Анализ возможностей использования стандарта Bluetooth 5-го поколения для построения самоорганизующихся сетей

Заказать уникальную дипломную работу
Тип работы: Дипломная работа
Предмет: Беспроводные сети
  • 7272 страницы
  • 28 + 28 источников
  • Добавлена 21.07.2018
3 000 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3
1 Теоретические аспекты самоорганизующихся сетей 6
1.1 Генезис дефиниций «Bluetooth», «самоорганизующаяся сеть», «стандарт», «протокол» 6
1.2 Архитектура беспроводных самоорганизующихся сетей 8
1.2 Протоколы самоорганизующихся сетей 13
1.3 Сравнительный анализ существующих протоколов для самоорганизующихся сетей 23
2 Протокол Bluetooth 5 30
2.1 Краткий экскурс в историю протокола Bluetooth 5 30
2.2 Архитектура семейства протоколов Bluetooth 32
2.3 Основные характеристики Bluetooth 5 43
2.4 Организация безопасности, используемая в работе протокола Bluetooth 5 45
3 Анализ возможности использования Bluetooth 5 для самоорганизующихся сетей 48
3.1 Варианты топологии и режимы работы узлов сети 48
3.2 Реализация на программном и аппаратных уровнях 51
3.3 Достоинства и недостатки Bluetooth 5 на современном этапе развития технологий 60
3.4 Bluetooth 5 как часть концепции интернета вещей 62
Заключение 65
Литература 66
Приложение 1 70

