IEEE 802.15.4 standardına uyumlu RF haberleşme uygulaması

Abstract

Yüksek Lisans tez çalışmasında IEEE 802.15.4 standardı kapsamlı biçimde incelenmiş vestandarda uygun yapıda haberleşen telsiz ağı kurulmuştur.Konuya alt yapı oluşturması amacı ile birinci bölümde IEEE tarafından 802.15 WPANçalışma grubunun kurulma amacı ve çalıştığı konular özet olarak sunulmuş, IEEE 802.15.4standardı ile ZigBee teknolojisinin bağlantısı açıklanmış ve ZigBee ile Bluetooth teknolojilerikarşılaştırılmıştır.İkinci bölümde IEEE 802.15.4 LR-WPAN genel hatları ile belirtilmiştir. LR-WPAN cihazmimarisi, veri aktarım modeli ve ilkel kavramı gibi konular sunulmuştur. Ayrıca standardınkapsamı dışında kalan ağ topolojileri konusunda bu bölümde incelenmiştir.IEEE 802.15.4 standardı 2 katman tanımlar. Ağ içinde telsiz veri haberleşmesininetkinleştirilmesi, frekans seçimi ve veri aktarımı gibi görevler, tanımlanan fiziksel katmanın(PHY) sorumluluğundadır. Fiziksel katmanın özellikleri, çerçeve yapısı ve gereksinimleriüçüncü bölümde anlatılmıştır.Dördüncü bölümde ortam erişim kontrolü (MAC) alt katmanı tanıtılmıştır. Bu bölümdebeacon, veri, onay ve MAC komut çerçevelerinin yapısı detaylı biçimde anlatılmış ve herMAC komut çerçevesi tanıtılmıştır. MAC alt katmanın sorumluluğunda olan ağ kurulması,cihazın ağa bağlanması ve ayrılması gibi konular yine bu bölüm altında incelenmiştir.Projede kullanılan RF alıcı-verici yongasının tanıtımı ve yapılandırılması beşinci bölümaltında incelenmiştir.Uygulamada akaryakıt istasyonlarında pompa durumlarının uzaktan izlenmesi ve kontrolüamacıyla hava ara yüzünde taşınacak veri yükünü DCR-ECR iletişim protokolü tanımlar.Kurulan IEEE 802.15.4 ağı, ağ içindeki cihazların yapısı, DCR-ECR iletişim protokolü veyapılan testler altıncı bölümde sunulmuş ve sonuç bölümü ile proje tamamlanmıştır.Anahtar kelimeler: Telsiz iletişim, IEEE 802.15.4 LR-WPAN, ZigBee, CC2420, 2.4GHz RF

In this study the IEEE 802.15.4 standard was comprehensively examined and a wirelessnetwork communicating in line with the standard was established.As an infrastructure for the subject, the purpose for establishment of the 802.15 WPANworking group by IEEE and the working topics were summarized and the relation betweenthe IEEE 802.15.4 standard and ZigBee technology was explained and ZigBee and Bluetoothtechnologies were compared in Chapter One.In Chapter Two, IEEE 802.15.4 LR-WPAN was generally described. Topics such as LRWPANdevice architecture, data transfer model and the primitive concept were put forward.Also the network topologies that are not covered by the standard were also examined in thischapter.The IEEE 802.15.4 standard defines 2 layers. Tasks such as the activation of intranet radiotransfer, frequency selection and data transmission-reception are under the responsibility ofthe defined physical layer (PHY). Characteristics, frame structure and requirements of thephysical layer are explained in Chapter Three.In Chapter Four, the Medium Access Control (MAC) sub-layer was described. Structures ofMAC command frames, beacon, data and confirmation were explained in detail and eachMAC command frame was described. Tasks like establishment of a network, connection toand disconnection of device from the network that are under the responsibility of MAC sublayerwere also examined in this chapter.Description and configuration of the RF transmitter-receiver chip used in the project wereexamined in Chapter Five.In practice, for remote control and monitoring of the pump situations in fuel-oil stations, thedata load to be carried on the air interface is defined by DCR-ECR communication protocol.The IEEE 802.15.4 network established, structure of the devices in the network, DCR-ECRcommunication protocol and the tests conducted are presented in Chapter Six and the projectwas completed in the Conclusion.Keywords: Wireless Communication, IEEE 802.15.4 LR-WPAN, ZigBee, CC2420, 2.4GHzRF.