บทนำเกี่ยวกับโปรโตคอล WirelessHART
มาตรฐาน WirelessHART
มาตรฐานการสื่อสาร WirelessHART ได้รับการรับรองอย่างเป็นทางการจากคณะกรรมการไฟฟ้าสากล (IEC) ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2551 และกลายเป็นมาตรฐานสากลของ IEC สำหรับการสื่อสารไร้สายในอุตสาหกรรม (IEC 62591) ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมกระบวนการผลิตในด้านความน่าเชื่อถือ การป้องกันการรบกวน และความปลอดภัยในการใช้งานแบบเรียลไทม์ในโรงงาน รวมถึงความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อเครือข่ายและความเข้ากันได้
เครือข่าย WirelessHART รองรับอุปกรณ์หลากหลายประเภทจากผู้ผลิตหลายราย และควรจำแนกผลิตภัณฑ์ออกเป็น 5 ประเภทหลัก ดังนี้:
รูปที่ 1 ประเภทของอุปกรณ์เครือข่าย WirelessHART
• อุปกรณ์ภาคสนาม: อุปกรณ์พื้นฐานที่ใช้ในการตรวจจับหรือปฏิบัติงาน ณ สถานที่จริง
• อะแดปเตอร์: เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ HART ที่มีอยู่เพื่อเปิดใช้งานความสามารถในการสื่อสารแบบไร้สาย
• เกตเวย์: ช่วยให้การสื่อสารระหว่างแอปพลิเคชันโฮสต์และอุปกรณ์ที่เป็นสมาชิกของเครือข่ายไร้สายเป็นไปได้
• ผู้จัดการเครือข่าย: รับผิดชอบในการกำหนดค่าเครือข่าย การจัดการการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เครือข่าย การจัดการตารางเส้นทาง และการตรวจสอบและรายงานสถานะของเครือข่ายไร้สาย
• อุปกรณ์พกพา: ใช้สำหรับกำหนดค่า บำรุงรักษา หรือควบคุมทรัพย์สินของโรงงาน
ชั้นโปรโตคอล
ชุดโปรโตคอล WirelessHART ใช้สถาปัตยกรรมโมเดลโปรโตคอล OSI 7 ชั้น ซึ่งประกอบด้วยชั้นกายภาพ ชั้นลิงก์ ชั้นเครือข่าย ชั้นขนส่ง และชั้นแอปพลิเคชัน
ชั้นกายภาพ
ชั้นกายภาพของ WirelessHART นั้นโดยพื้นฐานแล้วเป็นชั้นกายภาพที่อิงตามมาตรฐาน IEEE 802.15.4-2006 2.4GHz DSSS ชั้นนี้กำหนดคุณลักษณะ RF เช่น รูปแบบสัญญาณ ความแรงของสัญญาณ และความไวของอุปกรณ์ WirelessHART ทำงานในย่านความถี่ ISM ที่ว่างอยู่ คือ 2400 ~ 2483.5MHz และอัตราการส่งข้อมูลสามารถสูงถึง 250kbit/s ย่านความถี่นี้แบ่งออกเป็น 16 ช่องสัญญาณ และมีหมายเลข 11~26 ระยะห่างระหว่างช่องสัญญาณที่อยู่ติดกันคือ 5MHz
ชั้นเชื่อมโยงข้อมูล
คุณลักษณะเด่นของมาตรฐาน WirelessHART คือเลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูลที่ใช้การซิงโครไนซ์เวลา ช่องเวลาในการสื่อสารของเลเยอร์การเชื่อมโยงข้อมูล WirelessHART ถูกกำหนดไว้อย่างเคร่งครัดที่ 10 มิลลิวินาที และใช้เทคโนโลยี TDMA เพื่อรองรับการหลีกเลี่ยงการชนกันและการสื่อสารที่แน่นอน
ชั้นเครือข่ายและชั้นการขนส่ง
ชั้นเครือข่ายและชั้นการขนส่งทำงานร่วมกันเพื่อให้การสื่อสารที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์เครือข่าย เพื่อรองรับโครงสร้างเครือข่ายแบบ Mesh อุปกรณ์ WirelessHART แต่ละตัวจำเป็นต้องส่งต่อข้อมูลไปยังอุปกรณ์อื่นๆ
ชั้นแอปพลิเคชัน
เลเยอร์แอปพลิเคชันเป็นเลเยอร์บนสุดของมาตรฐาน WirelessHART ซึ่งกำหนดคำสั่ง การตอบสนอง ประเภทข้อมูล และรายงานสถานะต่างๆ ของอุปกรณ์ ในมาตรฐาน WirelessHART การสื่อสารระหว่างอุปกรณ์และเกตเวย์นั้นอาศัยคำสั่งและการตอบสนอง เลเยอร์แอปพลิเคชันมีหน้าที่ในการวิเคราะห์เนื้อหาข้อความ แยกหมายเลขคำสั่ง ดำเนินการตามคำสั่งที่ระบุ และสร้างการตอบสนอง
สถาปัตยกรรมความปลอดภัย
เครือข่าย WirelessHART เป็นระบบเครือข่ายที่ปลอดภัย ทั้งเลเยอร์ MAC และเลเยอร์เครือข่ายของ WirelessHART ให้บริการด้านความปลอดภัย เลเยอร์ MAC ใช้การตรวจสอบความซ้ำซ้อนแบบวนรอบ (CRC) และรหัสความสมบูรณ์ของข้อความ (MIC) ร่วมกันเพื่อให้การบริการความสมบูรณ์ของข้อมูลแบบฮอปต่อฮอป ทั้งผู้ส่งและผู้รับใช้โหมด CCM และอัลกอริธึมการเข้ารหัสแบบบล็อก AES-128 เพื่อสร้างและตรวจสอบ MIC เลเยอร์เครือข่ายใช้คีย์ต่างๆ เพื่อให้การเข้ารหัสแบบเอนด์ต่อเอนด์และการบริการความสมบูรณ์ของข้อมูล ระบบรักษาความปลอดภัยของ WirelessHART กำหนดคีย์ไว้สี่คีย์:
• ในกรณีที่ไม่มีคีย์เครือข่าย จะใช้คีย์สาธารณะในการสร้าง MIC ของเลเยอร์ MAC
• คีย์เครือข่ายเป็นคีย์ที่ใช้ร่วมกันโดยอุปกรณ์เครือข่ายทั้งหมด และอุปกรณ์เครือข่ายจะใช้คีย์นี้ในการสร้าง MIC ที่เลเยอร์ MAC
• รหัสการเข้าถึงเครือข่ายนั้นเป็นเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับอุปกรณ์เครือข่ายแต่ละตัว เมื่ออุปกรณ์ใหม่เข้าร่วมเครือข่าย ผู้จัดการเครือข่ายจะใช้รหัสการเข้าถึงเครือข่ายเพื่อตรวจสอบสิทธิ์อุปกรณ์ใหม่ที่ขอเข้าถึงเครือข่าย
• คีย์เซสชันถูกสร้างขึ้นโดยตัวจัดการเครือข่าย คีย์เซสชันนั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะสำหรับการเชื่อมต่อแบบ end-to-end ระหว่างอุปกรณ์เครือข่ายสองตัว และใช้เพื่อให้บริการการเข้ารหัสแบบ end-to-end และความสมบูรณ์ของข้อมูล คีย์เซสชันสามารถแบ่งออกเป็นคีย์แบบ unicast และคีย์แบบ broadcast ได้อีกด้วย
ผลิตภัณฑ์ซีรีส์ WirelessHART
ผลิตภัณฑ์ไร้สายอัจฉริยะของ Microcyber ใช้เทคโนโลยีไร้สาย WirelessHART ที่เน้นการทำงานอัตโนมัติในกระบวนการผลิต มีคุณสมบัติเด่น เช่น เครือข่ายที่จัดระเบียบตัวเองได้ การซ่อมแซมตัวเอง การใช้พลังงานต่ำ การเข้ารหัสข้อมูล ฯลฯ ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่เชื่อถือได้ การติดตั้งที่ยืดหยุ่นและรวดเร็ว ด้วยโมดูลไร้สาย เกตเวย์ไร้สาย อะแดปเตอร์ไร้สาย เครื่องส่งสัญญาณอุณหภูมิไร้สาย และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ของเรา เราสามารถรวบรวมข้อมูล ตรวจสอบกระบวนการ การทำงานของอุปกรณ์ การบำรุงรักษา และการวินิจฉัยปัญหาในโรงงานอุตสาหกรรมที่ซับซ้อนได้อย่างรวดเร็ว ผลิตภัณฑ์ไร้สายอัจฉริยะของ Microcyber ได้กลายเป็นโซลูชันการสื่อสารไร้สายทางอุตสาหกรรมที่ได้รับความนิยมจากลูกค้าในประเทศ บริษัทที่มีชื่อเสียงระดับนานาชาติหลายแห่งได้เข้าร่วมเป็นพันธมิตร และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี พลังงานไฟฟ้า โลหะวิทยา การผลิตเครื่องจักร และอื่นๆ
จุดเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตสำหรับภาคอุตสาหกรรม
Microcyber มุ่งมั่นในการวิจัยและพัฒนา ผลิต จำหน่าย และประยุกต์ใช้งานผลิตภัณฑ์ IoT สำหรับอุตสาหกรรมอย่างครบวงจร
Microcyber เป็นชุดโปรโตคอลฟิลด์บัสชุดแรกในประเทศจีนและชุดที่สามของโลกที่ผ่านการรับรองระดับสากล เป็นอุปกรณ์ฟิลด์บัสชุดแรกในประเทศจีนที่ผ่านการรับรองระดับสากล เป็นแอปพลิเคชันสาธิตระบบควบคุมเครือข่ายชุดแรกในประเทศจีน และเป็นฟังก์ชันชุดแรกในประเทศจีนที่ผ่านการรับรองระดับสากล เป็นผลิตภัณฑ์ HART ไร้สายชุดแรกในประเทศจีนที่ผ่านการรับรองระดับสากล เป็นต้น
ไมโครไซเบอร์เป็นหนึ่งในหน่วยงานหลักที่รับผิดชอบโครงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติที่สำคัญในด้านอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่งในภาคอุตสาหกรรม (IoT) และระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ตลอดหลายปีที่ผ่านมา เราได้ดำเนินโครงการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติที่สำคัญหลายโครงการ รวมถึงแผนงานวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงแห่งชาติ (แผน 863) และโครงการพัฒนาอุปกรณ์การผลิตอัจฉริยะ ตลอดจนโครงการพิเศษและแผนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีระดับชาติอื่นๆ
บริษัท Microcyber สั่งสมประสบการณ์มากมายในด้านความสามารถทางเทคนิค ความสำเร็จทางเทคนิค และทุนสำรองทางเทคนิค และมีทีมวิจัยและพัฒนาที่แข็งแกร่งเพื่อปกป้องการพัฒนาอย่างยั่งยืนของผลิตภัณฑ์ของบริษัท