Фрагмент для ознакомления

В настоящее время на программном и аппаратном уровне для реализации вышеупомянутых возможностей производители уже предложили новые чипы с поддержкой Bluetooth 5.0NORDIC SEMICONDUCTORпредоставляет SDK для чипа nRF51822 с ядром Cortex-M0. Компилирует в IAR, KEIL, GCC. Стек BLUE представлял собой монолитную библиотеку без исходного кода, где SoftDevice реализует все API: GAP, GATT, L2CA, HCI. Эта библиотека поддерживает структуру с драйверами. Рамка поставляется с двумя RTOS: RL-ARM RTX от компании Keil и FreeRTOS. В рамках этой схемы используется сериализация protobuf и технология отладки Segger RT.Мы также предлагаем пакет nrf5 IoT SDK. Он включает в себя исходные протоколы MPT, CORP, TLS (взяты из проекта MBED), cJSON, lwip (бесплатный стек TCP / IPv4 / IPv6), интерфейс сокета, адаптер для IPv6. Есть 6LoWPAN, но без исходного кода.Texas InstrumentsARM производит только 2-ядерные чипы CC2640 (Cortex-M3 и Cortex-M0), но соответствующие спецификации Bluetooth 5.0. Для загрузки предоставляется SDK SimpleLink Bluetooth с низким энергопотреблением Software Stack 2.2.0 Составлено в собственной среде разработки Code Composer Studio, а также в среде IAR. Поставляется с собственным RTOS TI-RTOS 2.16 и развитой инфраструктурой вокруг библиотек стека. SDK в качестве одного из сценариев предполагает использование внешнего процессора приложений - простого прикладного процессора (SAP). Тот же чип CC2640, называемый Simple Network Processor (SNP). Между ними установлен протокол связи, называемый интерфейсом унифицированного сетевого процессора (NPI). На стороне CC2640 определенно используется TI-RTOS, на стороне процессора SAP может использоваться по усмотрению RTOS. С SDK поставляется источник NPI Protocol, как для лицевой SAP для SNP. Это технология SimpleLink.Сам стек делится на 3 предварительно скомпилированные библиотеки без исходного кода: хост, контроллер, HCI. Все три библиотеки работают только на процессоре Cortex-M3, который является частью чипа CC2640. Помимо изучения TI-RTOS, пользователю необходимо изучить специальный программный механизм или Протокол взаимодействия с стеком i, который называется iCall.Microchip-AtmelПроизводит чипы Bluetooth LE atbtlc1000 на ядре Cortex-M0. Весь стек в чипах записывается в ПЗУ. Нет открытых инструментов для программирования этих чипов на веб-сайте Atmel. Atmel вместо этого предлагает взаимодействовать с ATBTLC1000 для использования внешнего микроконтроллера. Программное обеспечение для внешнего микроконтроллера и примеры находятся в пакете Atmel Software Framework. Составленов Atmel Studio (оболочкадля GCC) или IAR.Cypress Semiconductor Corp.Производит семейства программируемых чипов BLU на ядре Cortex-M0 - PSoC 4: PSoC 4 xx 8 и procCYBL1XX7X с поддержкой спецификации Bluetooth5.0. Проекты для чипов создаются в специальном IDEPSoCCreator. Чипы Cypress отличаются тем, что нет готовой конфигурации периферии (UART, SPI, I2C, PWM и т. Д.), Она должна быть создана из элементов библиотеки в редакторе схем с добавлением программных библиотек. Это должно обеспечить некоторую гибкость. Хотя разработчик добавляет значительный объем работы. Конфигурируемый проект может быть скомпилирован одной из следующих инструментальных цепей: GCC, IAR, Keil. собираются в одну из библиотек. Стек BLE поставляется как предварительно скомпилированная монолитная библиотека без исходного кода, объединяющая хост BLU, контроллер BLE и HCI. Однако компания разработала исходные приложения для Android и iOS, работающие с BLE.Silicon LabsПроизводит EFR32 Blue Gecko Bluetooth Smart SoCs на ядре ARM Cortex-M4 с поддержкой спецификации Bluetooth 5.0. Микросхемы EFR32BG1P332F256GMxx могут выводить мощность до 19,5 дБм и объединяют отдельный радиоканал 868 МГц с мощностью до 20 дБм и чувствительностью -121,4 дБм. Chip silicon Labs - это огромный выбор альтернативных функций штырей и системы под названием Peripheral Reflex System (PRS). Хотя периферия и вы не можете создавать как чипы из Cypress, но ее связь с контактами почти произвольна, наличие PRS дает вам возможность задействовать периферию между собой, не вовлекая CPU. Стек стеллажа из Silicon Labs может принимать результаты генерации профиля с помощью программы Bluetooth Developer Studio, которая будет обсуждаться ниже. Silicon Labs предлагает два стека Bluetooth. Один из них предназначен для модулей, а Bluegiga BLE поддерживает в дополнение к обычному Bluetooth. Второй стек соответствует спецификации 5.0 и LE. Стек BLE поставляется в виде монолитной предварительно скомпилированной библиотеки без исходного кода. Для опции с внешним микроконтроллером предлагается серийный протокол и API в исходном коде. GCC, IAR и Keil могут быть скомпилированы. Все сделано в одной среде IDE, Simplicity Studio V4. Сопутствующая структура стека не поддерживается RTOS. Но в исходном коде Simplicity Studio вы можете найти такие жемчужины, как Speex со скоростью 8 кбит/с, подходящие для голоса через BLE и мощный графический интерфейс окна от Segger.STMicroelectronicsДелает чипы сетевыми контроллерами BlueNRG Cortex-M0 содержит стек BLE в спецификации Bluetooth 4.1.Сам чип не программируется, но имеет интерфейс командной строки интерфейса (API), через который они должны взаимодействовать с внешним микроконтроллером. Для ACE разработана структура, и он может входить как неотъемлемая часть в корпоративную среду разработки STM32Cube от ST.RenesasДелает чипы BLE на своем 16-битном ядре rl78. Стек BLE предоставляется только премиум-пользователям. Все его компилятор, RTOS, хост-микроконтроллер. Но есть плагин для Bluetooth Developer StudioКратко рассмотрим спецификацию BLEи в первую очередь линейку используемых частот.