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Diplomarbeit 2004 (DA04): Arbeits-Archiv
 
DA Rur 04/7 - IEEE 802.15.4 MAC-Protokoll (Short Range Radio)
Studierende: Luzius Brand, brandluz
  Emanuel Kleiber, kleibema

Betreuer: Marcel Rupf, rumc
  Marcel Meli, mema

Der IEEE 802.15.4-Funk-Standard mit dem ihm zugrunde liegender Physical- und MAC-Layer wurde im Mai 2003 verabschiedet; darauf baut ZigBee auf, ist aber immer noch in Entwicklung und mochte spater ebenfalls zu einem Standard in Industrie und in Geraten im Privatbereich werden. Hinter der ZigBee-Allianz stehen namhafte Hersteller, die diese Technologie fordern.

Ziel dieser Diplomarbeit war es, diesen Standard so aufzuarbeiten, dass spatere Arbeiten schnell drauf aufbauen konnen, sowohl von der Hardware als auch von der Software her. Fur diese Arbeit hiess es nun, sich in erster Linie dazu Informationen zu beschaffen: Datenblatter, 802.15.4-Spezifikationen und Publikationen zu ZigBee der verschiedenen ZigBee-Mitgliedern. In einem zweiten Schritt ging es darum, sich in diese komplexe Materie einzuarbeiten, um sich das notige Wissen anzueignen, bevor die dafur erhaltlichen Evaluationsboards mit entsprechenden Funkchips in Betrieb genommen werden konnten. Mit diesen Boards konnten erste Verbindungstests realisiert und untersucht werden. Weitere Tests bezuglich Reichweite unter guten Bedingungen ergaben eine Distanz von circa 50 Metern und etwa 30 Metern unter schwierigen Bedingungen (zum Beispiel durch eine zusatzliche, dicke Wand). Anschliessend ging es darum, ein zur Verfugungstehendes MAC-Protokoll zu analysieren und spater mit dieser Funkverbindung zu realisieren. Dieses Protokoll ist vollstandig ausprogrammiert, wie es der IEEE 802.15.4-Standard vorsieht, bis auf alle GTS-Funktionen. Das Verstehen dieses Codes ist insofern notig, als man die Software (Applikation) anpassen bzw. abandern konnen musste, weil ein eigenes Miniboard geplant wurde. Dieses Board zeigt, dass nur ein Mikrokontroller und ein Funkchip notig sind, um eine einfache Funkverbindung zu realisieren. Das realisierte Board, ist deshalb sehr schlicht gehalten worden und trotzdem fast beliebig erganzbar, so lasst es sich zum Beispiel gegebenenfalls auch mit einem anderen Mikrokontroller betreiben.

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