیون بین‌المللی الکتروتکنیک (کمیسیون مستقل انتخابات) به رسمیت شناخته شد و به استاندارد بین‌المللی کمیسیون مستقل انتخابات برای بی‌سیم صنعتی (کمیسیون مستقل انتخابات 62591) تبدیل شد. این استاندارد می‌تواند الزامات صنعت فرآیند را برای قابلیت اطمینان، ضد تداخل و ضد تداخل در کاربردهای کارخانه‌ای بلادرنگ برآورده کند. امنیت، انعطاف‌پذیری شبکه و الزامات سازگاری.
شبکه‌های بی‌سیم هارت از طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها از تولیدکنندگان متعدد پشتیبانی می‌کنند و محصولات باید به 5 نوع محصول مختلف طبقه‌بندی شوند:
شکل 1 انواع دستگاه‌های شبکه بی‌سیم هارت
• تجهیزات میدانی: تجهیزات پایه‌ای که عملکردهای حسگری یا اجرایی را در محل انجام می‌دهند؛
• آداپتور: برای فعال کردن قابلیت‌های ارتباط بی‌سیم، به دستگاه‌های میدانی هارت موجود متصل شوید.
• دروازه: ارتباط بین برنامه‌های میزبان و دستگاه‌هایی که عضو شبکه بی‌سیم هستند را امکان‌پذیر می‌کند.
• مدیر شبکه: مسئول پیکربندی شبکه، تنظیم ارتباط بین دستگاه‌های شبکه، مدیریت جداول مسیریابی و نظارت و گزارش سلامت شبکه بی‌سیم؛
• دستگاه‌های دستی: برای پیکربندی، نگهداری یا کنترل دارایی‌های کارخانه استفاده می‌شوند.
لایه پروتکل
پشته پروتکل بی‌سیم هارت از معماری مدل پروتکل 7 لایه او اس آی پیروی می‌کند که شامل لایه فیزیکی، لایه پیوند، لایه شبکه، لایه انتقال و لایه کاربرد است.
شکل 2 مقایسه بین مدل پروتکل 7 لایه او اس آی و ساختار پروتکل بی‌سیم هارت
لایه فیزیکی
لایه فیزیکی بی‌سیم هارت اساساً یک لایه فیزیکی مبتنی بر IEEE 802.15.4-2006 2.4GHz دی‌اس‌اس‌اس است. این لایه ویژگی‌های آر اف مانند الگوی سیگنال، قدرت سیگنال و حساسیت دستگاه را تعریف می‌کند. بی‌سیم هارت در باند فرکانسی آزاد ایس ام از 2400 ~ 2483.5MHz کار می‌کند و سرعت انتقال داده آن می‌تواند تا 250kbit/s باشد. این باند فرکانسی به 16 کانال تقسیم شده و با شماره‌های 11 ~ 26 شماره‌گذاری شده است. فاصله فرکانسی بین دو کانال مجاور 5MHz است.
لایه پیوند داده
یکی از ویژگی‌های متمایز استاندارد بی‌سیم هارت، لایه پیوند داده مبتنی بر همگام‌سازی زمانی است. بازه زمانی ارتباط لایه پیوند داده بی‌سیم هارت دقیقاً 10 میلی‌ثانیه تعریف شده است و از فناوری تی دی ام ای برای پشتیبانی از اجتناب از برخورد و ارتباط قطعی استفاده می‌شود.
لایه شبکه و لایه انتقال
لایه شبکه و لایه انتقال با هم کار می‌کنند تا ارتباطی امن و قابل اعتماد برای دستگاه‌های شبکه فراهم کنند. به منظور پشتیبانی از ساختار شبکه مش، هر دستگاه بی‌سیم هارت موظف است داده‌ها را به دستگاه‌های دیگر ارسال کند.
لایه کاربرد
لایه کاربرد، بالاترین لایه استاندارد بی‌سیم هارت است که دستورات، پاسخ‌ها، انواع داده‌ها و گزارش‌های وضعیت مختلف دستگاه را تعریف می‌کند. در استاندارد بی‌سیم هارت، ارتباط بین دستگاه‌ها و دروازه‌ها بر اساس دستورات و پاسخ‌ها انجام می‌شود. لایه کاربرد مسئول تجزیه محتوای پیام، استخراج شماره دستور، اجرای دستور مشخص شده و تولید پاسخ است.
