WIA-PA的制定與開發(fā)資料

1、WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)中科院沈陽自動(dòng)化研究所張曉玲2011年3月31日主要內(nèi)容一、WIA-PA概況二、WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與關(guān)鍵技術(shù)三、WIA-PA運(yùn)行過程四、WIA-PA開發(fā)要點(diǎn)五、WIA-PA原型產(chǎn)品的測(cè)試WIA-PA概況標(biāo)準(zhǔn)名稱標(biāo)準(zhǔn)名稱國家國家制定單位制定單位進(jìn)展進(jìn)展WIA-PA中國中科院沈陽自動(dòng)化所牽頭CDVWirelessHART美國HART基金會(huì)FDISISA 100美國美國儀表學(xué)會(huì)，征集各國技術(shù)提案雷聲大、雨點(diǎn)小注：標(biāo)準(zhǔn)制定歷經(jīng)的階段：注：標(biāo)準(zhǔn)制定歷經(jīng)的階段：NP、PAS、CD、CDV、FDISWIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與核心技術(shù)l標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)體系拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成協(xié)議棧模型l核心技術(shù)核心技術(shù)

2、管理架構(gòu)超幀結(jié)構(gòu)多址方式跳頻技術(shù)虛擬通信關(guān)系 聚合與解聚 WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與核心技術(shù)星型+網(wǎng)狀星型WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系l物理：主控計(jì)算機(jī)網(wǎng)關(guān)設(shè)備路由設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備手持設(shè)備l邏輯：網(wǎng)關(guān)冗余網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)管理者安全管理者簇首冗余簇首簇成員網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系l協(xié)議棧模型協(xié)議棧模型l報(bào)文格式報(bào)文格式WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與核心技術(shù)核心技術(shù)l集中式和分布式混合的管理架構(gòu)集中式和分布式混合的管理架構(gòu) WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與核心技術(shù)核心技術(shù)l超幀結(jié)構(gòu)超幀結(jié)構(gòu)CAP:設(shè)備加入，簇內(nèi)管理和重傳CFP:移動(dòng)設(shè)備與簇首間的通信非活動(dòng)期:簇內(nèi)通信、簇間通信/休眠 數(shù)

3、據(jù)流數(shù)據(jù)流l多址訪問多址訪問超幀內(nèi)lTDMA:信標(biāo)幀、CFP、簇內(nèi)通信和簇間通信階段lCSMA :CAP超幀間(不同路由設(shè)備超幀的活動(dòng)期)lFDMAlTDMA:信道數(shù)量不足WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與核心技術(shù)核心技術(shù)l跳頻機(jī)制跳頻機(jī)制自適應(yīng)頻率切換（AFS）：在不同的超幀周期內(nèi)根據(jù)信道狀況切換超幀活動(dòng)期所用信道自適應(yīng)跳頻（AFH）：根據(jù)信道狀況更換非活動(dòng)期的簇內(nèi)通信段的信道時(shí)隙跳頻（TH）：按照一定規(guī)律改變非活動(dòng)期的簇間通信段的信道WIA-PA標(biāo)準(zhǔn)體系與核心技術(shù)核心技術(shù)l虛擬通信關(guān)系虛擬通信關(guān)系目的：l應(yīng)用對(duì)象間通信l網(wǎng)絡(luò)協(xié)議對(duì)應(yīng)用的透明化l 分層協(xié)議支持VCR類型Publisher-Subscri

4、berReport-SinkClient-Server應(yīng)用層用戶應(yīng)用用于用戶應(yīng)用對(duì)象的周期性數(shù)據(jù)傳輸用于報(bào)警、事件等非周期性事件的報(bào)告用于參數(shù)的讀、寫等信息獲取或設(shè)置操作通信模式Publisher-SubscriberReport-SinkClient-Server是否雙向否否是端到端重傳否可選是是否支持聚合是否否網(wǎng)絡(luò)層冗余路徑支持簇內(nèi)否否否簇間是是是單播/廣播廣播、單播廣播、單播單播數(shù)據(jù)鏈路子層周期性是否否實(shí)時(shí)性是可選否通信資源簇內(nèi)CFP、簇內(nèi)通信階段的專用時(shí)隙CAPCAP簇間簇間通信階段的專用時(shí)隙簇間通信階段共享時(shí)隙簇間通信階段共享時(shí)隙虛擬通信關(guān)系虛擬通信關(guān)系l兩級(jí)聚合兩級(jí)聚合數(shù)據(jù)聚合：l

