Dust Networks - NPO法人3Gシールドアライアンス3gsa.org/data/20140116Dust.pdfLinear Technology Confidential 19 LTP590x PCB Assembly SmartMesh WirelessHART SmartMesh IP LTC5800-IPM

Linear Technology Confidential 1

Dust Networks ワイヤレス・センサー・ネットワーク


Kris Pisterが発明したTSMP

1998年にアメリカ国防総省 DARPAから予算を得て具体化

TSMP (Time Synchronized Mesh Protocol) は、高信頼性、

超低消費電力のメッシュ型ネットワーク・プロトコル

WirelessHART およびIEEE 802.15.4Eの規格策定に貢献

特徴

時間同期通信

チャンネル・ホッピング

自動的ノード追加

自己修復メッシュ

メッセージ暗号化


IEEE802.15.4 低消費電力のWSN規格

WSN = Low Power : Low Data Rate : Lots of Devices

WSN


産業用途に使える初めてのWSN

ポイントツーポイント無線

信頼性に欠ける

敷設費用 20万円

柔軟性 ○

無線メッシュ

非常に高い信頼性


柔軟性 ◎

有線ネットワーク

非常に高い信頼性


柔軟性 ×


SmartMesh 時間同期とメッシュ構成

Sensor

高精度の電波時計による時間同期によって…

各ノードは正確な時刻に起動して、通信が終わればすぐに休止

20秒間隔の通信であれば、ノード当りの消費電流は約50uA。電池で数年持つ

メッシュ (空間的冗長性) とチャンネル・ホッピング (周波数冗長性）により、

99.999% のパケット・デリバリ・レシオ

柔軟性の高いノード配置


SmartMesh 電波時計の精度


SmartMesh チャネル・タイムスロット

WirelessHART

10ミリ秒

SmartMesh IP

7.2ミリ秒


マルチパス・フェーディング：自己干渉


メッシュのみが、リンク障害に対応できる

空間的冗長性あり一本切れても迂回する

空間的冗長性なし一本切れたらノードは孤立


WiFi干渉のある環境でのチャネル安定度

50x50mのオフィスに45個のMoteを配置し、

WiFi干渉がある中で1200万ﾊﾟｹｯﾄの送受信を行った


チャネル・ホッピングにより外部干渉を克服

Dust チャネルホッピングあり

Zigbee等

他の802.15.4

チャネル

ホッピングなし


周波数・空間冗長性により信頼性を確保

低電力中継ノード

周波数冗長性

空間的冗長性

ネットワーク制御

セキュリティ

ANT / ANT Plus Excessive beaconing

required 単一チャネルスター、ツリーなしなし

ZigBee Pro 中継ノードには、

ライン給電が必要単一チャネルシングルパスなし 128-bit 暗号

DigiMesh severe bandwidth

restrictions 単一チャネルシングルパスなし

一つのネット

ワークキーのみ

Snap severe bandwidth

restrictions 単一チャネルシングルパスなし

一つのネット

ワークキーのみ

Dust Networks SmartMesh

１ミリ秒以内の

時刻同期

チャネル

ホッピング

（１５チャネル）

全てのノードが冗長パスを持つ

ネットワーク

最適化

128-bit 暗号

自動認証

秘匿性

ネットワーク全体が超低消費電力

ケーブル配線に準じる接続信頼性安全性


0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Jan-04 Jan-05 Jan-06 Jan-07 Jan-08 Jan-09 Jan-10 Jan-11 Jan-12

I_T

X [

mA

] Sampling date

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Jan-04 Jan-05 Jan-06 Jan-07 Jan-08 Jan-09 Jan-10 Jan-11 Jan-12

I_R

X [

mA

]

Sampling date

低消費のRF回路設計技術を持つ

Dust Networks

Jennic Freescale

TI TI

Freescale Ember Ember

Dust Networks

CEL

Jennic

0dBm TX Current

MSP430 +CC2420

RX Current

13


20秒間隔の通信なら、平均50μAで動作

測定条件：20motes, 4hop, ﾍﾟｲﾛｰﾄﾞ80byte, ｲﾝﾀｰﾊﾞﾙを変える

1hop 2hop 3hop 4hop Manager


パス安定度は消費電流に余り影響しない

測定条件：20motes, 4hop, ﾍﾟｲﾛｰﾄﾞ80byte, ｲﾝﾀｰﾊﾞﾙ20秒



ペイロードの大小は電流に余り影響しない

測定条件：20motes, 4hop, ﾍﾟｲﾛｰﾄﾞｻｲｽﾞを変える、ｲﾝﾀｰﾊﾞﾙ15秒



50uA放電で約7年持つ電池


LTC5800 Mote / Manager on Chip

ARM core MCU

802.15.4 RF

Power & Clock


LTP590x PCB Assembly

SmartMesh WirelessHART

SmartMesh IP

LTC5800-IPM

Mote-on-Chip

(QFN)

LTP5901-IPM (chip antenna)

LTP5902-IPM (MMCX)

Mote Modules

(PCBA)

LTC5800-IPR

Manager-on-Chip

(QFN) LTP5901-IPR (chip antenna)

LTP5902-IPR (MMCX)

Embedded Managers

(PCBA)

LTP5900-WHM

22-Pin Mote Module

(PCBA)

LTC5800-WHM

Mote-on-Chip

(QFN)

LTP5903-WHR

Embedded Manager

(PCBA)

LTP5901-WHM (chip antenna)

LTP5902-WHM (MMCX)

Mote Modules

(PCBA)

managers motes

See product details, datasheets on

www.dustnetworks.com


Wireless Sensor / Actuator

Sensor

Processor

API

(UART)

sensors

SmartMesh

Network

OEM Gateway

OEM

ControllerAPI

Control Network

Asset management /

control program

CLI (UART)Mote

Embedded

Manager

システム開発は簡単

モート側インタフェース:

• UARTを介したシリアルAPI マネジャー側インタフェース:

• UARTを介したシリアルAPI

• イーサネットを介したXML API

プロトコルスタックのコーディング不要

- シンプルな外部インタフェース - 標準APIを使ったアプリ開発


充実したアプリケーションノート

22

ビジネス・モデル

23

基板メーカー

セットメーカー

コンサルタント

エンドユーザー

ビジネスモデル

デバイスメーカー

システムインテグレータ

顧客の開発部門 - 基板開発 - 筐体設計 - ソフト開発

顧客の販売部門 - ﾏｰｹﾃｨﾝｸﾞ

- ﾌｨｰﾙﾄﾞｻﾎﾟｰﾄ

個人、法人

LTC

ﾈｯﾄﾜｰｸｿﾌﾄ、電池

ｲﾝﾌﾗ運用会社

Dust - LTC5800 - LTP590x

設置計画、ｱﾌﾟﾘ統合

ｾﾝｻ系、筐体、電池

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