RuBee ( стандарт IEEE 1902.1 ) — это двусторонний активный беспроводной протокол, разработанный для суровых условий и приложений с высокой степенью безопасности для обеспечения видимости активов. RuBee использует длинноволновые сигналы для отправки и получения коротких (128 байт ) пакетов данных в локальной региональной сети. Протокол похож на протоколы IEEE 802 в том, что RuBee объединяется в сеть с использованием одноранговых и активных излучающих трансиверов по требованию. RuBee отличается тем, что использует низкочастотную (131 кГц) несущую.
Подробности протокола IEEE 1902.1
1902.1 — это рабочая группа « физического уровня », в которую входят 17 корпоративных членов. Рабочая группа была сформирована в конце 2006 года. Окончательная спецификация была выпущена в качестве стандарта IEEE в марте 2009 года. Стандарт включает в себя такие вещи, как спецификации кодирования и адресации пакетов. Протокол уже используется в коммерческих целях несколькими компаниями в системах и сетях видимости активов. [1] Однако IEEE 1902.1 будет использоваться во многих приложениях сенсорных сетей, требующих этого стандарта физического уровня для установления взаимодействия между производителями. Был разработан второй стандарт 1902.2 для функций данных более высокого уровня, требуемых в сетях видимости. Сети видимости предоставляют в реальном времени статус, родословную и местоположение людей, скота, медицинских принадлежностей или других ценных активов в локальной сети. Второй стандарт будет рассматривать уровни передачи данных на основе существующих применений протокола RuBee. Этот стандарт, который будет иметь важное значение для широкого использования RuBee в приложениях обеспечения видимости, будет поддерживать взаимодействие тегов RuBee, чипов RuBee, сетевых маршрутизаторов RuBee и другого оборудования RuBee на уровне канала передачи данных.
Подробности тега RuBee
Тег RuBee имеет 4-битный ЦП , от 1 до 5 КБ sRAM , кристалл и литиевую батарею с ожидаемым сроком службы пять лет. Он может опционально иметь датчики, дисплеи и кнопки. Протокол RuBee является двунаправленным, по требованию и одноранговым. Он может работать на других частотах (например, 450 кГц), но 131 кГц является наиболее широко используемой. Протокол RuBee использует IP-адрес (адрес интернет-протокола). Тег может хранить данные в своей собственной памяти (вместо или в дополнение к хранению данных на сервере). RuBee успешно функционирует в суровых условиях (один или оба конца связи находятся вблизи стали или воды), с сетями, состоящими из многих тысяч тегов, и имеет диапазон от 1 до 30 м (от 3 до 100 футов) в зависимости от конфигурации антенны. Это позволяет радиотегам RuBee функционировать в средах, где другие радиотеги и RFID могут иметь проблемы. Сети RuBee используются во многих приложениях для обеспечения видимости, включая обнаружение выхода и входа на строго охраняемых государственных объектах, обнаружение оружия и стрелкового оружия на строго охраняемых складах оружия, критически важных специализированных инструментов, интеллектуальных полок и стеллажей для ценных активов, а также интеллектуальных порталов входа/выхода.
Недостатки и преимущества RuBee
Главным недостатком RuBee по сравнению с другими протоколами является скорость и размер пакета. Протокол RuBee ограничен 1200 бод в существующих приложениях. IEEE 1902.1 определяет 1200 бод. Протокол может достигать 9600 бод с некоторой потерей диапазона. Однако большинство приложений видимости хорошо работают на скорости 1200 бод. Размер пакета ограничен десятками или сотнями байт. Конструкция RuBee отказывается от высокой пропускной способности и высокоскоростной связи, поскольку большинству приложений видимости они не требуются.
Использование магнитной энергии LW имеет ряд преимуществ:
Длительный срок службы батареи – Благодаря использованию низких частот и скоростей передачи данных чипы и детекторы могут работать на низких скоростях. Использование (самой дешевой) технологии 4- микрометровых КМОП-чипов приводит к чрезвычайно низкому энергопотреблению. Системы магнитных волновых меток LW могут достигать срока службы от 5 до 25 лет при использовании недорогих литиевых батарей. [2] Это также ожидаемый срок хранения батареи.
Данные метки перемещаются вместе с активом — поскольку данные хранятся в метке, затраты на ИТ (информационные технологии) сокращаются. Это означает, что с помощью недорогого портативного считывателя можно считать метку RuBee и узнать об активе — дату изготовления, срок годности, номер партии и т. д. — без необходимости обращаться к ИТ-системе для поиска информации. Кроме того, расстояние между считывателем и активом не имеет решающего значения. RuBee также может записывать данные на метку на том же расстоянии, на котором она может их считывать. RFID, с другой стороны, использует память EEPROM, и запись на метку неудобна. (В случае RFID диапазон ограничен, требуется больше энергии, а время записи длительное.)
Безопасно для человека – базовая станция RuBee производит только нановатт радиоэнергии. Магнитные волны LW RuBee не поглощаются биологическими тканями и не регулируются OSHA. Фактически, RuBee производит меньше мощности и более низкую напряженность поля, чем металлоискатели в аэропортах и детекторы противокраж в розничных магазинах, работающие на аналогичных частотах — примерно в 10–100 раз. Недавно опубликованные исследования показывают, что RuBee не оказывает никакого влияния на кардиостимуляторы или другие имплантируемые устройства (Hayes et al., 2007).
