Σε αυτόν τον κόσμο επικοινωνίας, υπάρχουν πολλά διαθέσιμα πρότυπα επικοινωνίας υψηλού ρυθμού δεδομένων, αλλά κανένα από αυτά δεν πληροί τα πρότυπα επικοινωνίας των αισθητήρων και των συσκευών ελέγχου. Αυτά τα πρότυπα επικοινωνίας υψηλού ρυθμού δεδομένων απαιτούν χαμηλή καθυστέρηση και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας ακόμη και σε χαμηλότερα εύρη ζώνης. Η τεχνολογία Zigbee των διαθέσιμων ιδιόκτητων ασύρματων συστημάτων είναι χαμηλού κόστους και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και τα εξαιρετικά και εξαιρετικά χαρακτηριστικά του καθιστούν αυτήν την επικοινωνία πιο κατάλληλη για πολλές ενσωματωμένες εφαρμογές , βιομηχανικός έλεγχος και οικιακός αυτοματισμός και ούτω καθεξής. Το εύρος τεχνολογίας Zigbee για αποστάσεις μετάδοσης κυμαίνεται κυρίως από 10 - 100 μέτρα με βάση την απόδοση ισχύος καθώς και τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά.
Τι είναι η τεχνολογία Zigbee;
Η επικοινωνία Zigbee είναι ειδικά σχεδιασμένη για δίκτυα ελέγχου και αισθητήρων στο πρότυπο IEEE 802.15.4 για ασύρματα δίκτυα προσωπικής περιοχής (WPAN) και είναι το προϊόν της συμμαχίας Zigbee. Αυτό πρότυπο επικοινωνίας ορίζει τα φυσικά και τα επίπεδα ελέγχου πρόσβασης πολυμέσων (MAC) για τη διαχείριση πολλών συσκευών με χαμηλά ποσοστά δεδομένων. Αυτά τα WPAN του Zigbee λειτουργούν σε συχνότητες 868 MHz, 902-928MHz και 2,4 GHz. Ο ρυθμός δεδομένων των 250 kbps ταιριάζει καλύτερα για περιοδική και ενδιάμεση αμφίδρομη μετάδοση δεδομένων μεταξύ αισθητήρων και ελεγκτών.
Τι είναι η τεχνολογία Zigbee;
Το Zigbee είναι ένα δίκτυο πλέγματος χαμηλού κόστους και χαμηλής ισχύος που έχει αναπτυχθεί ευρέως για έλεγχο και παρακολούθηση εφαρμογών όπου καλύπτει 10-100 μέτρα εντός της εμβέλειας. Αυτό το σύστημα επικοινωνίας είναι λιγότερο ακριβό και απλούστερο από το άλλο ιδιόκτητο μικρής εμβέλειας ασύρματα δίκτυα αισθητήρων ως Bluetoot h και Wi-Fi.
Μόντεμ Zigbee
Το Zigbee υποστηρίζει διαφορετικές διαμορφώσεις δικτύου για τις επικοινωνίες master to master ή master to slave. Επίσης, μπορεί να λειτουργήσει με διαφορετικούς τρόπους, με αποτέλεσμα να διατηρείται η ισχύς της μπαταρίας. Τα δίκτυα Zigbee είναι επεκτάσιμα με τη χρήση δρομολογητών και επιτρέπουν σε πολλούς κόμβους να διασυνδέονται μεταξύ τους για τη δημιουργία ενός δικτύου ευρύτερης περιοχής.
Ιστορία της τεχνολογίας Zigbee
Το έτος 1990, εφαρμόστηκαν τα ψηφιακά ραδιοφωνικά δίκτυα με αυτο-οργάνωση ad hoc. Η προδιαγραφή Zigbee όπως το IEEE 802.15.4-2003 εγκρίθηκε το 2004, στις 14 Δεκεμβρίου. Η προδιαγραφή 1.0 ανακοινώθηκε από την Zigbee Alliance το έτος 2005, στις 13 Ιουνίου, με την ονομασία Specification of ZigBee 2004.
