Protocolul Zigbee

Protocolul Zigbee

Introducere:

Protocolul Zigbee este un protocol de comunicatie ce are la baza standardul tehnic IEEE 802.15.4, ce comunica pe frecventa de 2.4GHz, pe distante relativ scurte, standardul fiind cuprins intre 10 si 100 m (vezi sectiunea Tehnologie). Arhitectura reteleui Zigbee, este una de tip mesh (plasa).

Zigbee a fost dezvoltat de organizatia Zigbee Alliance. Organizatia Zigbee Alliance are sediul in SUA si a fost infiintata in anul 2002.

Prezenta Zigbee Alliance la nivel mondial:

 

(sursa: https://zigbeealliance.org/)

Membii din Consiliul Director Zigbee Alliance:

 

 

In ceea ce priveste costurile, dispozitivele Zigbee sunt printre cele mai accesibile dispozitive IoT de pe piata, fiind mai accesibile decat dispozitivele Z-Wave si mult mult mai accesibile decat dispozitivele KNX de exemplu.

Cronologie:

Protocolul Zigbee a fost conceput in anul 1998, dupa care a fost standardizat in 2003 si ulterior revizuit in 2006. De-a lungul timpului, caracteristicile tehnice au fost imbunatatite si lista membrilor Zigbee Alliance a crescut considerabil. Astfel Zigbee isi propune sa acopere peste 85% din piata de chipset-uri mesh IoT, pana in 2023, ceea ce inseamna peste 3.8 Miliarde de chipset-uri vandute la nivel mondial (sursa: https://www.fiercewireless.com/tech/zigbee-will-account-for-85-mesh-iot-chipsets-by-2023).

Tehnologie:

Chipset-urile Zigbee sunt foarte compacte si usor de implementat in circuitele si placile PCB.

Pentru ca doua sau mai multe echipamente Zigbee sa comunice intre ele, acestea trebuie sa faca parte din acelasi registru cluster (sau library cluster). Cluster-ele cuprind comenzile standardizate pentru dispozitivele Zigbee, iar acestea sunt: Smart Energy, Home & Building Automation, Zigbee Light Link.

Transmisia datelor se face “OVER THE AIR - OTA”, iar viteza de transmisie variaza direct proportional cu frecventa, astfel:

-          250kBit/s per canal, in banda de 2.4GHz;

-          40kBit/s in banda de 915 MHz;

-          20kBit/s in banda de 868 MHz;

Pentru aplicatiile la interior, trebuie acordata o atentie sporita, intrucat distanta optima variaza intre 10 – 20 m, in functie de materialele de constructie din care sunt realizati peretii. Totodata, distanta mai variaza si in functie de puterea de radio-transmisie, aceasta fiind in general cuprinsa intre 1 – 100mW sau 0 – 20dBm.

Interconectarea echipamentelor Zigbee la o retea se face pe baza unei chei de securitate stocate de coordonatorul retelei. Astfel, putem realiza interconectarea echipamentelor Zigbee, in doua feluri:

-          prin creare unei noi retele Zigbee (new Binding);

-          prin inrolarea unui echipament intr-o retea Zigbee deja creata (permit Join).

Tipuri de dispozitive si modul lor de operare:

Echipamentele Zigbee pot fi clasificate dupa mai multe criterii, astfel:

-          dupa aplicatia program: senzori, actuatori, interfete etc;

-          dupa rolul acestora in arhitectura retelei Zigbee:

·         Coordonator Zigbee / Zigbee Coordinator (ZC): Un coordonator Zigbee este deobicei cel mai stabil dispozitiv al retelei. El realizeaza radacina retelei mesh, sau dupa caz, interfatarea cu alte protocoale sau retele. Coordonatorul este unic intr-o retea Zigbee si acesta stocheaza informatiile despre reteaua Zigbee, inclusiv cheia de securitate. 

·         Router Zigbee / Zigbee Router (ZR): Dispozitivele de tip router, asigura pe lanaga aplicatia program (ex. actuator ON/OFF, dimmer etc) si rolul de emisie – receptie a semnalului in cadrul retelei. Practic, router-ele au si rol de amplificator in transmisia semnalului Zigbee. 

·         Dispozitiv de capat / Zigbee End Device (ZED):  Dispozitivele de capat sunt deobicei senzorii (ex. de fum, de apa, de miscare etc), care in general sunt inactivi si transmit informatia doar catre celalalte dispozitive ale retelei doar atunci cand este cazul (ex. cand detecteaza fum, apa sau miscare). Dispozitivele de capat sunt in general alimentate de baterii si au un consum redus de energie, de aceea ele nu pot sa redirectioneze semnalul Zigbee catre alte echipamente – adica nu pot fi router-e.

Arhitectura unei retele Zigbee: 

·         Coordonator Zigbee / Zigbee Coordinator (ZC)

·         Router Zigbee / Zigbee Router (ZR)

·         Dispozitiv de capat / Zigbee End Device (ZED):  

Domenii de aplicatie:

Fiind un protocol accesibil ca si cost, standardul Zigbee se aplica cu succes in urmatoarele domenii:

-         Case inteligente / Smart homes: aplicatii diverse, de la comanda si controlul iluminatului, pana la detectia de fum, apa sau temperatura (confort --> securitate pasiva);

-          Comercial / Building automation: birouri, centre educationale, retail, medical, ospitalitate etc;

-          Utilitati / Utility: smart grid, senzoristica, Smart Energy;

-          Iluminat: rezidential, stradal.

 

Detalii suplimentare:

 

Puteti descoperi mai multe despre standardul Zigbee, urmand link-ul: https://zigbeealliance.org/

 

Platformaelectrice.ro utilizează cookie-uri

Folosim cookie-uri pentru a personaliza conținutul și a analiza traficul. În cazul în care alegeți să continuați să utilizați website-ul nostru, sunteți de acord cu utilizarea modulelor noastre cookie. Pentru mai multe detalii accesează Politica de cookies.