Рисунок 3.1 – Пределы используемых частотТри частоты (на приведенном выше рисунке идентифицируются количеством каналов 37,38,39), выделенными для вещания неадресуемых посылок, а другая для передачи пакетов при установлении логических каналов связи между устройствами. Известной особенностью Bluetooth является то, что при отправке пакетов каждый следующий пакет передается с другой частотой, выбранной псевдослучайным из списка разрешенных.Все данные в пакетах BLE могут быть зашифрованы и проверены. Кроме того, используется динамическая случайная генерация адресов устройств и их идентификация с использованием хеширования, т. е. Если мы перехватываем адрес устройства в воздухе, мы не сможем использовать его более 15 минут, так как адрес изменится в соответствии с неизвестным алгоритм.Модули BLE могут работать как однонаправленные передатчики, т. е. Без установки двунаправленного соединения, просто передают некоторые данные в виде рекламных пакетов, например, температуру. Может использоваться для данных этого типа в рекламных пакетах, отмеченных как данные производителя. Компьютер или планшет могут получать данные от сотен таких передатчиков без дополнительных предварительных действий для поиска, установления соединения, ввода пинкода и т. д.Другой возможностью передачи данных без установки канала связи является режим передачи запроса-ответа (запрос-пакет ScanRequest, пакет ответчика ScanResponce). Этот BLE существенно отличается от Wi-Fi, где даже для простейшего термометра необходимо установить соединение, которое берет ресурсы маршрутизатора.Ниже на рисунке 5 дается понимание BLE, программистом микроконтроллеров. Стек состоит из двух частей программы: Host и Controller. Программная часть хоста включает высокоуровневые функции организации и управления данными, соединениями, а контроллер управляет физической периферией приемопередатчика, работает с закрытыми ключами и другими низкоуровневыми функциями. Названные части связаны программным интерфейсом HCI (интерфейс хост-контроллера). В реализации ПК часть хоста выполняется на компьютере, а часть контроллера работает на аппаратном передатчике и приемнике Bluetooth, а протокол HCI чаще всего передается через USB. В реализации на микроконтроллере обе части работают на одном чипе, а интерфейс HCI просто преобразуется в прямую передачу данных из задачи (программного модуля) хоста в задачу (программный модуль) контроллера и обратно.На самом деле, программист видит несколько наборов API, работающих на уровне хоста: GATT, GAP, L2CA, SMP, HCI. С помощью API GAP устанавливается режим устройства - Central, Peripheral, Observer, Broadcaster, и при необходимости устанавливается соединение. И с API GATT выполняется прямая передача и получение полезных данных и их анализ.Рисунок 3.2 – Описание стека микроконтроллераВажной особенностью BLE по сравнению с Wi-Fi является спецификация не только канала связи, но и приложений, использующих его. Это называется профилями и службами. Сервисы профилей описывают роли устройств, назначение структуры данных и формата данных, защиту данных, процедуру, типы и события обмена, а не только передачу данных. Это позволяет не изобретать велосипед из протоколов при разработке, например, датчика температуры тела или измерителя пульса. Технические характеристики уже предоставлены, он остается на стороне устройства только для заполнения необходимых полей для отправки результатов измерений. Клиенты таких устройств, будь то в виде смартфонов, планшетов, ПК или кухонных приборов, автоматически распознают эти данные и отображают их или используют их соответствующим образом. Это связано с тем, что все производители соответствуют тем же спецификациям BLE, что и данные температуры или частоты сердечных сокращений, и как работать с ними. Но он остается местом для воображения разработчика, поскольку профили являются механизмами для усовершенствований.Рисунок 3.3 – Иерархия атрибутов в BLE-устройствеХарактеристики обслуживания имеют много характеристик, как показано ниже. Там придется извиниться за тавтологию, но в продукте действительно есть некоторый кризис терминологии. Одним словом, характеристики, принадлежащие службе, могут определять допуски на чтение, запись, необходимость уведомлений, подтверждений, подписей и т. д.Рисунок 3.4 - Описание характеристикBLE - серьезная технология, в ней очень много сделано для обеспечения безопасности и максимальной формализации, что в свою очередь облегчает достижение совместимости.Обмен данными между устройствами BLE осуществляется путем записи и считывания значений характеристик. Нет потоковых каналов, таких как TCP или UART. И если устройства имеют их, это означает, что они организованы программными надстройками более высокого уровня.3.3 Достоинства и недостатки Bluetooth 5на современном этапе развития технологийДостоинства Bluetooth 5 начинаются с того, что стандартполностью совместим с предыдущими версиями Bluetooth 4.0, 4.1 и 4.2. Еще однопреимущество– новая версия Bluetooth 5 может использовать все основные функции предыдущих версий. Например, вы можете использовать расширенный диапазон данных от версии 4.2 в сочетании с более высокой скоростью передачи данных версии 5.0, чтобы разработчики могли использовать наиболее эффективный набор функций для конкретного приложения.