Számos intelligens otthoni szenzor és világítási rendszer használja az energiahatékony ZigBee rádióprotokollt. Az intelligens otthoni átjárók lehetővé teszik a kommunikációt más intelligens otthoni rendszerekkel.
Elmagyarázzuk, hogyan működik a ZigBee, és melyek az előnyei és hátrányai.
Mi is az a ZigBee?
A laptopok, okostelefonok és intelligens otthoni eszközök (például okos izzók) különféle rádióprotokollokat használnak a vezeték nélküli kommunikációhoz. Eltérnek egymástól a frekvenciatartomány, a sávszélesség, a hálózati topológia és az üzenetek továbbításának módja tekintetében.
A ZigBee Alliance 2002 óta fejleszti az alacsony energiaigényű ZigBee rádióprotokollt. A szövetség jelenleg több mint 230 vállalatot foglal magában, köztük a Samsungot, az Osramot, a Somfyt, az Amazont, a Huaweit és az Ikeát.
Ezek a célok a magas kompatibilitás a különböző gyártók eszközei között, az alacsony energiafogyasztás és a nyílt szabvány.
A ZigBee Alliance előtt tanúsított termékek minden olyan platformmal működnek, amely támogatja a ZigBee-t.
Hogyan működik a ZigBee?
Minden rádióprotokoll több rétegből áll az OSI modell szerint. Ezek a szabályok szabályozzák a kommunikáció különböző feladatait. Ez magában foglalja a fizikai jel továbbítását, a titkosítást, az adattorlódások elkerülését és a különféle alkalmazásokban való megjelenítést.
A felhasználók csak a felső réteggel lépnek kapcsolatba, míg az alsó rétegek a háttérben futnak.
Az első két rétegben, például a Bluetoothban, a ZigBee az IEEE 802.15.4 szabványt használja, amely ISM szalagot (ipari, tudományos és orvosi szalagot) használ a 2,4 GHz-es frekvenciasávban.
Az adatátvitel hosszú szünetei ennek a szabványnak a jellemzői. Ez azt jelenti, hogy minden hálózati csomópont egyfajta alvó üzemmódba léphet, amely sok energiát takarít meg más szabványokhoz képest. A ZigBee szenzorba épített gombokkal ellátott akkumulátor több évig is kibírja.
A ZigBee-t alacsony fogyasztás és nagy kompatibilitás jellemzi.
A különböző ZigBee eszközök vezeték nélküli személyes hálózatot (WPAN) alkotnak, hogy kommunikáljanak egymással. Minden ZigBee hálózat egyedileg azonosítható egy 64 bites címmel.
Mi a különbség a ZigBee és más vezeték nélküli szabványok között?
- WLAN: A hagyományos WLAN szabványú WiFi 5 több mint ezerszer gyorsabban továbbítja az adatokat, mint a ZigBee, ugyanakkor sok áramot fogyaszt. Erre a nagy adatmennyiség miatt szükség van egy intelligens térfigyelő kameráról érkező videó továbbításakor. Az akkumulátorral működő termosztát, amely csak a hőmérsékletet küldi, viszont nem igényel akkora sávszélességet, és kihasználja az olyan gazdaságosabb vezeték nélküli szabvány előnyeit, mint a ZigBee.
- Bluetooth: Nagyobb adatátviteli sebességet kínál, mint a ZigBee, de rövidebb hatótávolsággal. Emiatt a Bluetooth elterjedt a vezeték nélküli fejhallgatókban és a hordható eszközökben, amelyek néhány méteren belül küldenek jeleket. Ha a különböző helyiségekben lévő érzékelőkről van szó, a ZigBee nyilvánvalóan előrelépést jelent.
- Z-Wave: Ez a ZigBee fő versenytársa az okosotthonok területén. Az alacsony fogyasztású protokollt számos érzékelővel és fényforrással is használják, nagy kompatibilitást és a ZigBee-hez hasonlóan nagy hatótávolságot kínál a hálózati hálózatoknak köszönhetően. A technológia jogait azonban az amerikai Silicon Labs birtokolja. A ZigBee-vel ellentétben a Z-Wave nem nyílt forráskódú szabvány. Ez azt jelenti, hogy a gyártók nem tudják adaptálni a protokollt.
- EnOcean: Csak ultra-alacsony energiájú érzékelőkkel használható, amelyek hőmérséklet-különbségek és mozgások révén áramot termelnek, így akkumulátorok és külső áramforrások nélkül vezérelhetők. A ZigBee 3.0 is támogatja ezt a funkciót a Green Power specifikációval. Általában az EnOcean kevésbé gyakori, mint a ZigBee.
Melyek a ZigBee előnyei és hátrányai?
A ZigBee előnyei
- Alacsony fogyasztás: az érzékelők és más okosotthoni eszközök évekig bírják az akkumulátoraikat.
- Kiváló kompatibilitás: A ZigBee Alliance-nek több száz tagja van, köztük olyan gyártók, mint az Osram, az IKEA, a Belkin és a Signify. A ZigBee 3.0-tól kezdve a különböző gyártók intelligens otthoni termékei könnyebben csatlakoztathatók hálózaton keresztül.
- Nyílt forráskód: A ZigBee kód mindenki számára elérhető. Ily módon a gyártók szabadon építhetnek be további funkciókat termékeikbe.
- Nagy hatótávolság: A hálózati hálózatokban a csomópontok ismétlőként működnek. Nagy házakban és lakásokban ez jelentősen javítja a hatótávolságot a WLAN-hoz képest.
A ZigBee hátrányai
- Kompatibilitás a ZigBee eszközök között: A nyílt forráskód a múltban különösen kedvezőtlen volt a kompatibilitás szempontjából. Mivel minden gyártó további specifikációkat vezetett be, a régebbi, különböző márkájú ZigBee készülékek nem feltétlenül kompatibilisek egymással. A ZigBee 3.0 bevezetésével azonban egységesebb lett a szabvány.
- Kompatibilitás más vezeték nélküli szabvánnyal: Ha a ZigBee Smart Home termékeket WLAN- vagy Bluetooth-eszközökhöz szeretnénk csatlakoztatni, szükségünk lesz egy átjáróra. Mivel sok intelligens otthoni rendszer, például a HomeKit vagy a Google Home WLAN-ra támaszkodik, a felhasználóknak meg kell tervezniük az átjáró költségeit.