Βιβλιοθήκη συμπλεγμάτων
Το έτος 2006, Σεπτέμβριος, η Προδιαγραφή του Zigbee 2006 ανακοινώθηκε αντικαθιστώντας τη στοίβα του 2004. Έτσι, αυτή η προδιαγραφή αντικαθιστά κυρίως τη δομή ζεύγους του κλειδιού-τιμής καθώς και του μηνύματος που χρησιμοποιήθηκε στη στοίβα του 2004 μέσω μιας βιβλιοθήκης συμπλεγμάτων.
Μια βιβλιοθήκη περιλαμβάνει ένα σύνολο σταθερών εντολών, προγραμματισμένων κάτω από ομάδες που ονομάζονται συμπλέγματα με ονόματα όπως οικιακός αυτοματισμός, έξυπνη ενέργεια και ελαφρύς σύνδεσμος του ZigBee. Το έτος 2017, η βιβλιοθήκη μετονομάστηκε σε Dotdot από την Zigbee Alliance και ανακοινώθηκε ως νέο πρωτόκολλο. Έτσι, αυτό το Dotdot λειτούργησε για όλες σχεδόν τις συσκευές Zigbee ως το προεπιλεγμένο επίπεδο εφαρμογής.
Zigbee Pro
Το 2007, ολοκληρώθηκε το Zigbee Pro όπως το Zigbee 2007. Είναι ένα είδος συσκευής που λειτουργεί σε ένα παλιό δίκτυο Zigbee. Λόγω των διαφορών στις επιλογές δρομολόγησης, αυτές οι συσκευές θα πρέπει να μετατραπούν σε ZED μη δρομολόγησης ή τελικές συσκευές Zigbee (ZED) σε ένα παλαιό δίκτυο Zigbee. Οι παλαιότερες συσκευές Zigbee πρέπει να μετατραπούν σε τελικές συσκευές Zigbee σε ένα δίκτυο Zigbee Pro. Λειτουργεί μέσω της ζώνης ISM 2,4 GHz, καθώς και ζώνη sub-GHz.
Πώς λειτουργεί η τεχνολογία Zigbee;
Η τεχνολογία Zigbee λειτουργεί με ψηφιακά ραδιόφωνα επιτρέποντας σε διαφορετικές συσκευές να συνομιλούν μεταξύ τους. Οι συσκευές που χρησιμοποιούνται σε αυτό το δίκτυο είναι ένας δρομολογητής, συντονιστής καθώς και τελικές συσκευές. Η κύρια λειτουργία αυτών των συσκευών είναι η παράδοση των οδηγιών και των μηνυμάτων από τον συντονιστή στις συσκευές ενός άκρου, όπως ένας λαμπτήρας.
Σε αυτό το δίκτυο, ο συντονιστής είναι η πιο ουσιαστική συσκευή που τοποθετείται στην αρχή του συστήματος. Για κάθε δίκτυο, υπάρχει απλώς ένας συντονιστής, που χρησιμοποιείται για την εκτέλεση διαφορετικών εργασιών. Επιλέγουν ένα κατάλληλο κανάλι για σάρωση ενός καναλιού καθώς και για να βρουν το καταλληλότερο μέσω του ελάχιστου αριθμού παρεμβολών, να εκχωρήσουν ένα αποκλειστικό αναγνωριστικό καθώς και μια διεύθυνση σε κάθε συσκευή εντός του δικτύου, έτσι ώστε τα μηνύματα να μπορούν να μεταφέρονται στο δίκτυο .
Οι δρομολογητές είναι διευθετημένοι μεταξύ του συντονιστή καθώς και των τελικών συσκευών που είναι υπεύθυνες για τα μηνύματα που δρομολογούν μεταξύ των διαφόρων κόμβων. Οι δρομολογητές λαμβάνουν μηνύματα από τον συντονιστή και τα αποθηκεύουν έως ότου οι τελικές συσκευές τους βρίσκονται σε κατάσταση για να τα λάβουν. Αυτά μπορούν επίσης να επιτρέψουν σε άλλες τελικές συσκευές καθώς και δρομολογητές να συνδέσουν το δίκτυο
Σε αυτό το δίκτυο, οι μικρές πληροφορίες μπορούν να ελεγχθούν από τελικές συσκευές επικοινωνώντας με τον γονικό κόμβο όπως ένας δρομολογητής ή ο συντονιστής με βάση τον τύπο δικτύου Zigbee. Οι τελικές συσκευές δεν επικοινωνούν απευθείας μεταξύ τους. Κατ 'αρχάς, όλη η κίνηση μπορεί να δρομολογηθεί προς τον γονικό κόμβο όπως ο δρομολογητής, ο οποίος κρατά αυτά τα δεδομένα έως ότου το άκρο λήψης της συσκευής βρίσκεται σε μια κατάσταση για να τα καταλάβει. Οι τελικές συσκευές χρησιμοποιούνται για να ζητήσουν τυχόν μηνύματα που περιμένουν από τον γονέα.