5、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備：數(shù)據(jù)聚合對(duì)象l多個(gè)用戶應(yīng)用對(duì)象時(shí)包聚合l路由設(shè)備：包聚合對(duì)象l多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)包l解聚解聚網(wǎng)關(guān)設(shè)備：解聚對(duì)象WIA-PAWIA-PA運(yùn)行過程運(yùn)行過程l設(shè)備加入l路由配置與資源分配l網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視 l設(shè)備離開設(shè)備加入 待加入路由設(shè)備 已加入路由設(shè)備 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 信標(biāo) 加入請(qǐng)求 轉(zhuǎn)發(fā)加入響應(yīng) 網(wǎng)絡(luò)管理者 轉(zhuǎn)發(fā)加入請(qǐng)求 轉(zhuǎn)發(fā)加入請(qǐng)求 加入響應(yīng) 轉(zhuǎn)發(fā)加入響應(yīng) 網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)和 時(shí)間同步 安全管理者 通信方式不 做規(guī)定 安全 認(rèn)證 路由設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)加入路由設(shè)備通過在網(wǎng)路由設(shè)備加入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)加入-僅適用于星型網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通過在網(wǎng)路由設(shè)備加入地址分配設(shè)備長(zhǎng)地址路由設(shè)備短地址現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備短地址路由配置與資

6、源分配路由設(shè)備路由設(shè)備 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信資源分配示例通信資源分配示例網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視路徑失效報(bào)告設(shè)備狀態(tài)報(bào)告 信道狀況報(bào)告 ：自適應(yīng)跳頻路徑失敗報(bào)告過程路徑失敗報(bào)告過程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)報(bào)告過程路由設(shè)備狀態(tài)報(bào)告過程信道狀況報(bào)告過程信道狀況報(bào)告過程WIA-PA運(yùn)行過程設(shè)備離開l設(shè)備離開 主動(dòng)離開：離開設(shè)備申請(qǐng)l路由設(shè)備離開l現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備離開被動(dòng)離開：簇首或網(wǎng)關(guān)指令l路由設(shè)備離開l現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備離開WIA-PA運(yùn)行過程設(shè)備離開l路由設(shè)備主動(dòng)離開路由設(shè)備主動(dòng)離開 WIA-PA運(yùn)行過程設(shè)備離開l路由設(shè)備被動(dòng)離開路由設(shè)備被動(dòng)離開 WIA-PA運(yùn)行過程設(shè)備離開l現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主動(dòng)離開現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主動(dòng)離開 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主動(dòng)離開網(wǎng)關(guān)設(shè)備現(xiàn)

7、場(chǎng)設(shè)備主動(dòng)離開路由設(shè)備WIA-PA運(yùn)行過程設(shè)備離開l現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被動(dòng)離開現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被動(dòng)離開 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被動(dòng)離開網(wǎng)關(guān)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備被動(dòng)離開路由設(shè)備WIA-PA開發(fā)要點(diǎn)l主要數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：管理信息庫l主要接口：各層的原語l基于IEEE802.15.4-2006設(shè)備特征設(shè)備特征l 射頻工作頻率2.4002.4835GHz信道數(shù)16信道間隔5 MHz信道帶寬2.7 MHz調(diào)制OQPSK傳輸速率250 kbps接收靈敏度-90 dBm傳輸距離室內(nèi)大于100m室外大于500m輸出功率15dBm to + 5dBm數(shù)據(jù)加密128-bit AES天線Chip設(shè)備特征設(shè)備特征數(shù)據(jù)端口以太網(wǎng)（可選）符合IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)，10Mbps串口（推薦）符合RS232電氣接口協(xié)議，支持115kbps工作條件 工作電壓（推薦）2.83.6V工作溫度-4085工作濕度1090%RHWIA-PA原型產(chǎn)品的測(cè)試網(wǎng)網(wǎng)關(guān)關(guān)路路由由設(shè)設(shè)備備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備WIA-PA原型產(chǎn)品的測(cè)試l初始化測(cè)試網(wǎng)絡(luò)管理者和網(wǎng)關(guān)的初始化安全管理者初始化測(cè)試l運(yùn)行過程測(cè)試設(shè)備的加入流程