Большим преимуществом дальних режимов является отсутствие увеличения потребления энергии. При использовании закодированных физических уровней (PHY) чувствительность приемника улучшается при сохранении одного и того же тока передачи (TX) и приема (RX) в Bluetooth 4.0, 4.1 и 4.2. 5 Bluetooth использует прямую коррекцию ошибок (FEC) для расширения битов данных полезной нагрузки от 1 до 2 или от 1 до 4 со скоростями передачи в 500 кбит/с или 125 кбит/с, соответственно. Теперь приемник может более легко различать сигнал и шум.Bluetooth 5 включает в себя низкую мощность Bluetooth (BLE) причинами этого является созданная технологическая спецификация. Сетка BLE находится за пределами спецификации ядра Bluetooth. Это означает, что вы можете использовать BLE в сочетании с Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 или 5.Усиление надежности передачи данных по каналу BLE. Надежность работы с другими устройствами BLE действительно улучшилась. Случайная схема переключения частоты Bluetooth 5 уменьшает возможность одновременной передачи данных с другого устройства BLE на том же радиочастотном (RF) канале, что повышает общую надежность каждого соединения.В высокоскоростном режиме передача между пакетами выполняется быстрее. Исторически, BLE ограничивалась скоростью передачи данных 1 Мбит/с; это удваивается до 2 Мбит/с с версией 5. Это означает, что для передачи пакетов данных требуется половина времени, сохраняя при этом одинаковый временной интервал между пакетами.При работе с 2 Мбит/с с Bluetooth 5 происходит потеря чувствительности по сравнению с 1 Мбит/с. Чем выше скорость передачи данных, тем меньше диапазон, чем 1 Мбит/с. Но небольшой предел диапазона помогает нейтрализовать улучшения в архитектуре первых устройств BLE. Сравнивая радиосвязь Bluetooth 4.0 и Bluetooth 5 со скоростью 2 Мбит/с, последние будут иметь значительные преимущества в полосе пропускания при условии, что они размещены на том же расстоянии от объекта, с которым данные обмениваются.Чтобы использовать функции скорости передачи данных высокой скорости и Bluetooth 5, центр и периферийные устройства должны поддерживать Bluetooth 5. Чтобы продемонстрировать, что для связи датчика со смартфоном на большом расстоянии смартфон и сенсорный узел должны поддерживать PHY с поддержкой Bluetooth 5.Недостаток, который можно к технологии это заявленные скоростные характеристики в некоторым смысле субъективны. Высокоскоростные и дальномерные функции находятся на противоположных концах спектра и пользователю всего лишь нужно выбрать, важна ли скорость передачи данных или диапазон, поскольку устройство не может работать в обоих режимах одновременно. Например, чтобы достичь максимального диапазона, вы должны пожертвовать скоростью передачи данных, которая снизится до 125 кбит/с.3.4 Bluetooth 5 как часть концепции интернета вещейОглядываясь назад, можно сказать, что Bluetoothкак стандарт всегда понимал наличие главного устройства «мастера» и устройства подчиненного, которых могло насчитываться несколько. Но в 2017-м году, в июле группа компаний Bluetooth SIG сделала объявление о переходе на новую концепцию, не используя мастера - mesh-сеть.Внедрение этой новой технологии обязано появлению стандарта Bluetooth 5. Mesh-сеть представляет собой сеть, не имеющую центра, и предполагающую подключение устройств последовательно. Среди достоинств можно указать на то, что каждое новое устройство позволяет расширить сеть, тем самым создавая возможности для подключения все большего числа устройств. Таким образом, возникает ситуация, при которой становится гораздо легче и проще объединить в единую коммуникацию большое пространство. На рисунке 3.5 представлена такая организация.Рисунок 3.5 – Визуализация mesh-сетиЕще одним достоинством mesh-технологии можно назвать то, что она может быть реализована на всех устройствах, которые поддерживают Bluetooth Low Energy (BLE). Преимущество нового протокола заключается в том, что цель его – это объединение IoT (Интернета вещей).Интернет вещей (Internet of Things, IoT) - концепция компьютерной сети физических объектов («вещи»), оснащенная встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с окружающей средой, учитывая организацию таких сетей, как феномен, способный перестроить экономические и социальные процессы, исключая со стороны действий и операций необходимость участия человека.Концепция была сформулирована в 1999 году как отражение перспектив широкого использования радиочастотной идентификации для взаимодействия физических объектов друг с другом и с внешней средой. Содержание концепции «Интернет вещей» разнообразного технологического содержания и реализации практических решений для ее внедрения, начиная с 2010-х годов, считается устойчивой тенденцией в области информационных технологий, в первую очередь из-за широкого распространения беспроводных сетей, появление облачных вычислений, разработка технологий, взаимодействие между машинами, начало активного перехода на IPv6 и разработка программных сетей.В 2017 году термин «Интернет вещей» применяется не только к кибер-физическим системам для «домашнего» использования, но и к промышленным объектам. Разработка концепции «умных зданий» называется «Строительство Интернета вещей» (неизвестный термин) (BIoT, «Интернет вещей в здании»), развитие распределенной сетевой инфраструктуры в ACS TP привело к появлению «Промышленный интернет вещей» (IIoT, «Промышленный (интернет) Интернет вещей»).