wersja mobilna
Online: 564 Sobota, 2016.12.03

Technika

Czy RF4CE zrewolucjonizuje zdalne sterowanie?

środa, 30 marca 2011 13:13

Już niebawem będzie można pozbyć się wszystkich pilotów porozrzucanych po domu. Urządzenia zgodne z najnowszą technologią zdalnego sterowania elektroniką użytkową za pomocą fal radiowych (RF4CE) lada dzień zagoszczą na sklepowych półkach. Wspierana przez ZigBee technika przechodzi obecnie testy certyfikacyjne.

Pilot zdalnego sterowania RF4CE (Radio Frequency for Consumer Electronics) nie jest typowym urządzeniem bazującym na podczerwieni, których pełno w naszych domach. Produkt działa w oparciu o komunikację radiową w zgodzie ze standardem ZigBee jako część sieci bezprzewodowej. Sieć ZigBee zarządzająca urządzeniem RF4CE pracuje w trzech predefiniowanych kanałach: 15., 20. i 25. (rys. 1c), wybranych z widma ZigBee rozciągającego się między kanałem 11. a 26.

Piloty wykorzystujące fale radiowe pozwalają na większą swobodę w sterowaniu urządzeniami niezależnie od odległości oraz barier znajdujących się na drodze. Dwukierunkowa forma komunikacji bezprzewodowej gwarantuje prawidłowe dostarczanie sygnału, zapewnia ulepszony interfejs użytkownika, lepsze współdziałanie oraz nowe techniki sterowania (jak na zdjęciu). W odróżnieniu od obecnie stosowanej podczerwieni, fale radiowe mogą zdalnie sterować urządzeniami z większych odległości i niezależnie od tego, jakie obiekty znajdują się na drodze sygnału.

Na rysunku zobrazowano kanały przeznaczone dla obu rodzajów transmisji wraz z obszarami, które zachodzą na siebie. Nakładanie się 17., 18., 19. i 20. kanału ZigBee na 7. kanał Wi-Fi może mieć wpływ na płynność działania oraz mogą pojawić się problemy ze stabilnością, jeśli Wi-Fi oraz ZigBee będą intensywnie wykorzystywane w tej samej przestrzeni. Jest to najważniejszy problem, który musi być zbadany, zanim produkty zgodne z RF4CE trafią na rynek.

Jak działa RF4CE?

Rys. 1. Nakładające się na siebie kanały 802.11 (Wi-Fi) oraz 802.15.4 (ZigBee) mogą być przyczyną zakłóceń, jednak standard RF4CE umożliwia sprawną zmianę częstotliwości pracy pilota i urządzenia docelowego. Przedstawiono nienakładające się na siebie w paśmie 2400 MHz kanały Wi-Fi wykorzystywane w Ameryce Północnej (a), Europie (b) oraz kanały ZigBee (c). Źródło: Specyfikacja 802.15.4-2003

Do urządzeń ZigBee wykorzystujących piloty RF4CE zaliczają się zestawy TV, odtwarzacze DVD, urządzenia STB (settop box) oraz inne, które mogą pojawić się w najbliższej przyszłości. W świecie RF4CE centralnym urządzeniem jest pilot zdalnego sterowania, a pozostałe, jak np. odtwarzacz DVD, są urządzeniami docelowymi. Architektura komunikacji bazuje na właściwościach sieci samoorganizującej wykorzystywanej przez ZigBee, w której poszczególne urządzenia domowe są jej elementami.

Zarówno pilot, jak i dowolne urządzenie docelowe może inicjować sieć ZigBee RF4CE poprzez rozgłoszenie swoich możliwości. Dodatkowe urządzenia mogą dołączyć do sieci po znalezieniu już podłączonych i połączeniu się z nimi. W obrębie danego kanału dwa dowolne urządzenia RF4CE mogą przesyłać między sobą bezprzewodowe sygnały, przenoszące polecenia sterujące urządzeniami.

Specyfikacja ZigBee dla RF4CE wymaga od nadajnika i oprogramowania umiejętności sprawnej zmiany częstotliwości. Jeśli stopień wykorzystania kanału rośnie na tyle, że niemożliwe staje się płynne działanie oraz utrzymanie obecnych połączeń między pilotem a urządzeniem docelowym, to pilot (lub w niektórych przypadkach cel) powinien zmienić kanał na inny.

Aby mogło się to stać bez zakłócenia oglądania, nagrywania lub innych aktywności strumieniowych, inicjator połączenia musi do drugiego urządzenia wysłać polecenie zmiany kanału na nowy. Zdolność do wykrywania interferencji i inicjowania zmiany częstotliwości staje się koniecznością, aby taki produkt mógł trafić na rynek i temu zagadnieniu konstruktorzy poświęcają wiele uwagi.

Testowanie zgodności

Testy kompatybilności są kluczowym elementem wszystkich nowych technologii komunikacyjnych. Ich celem jest zapewnienie zgodności ze standardami oraz wzajemnej współpracy wszystkich produktów. W przypadku RF4CE inicjatorem procesu certyfikacyjnego, który zostanie przeprowadzony przez TÜV Rheinland, jest ZigBee Alliance. Celem badań jest weryfikacja funkcjonalności i wzajemnej współpracy między urządzeniami wielu dostawców.

Zgodność pozwoli producentom na szybkie i proste tworzenie produktów o niskim zużyciu mocy i krótkim czasie reakcji, które będą mogły prawidłowo działać na całym świecie. Oficjalna certyfikacja poprzedzająca wprowadzenie produktów na rynek będzie składała się z dwóch etapów. Najpierw nastąpi certyfikowanie profili ustalonych przez producentów układów, czyli rdzeni, na bazie których będą działać urządzenia RF4CE w zgodzie ze specyfikacją ZigBee.

Drugą fazą będzie certyfikacja właściwych produktów RF4CE, czyli pilotów, telewizorów, odtwarzaczy DVD oraz innych, a testowane produkty będą musiały bazować na wcześniej certyfikowanych platformach RF4CE. Pierwsze testowane produkty dostarczyły Texas Instruments oraz Freescale Semiconductor.

Grzegorz Michałowski