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EnOcean GmbH

ISH Ingenieursozietät GmbH

Serielle Datenübertragung zwischen Host und Empfänger

Das ESP3 beschreibt die serielle Übertragung zwischen dem Host und einem batterielosen Funkempfänger, wie z.B. einem EnOcean USB-Gateway. Hosts können externe Mikrocontroller oder PCs sein, die applikationsspezifische Software-Tools verarbeiten. ESP3 ist ein Punkt-zu-Punkt-Protokoll mit einer Paketdaten-Struktur. Dieses Protokoll kapselt die eigentlichen Nutzerdaten (payload), Steuerbefehle (command), Ereignis- oder Antwort-Telegramme.

Ein ESP3-Paket setzt sich zusammen aus Telegrammheader, Daten und optionalen Daten. Jede dieser Gruppen besteht aus Feldern mit 1 oder x Bytes. Der Telegrammheader zum Beispiel umfasst: Datenlänge (Anzahl der Bytes dieser Datengruppe), optionale Länge (Anzahl von Bytes der optionalen Datengruppe) und Paket-Typ (z.B. Funk, Antwort, Ereignis, Befehl).

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Der so genannte Profilinterpret basiert auf den gespeicherten Anwendungsprofilen und interpretiert den Telegramm-Payload in lesbare Werte wie Temperatur oder Feuchtigkeit. Diese Daten werden als so genannte Gerätekanäle (Device Channels) aufbereitet und stehen der Anwendung durch die API-Schnittstelle zur Verfügung. Diese lässt sich direkt vom Quellcode der Applikation abrufen oder über ein getunneltes Protokoll, das EnOcean Link enthält.

Middleware koordiniert das Senden und Empfangen

Fordert die Anwendung zum Senden der Daten auf (Send Call), codiert EnOcean Link die Telegramminformationen und leitet eine serielle Anfrage an ein EnOcean-basiertes Gateway. Dieses verarbeitet den Vorgang und antwortet mit einem Return Code auf der seriellen Schnittstelle. Sobald die Middleware diese Antwort erhält, stellt sie diese als Teil des Send Call Back der Anwendung zur Verfügung.

Gateway empfängt Daten von batterielosen Sensoren oder Aktoren und leitet sie weiter

Empfängt das EnOcean-basierte Gateway Daten von batterielosen Sensoren oder Aktoren, leitet es diese weiter. Da der UART-Datenstrom asynchron ist, muss ein UART-Treiber diese zwischenspeichern. Sobald die Anwendung den Receive Call macht, holt sich die Middleware die UART-Daten vom Treiber und validiert das serielle Telegramm. Anschließend leitet sie die enthaltenen Informationen anhand der seriellen Spezifikation an die Anwendung weiter.

Standardisierte Anwendungsprofile auf Basis von ISO/IEC 14543-3-10

Die Details der Funkkommunikation batterieloser Geräte sind in den EEPs spezifiziert. Diese standardisierten Anwendungsprofile hat die Technical Working Group (TWG) der EnOcean Alliance entwickelt und basieren auf dem internationalen Funkstandard ISO/IEC 14543-3-10. Der Standard deckt die Schichten 1 bis 3 des OSI (Open Systems Interconnection)-Modells ab und umfasst damit den Physical, Data Link und Network Layer. Die EEPs sind Teil des Presentation und Application Layer und gewährleisten die Interoperabilität der Produkte verschiedener Hersteller in einem System.

Für Energy-Harvesting optimiertes WSP-Protokoll

Der Standard bietet ein Wireless Short-Packet (WSP)-Protokoll, optimiert für Energy-Harvesting-Architektur und untere Protokoll-Ebenen. Es ist effizient genug, um Energy-Harvesting-Anwendungen für Sensoren und Schalter, die ohne Kabel oder Batterien arbeiten, zu unterstützen. Derzeit ist es der einzige Funkstandard speziell für Geräte mit einem extrem niedrigen Energieverbrauch.

Middleware arbeitet mit generischen Profildefinitionen

In der Middleware sind die EEPs zu einer erweiterten generischen Profildefinition zusammengefasst, den geräteunabhängigen Device Channels. Durch die konventionelle Darstellung der EEPs in Form von Device Channels sind sie leichter anzuwenden. Die vollständige Beschreibung eines Device Channel umfasst CHANNEL_TYPE, Skalierungsinformationen (engineering minimum, engineering maximum, scale factor) und SUB_FLAG. SUB_FLAG kommt nur dann zum Einsatz, wenn ein Gerät mehrere Kanäle mit dem gleichen CHANNEL_TYPE verwendet. In diesem Fall hat SUB_FLAG die Aufgabe, zwischen verschiedenen Kanälen zu differenzieren.

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