Сама идея использования нового вида связи, была как бы реализацией решений проблем, связанных с технологией Умного дома. Безусловно, независимость всех устройств от главного ведет к повышению надежности системы в целом. Такая независимость предполагает не нагружать «мозг» системы малыми периферийными соединениями, где наличие «внимания» центрального устройства не особо важно.По сути, возникает реализация типа DMA (Direct Memory Access). Это принцип, позволяющий периферийным модулям обмениваться данными, не обращаясь при этом к ядру. В результате ячеистая сеть создает условия беспрепятственного общения даже с самыми удаленными устройствами или датчиками на производстве, например, исключая необходимость использования маршрутизатора или проводного соединения. А на производстве, используя такую сеть было бы гораздо проще передавать большое количество данных, как, например, пакет данных к панели управления от робота.Здесь, в первую очередь, акцентировано внимание именно на защите, так как в Умном доме использование большого числа автоматики, представляет собой, что естественно, уязвимость с позиции безопасности и возможности взлома. Новый же стандарт поддерживает шифрование всеми видами ключей, что позволяет достичь достойного уровня защиты.Важное достоинство нового протокола – это объединение всех IoT устройств. Эта спецификация должна решить многие проблемы, связанные с интернетом вещей. Многие ученые, инженеры прогнозируют лишь рост числа устройств интернета вещей, большая часть из которых будет работать, используя Bluetooth пятого поколения.ЗаключениеТаким образом, в ходе выполнения работы были решены задачи:- проведены теоретические изыскания аспектов самоорганизующихся сетей, для чего изучен генезис дефиниций «Bluetooth», «самоорганизующаяся сеть», «стандарт», «протокол», рассмотрена архитектура беспроводных самоорганизующихсясетей, изучены протоколы самоорганизующихся сетей и проведен сравнительный их анализ;- изучен протокол Bluetooth 5, для чего проведен краткий экскурс в историю протоколаBluetooth 5, рассмотрена архитектура семейства протоколов Bluetooth, определены основные характеристики Bluetooth 5, изучены вопросы организации безопасности, используемые в работе протокола Bluetooth 5;- проанализированы возможности использования Bluetooth 5 для самоорганизующихся сетей, для чего рассмотрены состояние и режимы работы узлов сети, изучена реализацию уровня приложений, изучены достоинства и недостатки Bluetooth 5 на современном этапе развития технологий, осмыслено использование Bluetooth 5 как части концепции интернета вещей.Цель настоящего исследования, заключающаяся в проведении анализа возможностей использования стандарта Bluetooth пятого поколения для построения самоорганизующихся сетей, достигнута.Литература13DTV требует широкополосных каналов передачи данных (по материала HuaweiTechnologiesCommunicate) // Век качества.- 2011.- №2.- С. 40-412Wireless. Взгляд в будущее беспроводной связи / Электронный ресурс. URL: http://www.fastestpc.ru/articles/01115/wireless_vzglyad_v_budushhee_besprovodnoj_svyazi.html3Антонов А. Технологии оптимального управления для энергетики / Презентация [pdf] / А.Антонов / Электронный ресурс. URL: http://enersys.ru/wp-content/uploads/konf2015/doklad/honeywell.pdf4Бителева А. Технологии мультимедийного доступа. Журнал «Теле-Спутник» 8(82) (август 2002)5Большой Энциклопедический словарь. 2000.6Вишневский и др. Широкополосные беспроводные сети передачи данных. — М.: Техносфера, 2005. — 592 с.7Восков Л.С. Беспроводные сенсорные сети и прикладные проекты. Автоматизация и ИТ в энергетике №2-3 (2-3). Отраслевой научно-производственный журнал. М., 2009г., с.44-49.8Восков Л.С., М. М. Комаров, С.Г.Ефремов. Универсальная платформа для мониторинга эффективности использования ресурсов на основе технологии беспроводных сенсорных сетей. Автоматизация и ИТ в энергетике №1 (1). Отраслевой научно-производственный журнал. М., 2009г., c.41-43.9Вопрос № 244488. Грамота.ру. — «Допустимо:"блютус". Но лучше писать латиницей».10Гулулян А. Г. Оценка экономической эффективности использования технологий цифровых месторождений при принятии управленческих решений в нефтегазовом производстве: диссертация на соискание ученой степени канд. эконом наук (08.00.05) / Гулулян Акон Георгиевич; РГУ нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина. – Москва, 2017. – 163с.11Дуркин С.М. Управление разработкой интеллектуальных месторождений: метод. Указания / С.М. Дуркин, И.Н. Меньшикова. – Ухта: УГТУ, -2017. -24с.12Дэйв Эванс (Dave Evans) Интернет вещей: как изменится вся наша жизнь на очередном этапе развития Сети http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/062711d.html http://stfw.ru/page.php?id=1901613Интернет вещей. Будущее уже здесь. М.: «Альпина Паблишер», 2016.14Карло М.Р. Широкополосный доступ в России / Карло М.Н, Гелвановска Н., Мачуле В., Хохлов Ю., Шапошник С. – Отчет сотрудников Всемирного банка, январь, 2015. – 54с. URL: http://www.worldbank.org/en/country/russia/publication/broadband-in-russia15Кучерявый А. Е., Бородин П. Н. Интернет вещей как новая концепция развития сетей связи. Информационные технологии и телекоммуникации. Электронный научный журнал №3, 201416Место встречи профессионалов кабельной отрасли // Век качества.- 2011.- №2.- С. 4517Оссейран А. Технологии мобильной связи 5 G: анализ и перспективы // Первая миля.- 2013.-№ 5.- С. 16-2118Решения Emerson для процессов переработки нефти [pdf] / Электронный ресурс. URL: http://www2.emersonprocess.com/ru-RU/Documents/Emerson%20Solutions%20for%20Refinary_rus_v2.pdf19Сергей Пахомов. История успеха Wi-Fi./ КомпьютерПресс №5. – 200320Чеклецов В.