48 / 84
EMBEDDED
56 • maggio • 2015
hardware
|
TSCH
48
municazioni dovute a interferenza, ostacoli fisi-
ci o multipath fading. Se la trasmissione di un
pacchetto non riesce lungo un percorso, un nodo
sensore (mote) riprova automaticamente sul suc-
cessivo percorso disponibile e su un canale RF
diverso (Fig. 2). Applicando la diversità di per-
corso e di frequenza a ogni tentativo successivo
(diversità di tempo), ogni volta la probabilità di
successo è superiore rispetto a un sistema a ca-
nale singolo.
Scambio di pacchetti con basso consumo di poten-
za – L’uso di una rete TSCH consente ai nodi di
rimanere inattivi consumando pochissima poten-
za fra le comunicazioni programmate. Ciascun
dispositivo è attivo solo se sta inviando un pac-
chetto o se è in attesa di rilevare un potenziale
pacchetto inviato da un dispositivo vicino. Più
importante ancora, poiché ogni nodo “sa” in quali
istanti è programmato per riattivarsi, è sempre
disponibile per ritrasmettere le informazioni in-
viate dai nodi vicini.
Quindi, le reti TSCH spesso funzionano a duty
cycle <1% pur rimanendo completamente dispo-
nibili. Inoltre, poiché la transazione di ciascun
pacchetto è programmata, in una rete TSCH non
si verificano collisioni di pacchetti. Queste reti
possono essere ad alta densità e scalabili senza
creare auto-interferenze RF che ne riducano la
funzionalità.
Funzionamento a duty cycle ad alta disponibilità
– A differenza di una rete fatta funzionare a duty
cycle in tutte le sue parti, in una rete TSCH i nodi
individuali riattivano i corrispondenti transcei-
ver solo quando questi ultimi devono trasmettere
un pacchetto o rimanere in attesa di rilevare un
pacchetto in arrivo. Programmando il traffico di
rete secondo la granularità degli scambi trasmet-
titore-ricevitore individuali, una rete TSCH può
gestire facilmente un traffico di dati eterogenei;
per esempio, se si ha un sensore del livello del li-
quido in un serbatoio che deve trasmettere i dati
solo una volta all’ora mentre in altri punti vi sono
sensori di pressione/portata che devono trasmet-
tere i dati a intervalli di alcuni secondi, una rete
TSCH riattiva nodi secondari (e i corrispondenti
nodi primari) solo alla frequenza necessaria per
gestire affidabilmente il livello del traffico di dati.
Rete TSCH e hardware a basso consumo:
una combinazione efficace
Le correnti di funzionamento dei transceiver
802.15.4 necessarie per operazioni generali come
trasmissione, ricezione e permanenza nello sta-
to di inattività sono diminuite costantemente
nell’ultimo decennio. Ad esempio, LTC5800-IPM
di Linear Technology assorbe 9,5 mA per una po-
tenza di trasmissione di +8 dBm e 4,5 mA per
la ricezione – valori da 3 a 5 volte inferiori ri-
spetto ai transceiver 802.15.4 della generazione
precedente. Ridurre gli assorbimenti di corrente
Fig. 3 – Vantaggi dell’hardware ottimizzato per reti TSCH. La figura mostra l’assorbimento di cor-
rente durante la trasmissione del pacchetto e la ricezione del riscontro del livello di collegamento.
Con hardware ottimizzato per reti TSCH, come l’LTC5800-IPM di Linear Technology, le transazio-
ni individuali possono essere eseguite con una carica bassissima, fino a 54,5µC