ZigBee
Ce este protocolul Zigbee?
Pentru a introduce protocolul Zigbee, trebuie să spunem că comunicarea Zigbee este un protocol bazat pe standardul IEEE 802.15.4. Acest protocol este folosit pentru a conecta dispozitive inteligente care nu au nevoie de multă lățime de bandă și, de fapt, este considerat o alternativă la Wi-Fi și Bluetooth.
Dacă definiția lui ZigBee vi se pare complicată și tehnică, va fi mai ușor să înțelegeți acest concept cu un exemplu. Dacă avem o lampă și un comutator inteligent cu capacitatea de a suporta Zigbee, dar sunt realizate de diferite companii, sistemul ZigBee acționează ca un standard comun între ele și oferă posibilitatea controlului lămpii folosind cheia.
Istoria lui Zigbee
Istoria lui Zigbee datează de la sfârșitul anilor 90. La acea vreme, inginerii doreau să creeze noi rețele radio care să poată fi organizate automat fără a fi nevoie să aplice setări suplimentare sau să folosească un manager de rețea. Ca urmare a acestor eforturi, standardul IEEE 802.15.4 a fost finalizat în 2003, iar specificația protocolului Zigbee a fost aprobată în 2004.
Care sunt aplicațiile tehnologiei Zigbee?
După ce v-ați familiarizat cu standardul Zigbee, vă puteți întreba care sunt utilizările protocolului Zigbee? Trebuie să spunem că această tehnologie are aplicații diverse în domeniul automatizării locuințelor, automatizării clădirilor, controlului industrial, asistenței medicale și rețelelor inteligente.
Protocolul Zigbee este utilizat pe scară largă în casa inteligentă și este folosit pentru a controla luminile, aparatele electrocasnice, termostate și sistemele de securitate. În plus, putem folosi protocolul Zigbee pentru managementul energiei, sau cu alte cuvinte, controlul sistemelor de încălzire, răcire și ventilație.
Una dintre aplicațiile Zigbee este în automatizarea clădirilor. Putem folosi protocolul ZigBee pentru a controla iluminatul, a controla sistemele de supraveghere, a gestiona consumul de energie și a controla sistemele de încălzire, răcire și ventilație.
Utilizarea ZigBee în controlul industrial nu poate fi refuzată. Această tehnologie este utilizată pentru monitorizarea și controlul proceselor, urmărirea și monitorizarea diverșilor parametri industriali și starea dispozitivelor industriale importante. Rețeaua ZigBee reduce costurile de comunicare și permite controlul stabil al proceselor industriale.
Protocolul ZigBee poate fi utilizat pentru a monitoriza rețelele inteligente, pentru a facilita localizarea defecțiunilor în rețea, gestionarea puterii reactive și monitorizarea temperaturii de la distanță. Contorizarea inteligentă și citirea contoarelor de la distanță oferă posibilitatea de a determina cantitatea de energie consumată în timp real și de a face față furtului.
Zigbee în clădire inteligentă
În casele inteligente, diferite dispozitive pot comunica între ele astfel încât, de exemplu, să fie posibilă reglarea optimă și inteligentă a iluminatului locuinței, sau atunci când camera de securitate detectează proprietarul casei, ușa casei va fi automat. deschis pentru el.
În aceste exemple, senzorii și camerele de securitate comunică cu luminile și, respectiv, încuietoarea ușii din față, ceea ce se poate face prin diverse protocoale precum Zigbee sau Z-Wave.
Ce face protocolul Zigbee într-o casă inteligentă?
După cum sa menționat în secțiunea anterioară a articolului, dispozitivele din casele inteligente sunt conectate între ele și fac schimb de informații diferite între ele. Pentru a conecta aceste dispozitive, putem folosi diverse tehnologii de comunicare precum Bluetooth sau rețeaua Wi-Fi, care nu sunt potrivite pentru această sarcină din cauza consumului excesiv de energie electrică, a limitării razei de acțiune etc.
În plus, toate dispozitivele din aceeași casă sau locuri diferite nu sunt fabricate de aceeași companie și au nevoie de un protocol comun pentru a putea lucra între ele într-o rețea. Protocolul Zigbee din casa inteligentă poate elimina barierele în calea conectării dispozitivelor între ele.
Standarde și specificații ale protocolului Zigbee
Asociația Zigbee este responsabilă pentru compilarea și actualizarea specificațiilor protocolului Zigbee. Această tehnologie se bazează pe standardul IEEE 802.15.4 și a fost actualizată prin adăugarea de straturi de securitate.
Rețeaua ZigBee funcționează la frecvențe de 868 MHz, 915-921 MHz și 2,4 GHz, iar viteza acesteia ajunge la 40-250 kbps.