В. Чувство планеты (Интернет Вещей и следующая технологическая революция). – М. – Российский образовательный центр по Интернету Вещей, - 2013. – 130с.21Что думают операторы о перспективах развития спутниковой связи? (по материала журнала VISSatellite) // Век качества.- 2011.- №2.- С. 42-4422Шарабыров И.В. Система обнаружения атак в локальных беспроводных сетях на основе технологий интеллектуального анализа данных: диссертация на соис. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.19) / Шарабыров Илья Викторович; ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет.- Уфа, 2016.- 144с.Иностранные источники:23Ericsson, 2013. Networkedsocietyessentials. [pdf] Stockholm: Ericsson. – http://www.ericsson.com/ res/docs/2013/networked-society-essentials-booklet. pdf [Accessed 17 June 2013].24Cisco, February 2013. Cisco visual networking index: Global mobile data traffic forecast update, 2012–2017. [pdf] USA: Cisco. – http://www.cisco.com/en/US/ solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/ white_paper_c11-520862.pdf [Accessed 17 June 2013].25METIS, February 2013. Mobile and wireless communications Enablers for the Twentytwenty Information Society. [pdf] – https://www. metis2020.com/wp-content/uploads/2012/10/ METIS_ factSheet_2013.pdf [Accessed 18 June 2013].26Ericsson, April 2013. Technology for Good – Ericsson sustainability and corporate responsibility report 2012. [pdf] Stockholm: Ericsson. – http://www. ericsson.com/res/thecompany/docs/corporateresponsibility/ 2012/2012_corporate_responsibility_ and_sustainability_report.pdf [Accessed 17 June2013].27Ericsson, June 2013. Ericsson mobility report – on the pulse of the networked society. [pdf] Stockholm: Ericsson. – http://www.ericsson.com/res/docs/2013/ ericsson-mobilityreport-june-2013.pdf [Accessed 17 June 2013].28Kardach, Jim How Bluetooth got its nameПриложение 1Термины и сокращенияPairing– процесс создания пар BLE устройств с одним или несколькими секретными ключами для шифрования трафика позже. Пользователь участвует в этом процессе, когда система запрашивает PIN-код.Bonding –процесс хранения общих секретных ключей для использования в последующих доверительных связях пар устройств BLE.Device authentication– проверка подлинности, свидетельствует о том, что два устройства имеют одинаковые секретные ключи.Advertising–широковещательная трансляцияпакетов устройства BLE. В этих пакетах устройство сообщает свое имя и адрес, отчеты о предоставляемых услугах и специальную информацию.Scanning– процесс приема пакетов от других устройств BLE во время пассивного сканирования. Когда сканирование активно, отправка пакетов запроса для получения дополнительной информации от устройств, работающих в рекламном режиме.Profile–профиль. Набор списков функций, свойств, поведения и ролей для набора уровней в конкретном стеке протокола.UUID–универсальный уникальный идентификатор. 128-битный уникальный идентификатор атрибута.BLE Host– хостчасть программного обеспечения стека, работающего на основном процессоре, на котором выполняется основное приложение, или функции моста для основного приложения. Хост включает GAP, GATT, базу данных GATT, L2CA.BLE Controller– контроллер BLE. Часть стека программного обеспечения BLE, работающего на микросхеме Bluetooth.HCI - Интерфейс хост-контроллера. Протокол или API, в зависимости от контекста связи между хостом BLE и контроллером BLE.GAP – Generic Access,профиль доступа, типичный профиль доступа. Обычно это называется слоем (layer). Но довольно сложно назвать профиль слоем. В исходном коде это представлено как набор макросов, деклараций и функций для установления и поддержания связи между устройствами BLE.GATT– типичный профиль атрибута. В исходном коде это набор функций для обмена данными между устройствами. Атрибуты представляют собой единицы данных разных типов (строки, числа, структуры ...), организованные в иерархическом дереве, узлами которого являются сервисы, характеристики, дескрипторы и т. д., атрибут характеризуется тем, что имеет уникальный UUID.L2CA– контроль логического канала и уровень адаптации. Программный уровень с соответствующим протоколом отвечает за создание и поддержание логических каналов связи. Участвует в планировании поставок, управлении ошибками, сегментации пакетов, управлении потоком, мультиплексировании пакетов между протоколами верхнего уровня. Является частью хоста.SMP– протокол безопасности. Протокол используется для сопряжения. Работает по выделенному каналу в L2CA.LTK– долгосрочный ключ. Секретный ключ, используемый в шифровании BLE-трафика.IRK - идентификационный ключ. Ключ к расшифровке реального адреса устройства от зашифрованного публичного.CSRK– ключ для подтверждения подключения. Ключ для подписания сообщений.RAND – 64-битная случайная величина, используемая для формирования LTK.EDIV – 16-разрядная случайная величина, используемая для формирования LTKMITM– попытка третьей стороны разблокировать общий секретный ключ двух устройств путем проникновения канала связи между устройствами в качестве промежуточного.Message integrity – защита целостности сообщений от подделки.Framework– это программное обеспечение в исходном коде, предназначенное для упрощения создания приложений на конкретной аппаратной платформе с использованием конкретных библиотек протокольных стеков протоколов. Включает обычно BSP (пакет поддержки плат), HAL (уровень абстракции аппаратных средств), OSA (уровень абстракции ОС), промежуточное ПО (промежуточное ПО), такие как: менеджеры памяти, файловые системы, планирование и таймеры и т. д.