Αρχιτεκτονική Zigbee
Η δομή του συστήματος Zigbee αποτελείται από τρεις διαφορετικούς τύπους συσκευών όπως το Zigbee Coordinator, Router και End device. Κάθε δίκτυο Zigbee πρέπει να αποτελείται από τουλάχιστον έναν συντονιστή που λειτουργεί ως ρίζα και γέφυρα του δικτύου. Ο συντονιστής είναι υπεύθυνος για το χειρισμό και την αποθήκευση των πληροφοριών κατά την εκτέλεση των εργασιών λήψης και μετάδοσης δεδομένων.
Οι δρομολογητές Zigbee λειτουργούν ως ενδιάμεσες συσκευές που επιτρέπουν τη μετάδοση δεδομένων από και προς αυτές σε άλλες συσκευές. Οι τελικές συσκευές έχουν περιορισμένη λειτουργικότητα για επικοινωνία με τους γονικούς κόμβους έτσι ώστε η ισχύς της μπαταρίας να εξοικονομείται όπως φαίνεται στο σχήμα. Ο αριθμός των δρομολογητών, των συντονιστών και των τελικών συσκευών εξαρτάται από τον τύπο των δικτύων όπως τα αστέρια, τα δέντρα και τα δίκτυα πλέγματος.
Η αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου Zigbee αποτελείται από μια στοίβα διαφόρων επιπέδων όπου IEEE 802.15.4 ορίζεται από φυσικά και MAC επίπεδα ενώ αυτό το πρωτόκολλο ολοκληρώνεται με τη συσσώρευση επιπέδων δικτύου και εφαρμογών του Zigbee.
Αρχιτεκτονική τεχνολογίας ZigBee
Φυσική στρώση : Αυτό το επίπεδο εκτελεί λειτουργίες διαμόρφωσης και αποδιαμόρφωσης κατά τη μετάδοση και λήψη σημάτων αντίστοιχα. Παρακάτω δίνονται η συχνότητα, ο ρυθμός δεδομένων και ορισμένα κανάλια αυτού του επιπέδου.
Επίπεδο MAC : Αυτό το επίπεδο είναι υπεύθυνο για αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων με πρόσβαση σε διαφορετικά δίκτυα με την αποφυγή σύγκρουσης πολλαπλής πρόσβασης (CSMA). Αυτό μεταδίδει επίσης τα πλαίσια σήματος για συγχρονισμό της επικοινωνίας.
Επίπεδο δικτύου : Αυτό το επίπεδο φροντίζει για όλες τις λειτουργίες που σχετίζονται με το δίκτυο, όπως ρύθμιση δικτύου, τελική σύνδεση συσκευής και αποσύνδεση σε δίκτυο, δρομολόγηση, διαμορφώσεις συσκευών κ.λπ.
Υπο-στρώμα υποστήριξης εφαρμογών : Αυτό το επίπεδο επιτρέπει στις υπηρεσίες που απαιτούνται για αντικείμενα συσκευών Zigbee και αντικείμενα εφαρμογών να διασυνδέονται με τα επίπεδα δικτύου για υπηρεσίες διαχείρισης δεδομένων. Αυτό το επίπεδο είναι υπεύθυνο για την αντιστοίχιση δύο συσκευών ανάλογα με τις υπηρεσίες και τις ανάγκες τους.