معماری امنیتی
شبکه بی‌سیم هارت یک سیستم شبکه امن است. هم لایه مک و هم لایه شبکه بی‌سیم هارت سرویس‌های امنیتی ارائه می‌دهند. لایه مک از ترکیبی از بررسی افزونگی چرخه‌ای (سی آر سی) و کد یکپارچگی پیام (میکروفون) برای ارائه سرویس‌های یکپارچگی داده گام به گام استفاده می‌کند. فرستنده و گیرنده هر دو از حالت سی سی ام و الگوریتم رمزگذاری بلوک AES-128 برای تولید و تأیید میکروفون استفاده می‌کنند. لایه شبکه از کلیدهای مختلفی برای ارائه سرویس‌های رمزگذاری سرتاسری و یکپارچگی داده‌ها استفاده می‌کند. سیستم امنیتی بی‌سیم هارت چهار کلید را تعریف می‌کند:
• وقتی کلید شبکه‌ای وجود ندارد، از کلید عمومی برای تولید میکروفون لایه مک استفاده می‌شود.
• کلید شبکه توسط همه دستگاه‌های شبکه به اشتراک گذاشته می‌شود و توسط دستگاه‌های شبکه برای تولید MICها در لایه مک استفاده می‌شود.
• کلید دسترسی به شبکه برای هر دستگاه شبکه منحصر به فرد است. وقتی دستگاهی به شبکه متصل می‌شود، مدیر شبکه از کلید دسترسی به شبکه برای تأیید اعتبار دستگاه جدیدی که درخواست دسترسی به شبکه را دارد، استفاده می‌کند.
• کلیدهای جلسه توسط مدیر شبکه ایجاد می‌شوند. یک کلید جلسه منحصر به فرد برای اتصال سرتاسری بین دو دستگاه شبکه است و برای ارائه خدمات رمزگذاری سرتاسری و یکپارچگی داده‌ها استفاده می‌شود. کلیدهای جلسه را می‌توان به کلیدهای تک‌پخشی و کلیدهای پخشی تقسیم کرد.
محصولات سری بی‌سیم هارت
محصولات بی‌سیم هوشمند میکروسایبر از فناوری بی‌سیم بی‌سیم هارت استفاده می‌کنند که بر اتوماسیون فرآیند تمرکز دارد. این فناوری دارای ویژگی‌های شبکه خودسازمانده، خودترمیمی، مصرف کم برق، رمزگذاری داده‌ها و غیره است که عملکرد قابل اعتماد و نصب انعطاف‌پذیر و سریع را تضمین می‌کند. از طریق ماژول‌های بی‌سیم، دروازه‌های بی‌سیم، آداپتورهای بی‌سیم، فرستنده‌های دمای بی‌سیم و سایر محصولات خود، می‌توانیم به سرعت جمع‌آوری داده‌ها، نظارت بر فرآیند، بهره‌برداری از تجهیزات، نگهداری و تشخیص مشکلات سایت‌های صنعتی پیچیده را محقق کنیم. محصولات بی‌سیم هوشمند میکروسایبر به راهکار ارتباطی بی‌سیم صنعتی ترجیحی برای مشتریان نهایی داخلی تبدیل شده‌اند. شرکت‌های مشهور بین‌المللی نیز به صفوف همکاری پیوسته‌اند و به طور گسترده در پتروشیمی، برق، متالورژی، تولید ماشین‌آلات و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند.
نقطه دسترسی به اینترنت صنعتی
میکروسایبر متعهد به تحقیق و توسعه، تولید، فروش و کاربرد یکپارچه محصولات اینترنت اشیا صنعتی است.
میکروسایبر اولین پشته پروتکل فیلدباس در چین و سومین در جهان است که گواهینامه بین‌المللی را دریافت کرده است، اولین ابزار فیلدباس در چین است که گواهینامه بین‌المللی را دریافت کرده است، اولین کاربرد نمایشی سیستم کنترل شبکه‌ای در چین است و اولین عملکردی در چین است که گواهینامه بین‌المللی را دریافت کرده است، اولین محصول بی‌سیم هارت در چین است که گواهینامه بین‌المللی را دریافت کرده است و غیره.
میکروسایبر یکی از واحدهای اصلی مجری پروژه‌های مهم ملی علم و فناوری در زمینه‌های اینترنت اشیاء صنعتی و اتوماسیون صنعتی است. در طول این سال‌ها، ما تعدادی از پروژه‌های بزرگ ملی علم و فناوری، طرح ملی تحقیق و توسعه فناوری پیشرفته (طرح ۸۶۳) و توسعه تجهیزات تولید هوشمند را انجام داده‌ایم. پروژه‌های ویژه و سایر طرح‌های ملی علم و فناوری نیز در این واحد انجام شده‌اند.
میکروسایبر تجربه غنی در قابلیت‌های فنی، دستاوردهای فنی و ذخایر فنی کسب کرده است و یک تیم تحقیق و توسعه قوی برای محافظت از توسعه پایدار محصولات شرکت دارد.
