Как увеличить емкость 6LoWPAN-сети с защищенной передачей данных DTLS

Создание беспроводной сети с защищенной передачей требует от микроконтроллера как достаточных вычислительных ресурсов, так и определенного объема памяти.

Опубликован перевод нового референс-дизайна(включающий проектные файлы) Texas Instruments, который показывает, как на практике создать беспроводную MESH-сеть с IP-адресацией к каждому узлу по спецификации 6LoWPAN и с использованием защищенного протокола DTLS.

Беспроводной микроконтроллер CC1312 позволил запустить и протестировать сеть из 100 узлов, работающих в диапазоне 868 МГц. На канальном уровне используется стек TI-15.4 MAC с поддержкой быстрой перестройки частоты (Frequency Hopping) для гарантированной доставки сообщений даже при наличии помех на отдельных частотах.
Предлагаемое программное обеспечение позволяет работать с тремя скоростями передачи данных: 200 кбит/с, 50 кбит/с (FSK) и 5 кбит/с в режиме большой дальности Long Range. В статье приводятся результаты натурных испытаний на базе стандартных отладочных плат Launchpad. Сеть тестировалась в течение нескольких суток и показала стабильную и быструю доставку сообщений. В процессе экспериментов анализировалось, как на общую эффективность сети влияют такие параметры как количество узлов в сети, наличие или отсутствие шифрования и число хопов (промежуточных ретрансляций).

Опорная разработка, построенная на микроконтроллере CC1312R показывает практическую реализуемость беспроводной MESH-сети с количеством маршрутизируемых узлов до 200, где каждый узел может иметь до 100 соседей. Проведенные испытания подтвердили заявленные характеристики и показали, что использование DTLS не оказывает существенного влияния на эффективность работы сети.

Описываемое решение применимо для мониторинга торгового оборудования, интеллектуальных счетчиков энергии, систем управления освещением, автоматизации зданий.

Ознакомиться с референс-дизайном>>