Искробезопасность – базовая станция и метка RuBee вырабатывают низкий уровень магнитной энергии, не способной нагреть взрывчатые вещества или создать искру. В независимых исследованиях, проведенных Министерством энергетики, RuBee было присвоено безопасное расстояние разделения (SSD) нулевое, и это единственная беспроводная технология, имеющая такой рейтинг. Это означает, что метки и базовые станции можно размещать непосредственно на взрывчатых веществах без риска случайного возгорания или нагрева.
Высокая безопасность и конфиденциальность Теги RuBee имеют много уникальных преимуществ в приложениях с высокой степенью безопасности. Диапазон прослушивания (диапазон, на котором человек с неограниченными средствами может прослушивать разговоры тега) такой же, как и диапазон тега. Это означает, что если кто-то прослушивает, он должен быть достаточно близко, чтобы вы могли его увидеть. Это не относится к протоколам RFID или 802. [3] Это означает, что никто не может тайно прослушивать разговоры тега/базовой станции. Кроме того, поскольку теги RuBee имеют батарею, кристалл и память sRAM, они могут использовать надежное шифрование с почти не поддающимися взлому одноразовыми ключами или полностью не поддающимися взлому одноразовыми блокнотами. По этим причинам RuBee сегодня используется во многих приложениях с высокой степенью безопасности. RuBee — единственная беспроводная технология, одобренная для использования на защищенных сайтах правительства США.
Контролируемый объемный диапазон — RuBee имеет максимальный объемный диапазон приблизительно 10 000 квадратных футов (900 м²) с использованием объемных рамочных антенн — Даже с небольшой объемной антенны площадью 1 кв. фут (900 см²) RuBee может считывать метку в пределах яйцевидного (эллипсоидного) объема приблизительно 10 x 10 x 15 футов (3 x 3 x 5 м). Специальная функция IEEE P1902.1, известная как Clip, позволяет размещать множество смежных рамочных антенн в антенной ферме и считывать данные с десятков и сотен базовых станций одновременно.
Экономически эффективно - с RuBee можно использовать относительно простые базовые станции и маршрутизаторы, что означает, что приемники и считыватели карт могут быть разумно оценены по сравнению с более высокочастотными трансиверами. Кроме того, метки часто включают в себя один чип, батарею, кристалл и антенну и могут быть оценены конкурентоспособно по сравнению с активными метками RFID (включающими батарею).
Меньше шума – Поскольку окружающий шум в регионе спадает как 1/ r ³, RuBee демонстрирует пониженную восприимчивость к постороннему шуму. Главным ограничением размера антенны является шум глубокого космоса.
Сравните с индуктивной передачей энергии NFC и Qi
Этот протокол на физическом уровне похож на NFC (носитель 13,56 МГц, в основном пара трансформаторов с воздушным сердечником), а также на индуктивную передачу энергии Qi (носитель 100 кГц-300 кГц). Оба модулируют нагрузку катушки приемника для связи с отправителем. Некоторые метки NFC могут поддерживать простые процессоры и несколько хранилищ, как этот протокол. NFC также разделяет физические свойства 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.
^ "RuBee RFID Steel Security Hard Environment". ru-bee.com . Получено 28.03.2024 .
^ Перейра, Джозеф. «Как данные кредитных карт вышли через беспроводную дверь». WSJ . Получено 11 ноября 2018 г.
Премия «Инновация года в области технологий обеспечения прозрачности цепочки поставок в Северной Америке», Притхви Радж, Frost & Sullivan, 2007 г. [ нерабочая ссылка ]
«IEEE начинает разработку беспроводного длинноволнового стандарта для сетей наблюдения в здравоохранении, розничной торговле и животноводстве; стандарт IEEE P1902.1 предложит локальный сетевой протокол для тысяч недорогих радиометок с длительным сроком службы батареи», Business Wire , 8 июня 2006 г.
Visible Assets продвигает метки RuBee для трудноотслеживаемых товаров, Мэри Кэтрин О'Коннор, RF Journal , 19 июня 2006 г.
Чарльз Каппс, «Ближнее поле или дальнее поле», EDN, 16 августа 2001 г., стр. 95–102. Архивировано 25 мая 2011 г. на Wayback Machine
Хейс Д.Л., Эйзингер Г., Хайбергер Л., Стивенс Дж.К. Электромагнитные помехи (ЭМП) и электромагнитная совместимость (ЭМС) активной килогерцовой радиометки (Rubee, IEEE P1901.1) с кардиостимуляторами (КСИ) и ИКД. Ритм сердца 2007;4:S398 (Приложение - Abs).
Мартин Рош, доктор медицины, Синди Уотерс, медсестра Эйлин Уолш, Системы обеспечения видимости при оказании ортопедической помощи обеспечивают беспрецедентную экономию и эффективность, Новости ортопедической продукции США, май/июнь 2007 г.