Producătorii de electronice își pot crea propriile versiuni personalizate ale proiectului Zigbee. Cele mai importante tipuri de protocol Zigbee sunt Zigbee PRO, Zigbee RF4CE și Zigbee IP.
Protocolul Zigbee PRO oferă un cadru pentru Internetul lucrurilor care acceptă rețele stabile și ieftine pentru comunicarea între dispozitive electronice. Acest protocol oferă o nouă caracteristică numită Green Power, care acceptă dispozitivele care furnizează propria energie în mod independent și nu au nevoie de baterie sau conexiune la rețeaua electrică.
Ce este o rețea Zigbee?
Dispozitivele din casa inteligentă, companiile, spitalele etc. pot fi conectate între ele prin comunicarea ZigBee. Ca rezultat al conectării tuturor acestor dispozitive împreună, se creează o rețea.
Tehnologia ZigBee nu folosește tehnica de comunicare punct la punct; În această metodă de conectare, două dispozitive sunt conectate unul la altul. Protocolul Zigbee funcționează într-o rețea mesh și este potrivit pentru crearea unei clădiri inteligente, deoarece permite conectarea mai multor dispozitive electronice diferite între ele.
Arhitectura Zigbee
Rețeaua mesh sau rețeaua mesh este o rețea locală implementată folosind o structură Mesh completă sau parțială. În structura Full Mesh, fiecare nod reprezentând un dispozitiv electronic inteligent este conectat direct la alte noduri din rețea. Dar în structura Partial Mesh, există noduri care nu sunt conectate direct la toate nodurile de rețea.
În protocolul Zigbee, există trei tipuri diferite de noduri, inclusiv coordonatori, routere și dispozitive finale. Deși fiecare nod poate primi și trimite date, ele joacă un rol diferit în rețea.
Rețeaua Zigbee constă din cel puțin un coordonator care este responsabil cu gestionarea și stocarea datelor din rețea. Routerele sunt noduri intermediare care transferă date de la un dispozitiv la altul. Dispozitivele finale sunt dispozitive electronice de consum redus sau alimentate cu baterii care pot face schimb de date numai cu coordonatorii și routerele.
Care sunt avantajele protocolului ZigBee?
Protocolul Zigbee ne oferă mai multe avantaje pentru comunicarea diferitelor dispozitive. unele dintre
Punctele forte ale Zigbee Hub sunt:
Structură flexibilă a rețelei.
Consum redus de energie.
Întreținere ușoară.
Suport pentru mai multe noduri de până la 6500 de noduri.
Cost redus de implementare.
Ușurința de implementare a rețelei Zigbee.
Stabilitate și fiabilitate ridicate.
Scalabilitate a rețelei Zigbee și posibilitatea de a adăuga noi dispozitive.
Monitorizarea și controlul dispozitivelor electronice este ușor posibilă în rețeaua Zigbee.
Dezavantajele protocolului Zigbee sunt:
Mai puțină securitate a Zigbee în comparație cu WiFi.
Costul ridicat al înlocuirii dispozitivelor defecte în rețeaua Zigbee.
Viteză scăzută de schimb de date.
Datorită limitării acoperirii rețelei, nu este utilizat pentru comunicații wireless în exterior.
Risc ridicat de a utiliza Zigbee în munca de birou datorită securității sale mai scăzute în comparație cu rețeaua WiFi.
Similar altor rețele wireless, este posibil să obțineți acces neautorizat la o rețea ZigBee.
Produse Zigbee
Astăzi, diverse produse precum prize inteligente, lămpi inteligente, întrerupătoare inteligente, senzori de securitate inteligenți, echipamente de îngrijire, echipamente industriale etc. acceptă protocolul Zigbee.
Luminile inteligente bazate pe protocolul Zigbee pot fi controlate folosind un smartphone, asistent vocal sau sisteme de automatizare. Putem schimba intensitatea luminii sau culoarea luminii.
Termostatele inteligente pot regla temperatura locuinței sau a locului de muncă în funcție de preferințele utilizatorului, prognoza meteo sau alți indicatori. Putem controla aceste termostate de la distanță folosind o aplicație pentru smartphone.
Putem vizualiza și controla componentele sistemului de securitate, inclusiv senzorii pentru uși și ferestre, senzori de mișcare și camere de securitate folosind o aplicație pentru smartphone sau chiar platforme web.
Întrerupătorul inteligent de priză oferă posibilitatea monitorizării consumului de energie al echipamentului conectat la acesta și poate fi controlat de la distanță.
Dispozitivele de monitorizare a sănătății echipate cu modulul ZigBee sunt capabile să monitorizeze semnele vitale, să urmărească planurile de tratament folosind medicamente și să trimită informații medicilor.
Produsele bazate pe protocolul Zigbee nu se limitează la cele menționate în acest articol, iar această tehnologie are o aplicație mult mai largă.