Литература

1 3DTV требует широкополосных каналов передачи данных (по материала HuaweiTechnologiesCommunicate) // Век качества.- 2011.- №2.- С. 40-41
2 Wireless. Взгляд в будущее беспроводной связи / Электронный ресурс. URL: http://www.fastestpc.ru/articles/01115/wireless_vzglyad_v_budushhee_besprovodnoj_svyazi.html
3 Антонов А. Технологии оптимального управления для энергетики / Презентация [pdf] / А.Антонов / Электронный ресурс. URL: http://enersys.ru/wp-content/uploads/konf2015/doklad/honeywell.pdf
4 Бителева А. Технологии мультимедийного доступа. Журнал «Теле-Спутник» 8(82) (август 2002)
5 Большой Энциклопедический словарь. 2000.
6 Вишневский и др. Широкополосные беспроводные сети передачи данных. — М.: Техносфера, 2005. — 592 с.
7 Восков Л.С. Беспроводные сенсорные сети и прикладные проекты. Автоматизация и ИТ в энергетике №2-3 (2-3). Отраслевой научно-производственный журнал. М., 2009г., с.44-49.
8 Восков Л.С., М. М. Комаров, С.Г.Ефремов. Универсальная платформа для мониторинга эффективности использования ресурсов на основе технологии беспроводных сенсорных сетей. Автоматизация и ИТ в энергетике №1 (1). Отраслевой научно-производственный журнал. М., 2009г., c.41-43.
9 Вопрос № 244488. Грамота.ру. — «Допустимо:"блютус". Но лучше писать латиницей».
10 Гулулян А. Г. Оценка экономической эффективности использования технологий цифровых месторождений при принятии управленческих решений в нефтегазовом производстве: диссертация на соискание ученой степени канд. эконом наук (08.00.05) / Гулулян Акон Георгиевич; РГУ нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина. – Москва, 2017. – 163с.
11 Дуркин С.М. Управление разработкой интеллектуальных месторождений: метод. Указания / С.М. Дуркин, И.Н. Меньшикова. – Ухта: УГТУ, -2017. -24с.
12 Дэйв Эванс (Dave Evans) Интернет вещей: как изменится вся наша жизнь на очередном этапе развития Сети http://www.cisco.com/web/RU/news/releases/txt/2011/062711d.html http://stfw.ru/page.php?id=19016
13 Интернет вещей. Будущее уже здесь. М.: «Альпина Паблишер», 2016.
14 Карло М.Р. Широкополосный доступ в России / Карло М.Н, Гелвановска Н., Мачуле В., Хохлов Ю., Шапошник С. – Отчет сотрудников Всемирного банка, январь, 2015. – 54с. URL: http://www.worldbank.org/en/country/russia/publication/broadband-in-russia
15 Кучерявый А. Е., Бородин П. Н. Интернет вещей как новая концепция развития сетей связи. Информационные технологии и телекоммуникации. Электронный научный журнал №3, 2014
16 Место встречи профессионалов кабельной отрасли // Век качества.- 2011.- №2.- С. 45
17 Оссейран А. Технологии мобильной связи 5 G: анализ и перспективы // Первая миля.- 2013.-№ 5.- С. 16-21
18 Решения Emerson для процессов переработки нефти [pdf] / Электронный ресурс. URL: http://www2.emersonprocess.com/ru-RU/Documents/Emerson%20Solutions%20for%20Refinary_rus_v2.pdf
19 Сергей Пахомов. История успеха Wi-Fi./ КомпьютерПресс №5. – 2003
20 Чеклецов В.В. Чувство планеты (Интернет Вещей и следующая технологическая революция). – М. – Российский образовательный центр по Интернету Вещей, - 2013. – 130с.
21 Что думают операторы о перспективах развития спутниковой связи? (по материала журнала VISSatellite) // Век качества.- 2011.- №2.- С. 42-44
22 Шарабыров И.В. Система обнаружения атак в локальных беспроводных сетях на основе технологий интеллектуального анализа данных: диссертация на соис. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.19) / Шарабыров Илья Викторович; ФГБОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет.- Уфа, 2016.- 144с.


Иностранные источники:
23 Ericsson, 2013. Networkedsocietyessentials. [pdf] Stockholm: Ericsson. – http://www.ericsson.com/ res/docs/2013/networked-society-essentials-booklet. pdf [Accessed 17 June 2013].
24 Cisco, February 2013. Cisco visual networking index: Global mobile data traffic forecast update, 2012–2017. [pdf] USA: Cisco. – http://www.cisco.com/en/US/ solutions/collateral/ns341/ns525/ns537/ns705/ns827/ white_paper_c11-520862.pdf [Accessed 17 June 2013].
25 METIS, February 2013. Mobile and wireless communications Enablers for the Twentytwenty Information Society. [pdf] – https://www. metis2020.com/wp-content/uploads/2012/10/ METIS_ factSheet_2013.pdf [Accessed 18 June 2013].
26 Ericsson, April 2013. Technology for Good – Ericsson sustainability and corporate responsibility report 2012. [pdf] Stockholm: Ericsson. – http://www. ericsson.com/res/thecompany/docs/corporateresponsibility/ 2012/2012_corporate_responsibility_ and_sustainability_report.pdf [Accessed 17 June2013].
27 Ericsson, June 2013. Ericsson mobility report – on the pulse of the networked society. [pdf] Stockholm: Ericsson. – http://www.ericsson.com/res/docs/2013/ ericsson-mobilityreport-june-2013.pdf [Accessed 17 June 2013].

Вопрос-ответ:

Какие возможности предоставляет стандарт Bluetooth 5 для построения самоорганизующихся сетей?

Стандарт Bluetooth 5 го поколения предоставляет расширенный диапазон передачи данных, более высокую скорость передачи информации и улучшенную энергоэффективность, что делает его привлекательным для построения самоорганизующихся сетей.

Какие теоретические аспекты связаны с самоорганизующимися сетями на основе стандарта Bluetooth 5?

Самоорганизующиеся сети представляют собой сети, в которых устройства способны самостоятельно обнаруживать другие устройства, устанавливать связи и передавать данные между собой без централизованного управления. Стандарт Bluetooth 5 идеально подходит для таких сетей, так как предоставляет надежные и энергоэффективные способы связи.

Какова архитектура беспроводных самоорганизующихся сетей, использующих стандарт Bluetooth 5?

Архитектура беспроводных самоорганизующихся сетей на основе стандарта Bluetooth 5 обычно представляет собой децентрализованную сеть устройств, которые могут коммуницировать друг с другом без центрального узла. Каждое устройство в такой сети может быть одновременно и источником, и приемником данных.

Какие протоколы используются в самоорганизующихся сетях на базе Bluetooth 5 стандарта?

В самоорганизующихся сетях на базе стандарта Bluetooth 5 могут использоваться различные протоколы, такие как Bluetooth Mesh и Zigbee. Эти протоколы позволяют устройствам в сети обмениваться данными и координировать свои действия без центрального управления.

Как происходит сравнительный анализ существующих протоколов для самоорганизующихся сетей на примере стандарта Bluetooth 5?

Сравнительный анализ существующих протоколов для самоорганизующихся сетей на примере стандарта Bluetooth 5 включает оценку их производительности, надежности, энергопотребления и других параметров. Это позволяет определить преимущества и недостатки каждого протокола и выбрать наиболее подходящий для конкретной задачи или среды.

Какие преимущества может предоставить использование стандарта Bluetooth 5 для построения самоорганизующихся сетей?

Использование стандарта Bluetooth 5 может предоставить ряд преимуществ для построения самоорганизующихся сетей. Он обеспечивает повышенную скорость передачи данных, более широкий диапазон действия и улучшенную энергоэффективность. Также Bluetooth 5 поддерживает множество устройств и позволяет им обмениваться данными на больших расстояниях.

Какие теоретические аспекты связаны с самоорганизующимися сетями?

Самоорганизующиеся сети включают в себя множество теоретических аспектов. Это включает в себя генезис дефиниций, концепцию самоорганизующейся сети, архитектуру беспроводных самоорганизующихся сетей и протоколы, используемые в таких сетях.

Какие протоколы могут использоваться в самоорганизующихся сетях?

В самоорганизующихся сетях могут использоваться различные протоколы, такие как ZigBee, Z-Wave, Wi-Fi, Bluetooth Mesh и другие. Каждый из этих протоколов имеет свои особенности и преимущества в зависимости от конкретной ситуации и требований сети.

Какие протоколы можно сравнить с протоколом Bluetooth 5 для использования в самоорганизующихся сетях?

Существует ряд протоколов, которые можно сравнить с протоколом Bluetooth 5 для использования в самоорганизующихся сетях. Некоторые из них включают в себя протоколы ZigBee, Z-Wave и Wi-Fi. Каждый из этих протоколов имеет свои особенности и преимущества, и выбор зависит от конкретных требований сети и ее целей.

Какова история развития протокола Bluetooth?

Протокол Bluetooth имеет долгую историю развития. Он был создан в 1994 году шведской компанией Ericsson и был предназначен для беспроводных соединений между электронными устройствами. С течением времени протокол Bluetooth развивался и совершенствовался, и в 2016 году был представлен Bluetooth 5 - последняя версия протокола, которая предлагает множество улучшений и новых возможностей.

Для чего можно использовать стандарт Bluetooth 5 в самоорганизующихся сетях?

Стандарт Bluetooth 5 можно использовать для создания самоорганизующихся сетей, где устройства могут обмениваться данными и координировать свою работу автономно, без централизованного управления.

Какие преимущества может предоставить стандарт Bluetooth 5 для самоорганизующихся сетей?

Стандарт Bluetooth 5 обладает большей пропускной способностью и увеличенной дальностью передачи данных по сравнению с предыдущими версиями. Это позволяет устройствам в самоорганизующихся сетях связываться на большие расстояния и передавать больший объем информации.