Πλαίσιο εφαρμογής : Παρέχει δύο τύπους υπηρεσιών δεδομένων ως ζεύγος κλειδιού-τιμής και γενικές υπηρεσίες μηνυμάτων. Το γενικό μήνυμα είναι μια δομή που καθορίζεται από προγραμματιστή, ενώ το ζεύγος κλειδιού-τιμής χρησιμοποιείται για τη λήψη χαρακτηριστικών εντός των αντικειμένων της εφαρμογής. Το ZDO παρέχει μια διεπαφή μεταξύ αντικειμένων εφαρμογής και του επιπέδου APS σε συσκευές Zigbee. Είναι υπεύθυνη για τον εντοπισμό, την εκκίνηση και τη σύνδεση άλλων συσκευών στο δίκτυο.
Τρόποι λειτουργίας Zigbee και οι τοπολογίες του
Τα δεδομένα αμφίδρομης μεταφοράς Zigbee μεταφέρονται σε δύο λειτουργίες: Λειτουργία μη σήματος και Λειτουργία σήματος. Σε λειτουργία beacon, οι συντονιστές και οι δρομολογητές παρακολουθούν συνεχώς την ενεργή κατάσταση των εισερχόμενων δεδομένων, επομένως καταναλώνεται περισσότερη ισχύς. Σε αυτήν τη λειτουργία, οι δρομολογητές και οι συντονιστές δεν κοιμούνται επειδή οποιαδήποτε στιγμή οποιοσδήποτε κόμβος μπορεί να ξυπνήσει και να επικοινωνήσει.
Ωστόσο, απαιτεί περισσότερη τροφοδοσία και η συνολική κατανάλωση ενέργειας είναι χαμηλή, επειδή οι περισσότερες συσκευές βρίσκονται σε αδρανή κατάσταση για μεγάλο χρονικό διάστημα στο δίκτυο. Σε λειτουργία beacon, όταν δεν υπάρχει επικοινωνία δεδομένων από τελικές συσκευές, τότε οι δρομολογητές και οι συντονιστές μπαίνουν σε κατάσταση αναστολής. Περιοδικά, αυτός ο συντονιστής ξυπνά και μεταδίδει τους φάρους στους δρομολογητές του δικτύου.
Αυτά τα δίκτυα beacon λειτουργούν για χρονικά διαστήματα, πράγμα που σημαίνει ότι λειτουργούν όταν η επικοινωνία που απαιτείται οδηγεί σε χαμηλότερους κύκλους λειτουργίας και μεγαλύτερη χρήση μπαταρίας. Αυτές οι λειτουργίες beacon και non-beacon του Zigbee μπορούν να διαχειριστούν περιοδικά (δεδομένα αισθητήρων), διαλείπουσα (διακόπτες φωτός) και επαναλαμβανόμενους τύπους δεδομένων.
Τοπολογίες Zigbee
Το Zigbee υποστηρίζει διάφορες τοπολογίες δικτύου, ωστόσο, οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες διαμορφώσεις είναι οι τοπολογίες αστέρι, πλέγματος και δέντρων συμπλέγματος. Οποιαδήποτε τοπολογία αποτελείται από έναν ή περισσότερους συντονιστές. Σε μια τοπολογία αστέρων, το δίκτυο αποτελείται από έναν συντονιστή ο οποίος είναι υπεύθυνος για την εκκίνηση και τη διαχείριση των συσκευών μέσω του δικτύου. Όλες οι άλλες συσκευές ονομάζονται τελικές συσκευές που επικοινωνούν απευθείας με τον συντονιστή.
Αυτό χρησιμοποιείται σε βιομηχανίες όπου χρειάζονται όλες οι συσκευές τελικού σημείου επικοινωνήστε με τον κεντρικό ελεγκτή και αυτή η τοπολογία είναι απλή και εύκολη στην ανάπτυξη. Σε τοπολογίες πλέγματος και δέντρου, το δίκτυο Zigbee επεκτείνεται με αρκετούς δρομολογητές όπου ο συντονιστής είναι υπεύθυνος για την κοίταξή τους. Αυτές οι δομές επιτρέπουν σε οποιαδήποτε συσκευή να επικοινωνεί με οποιονδήποτε άλλο παρακείμενο κόμβο για την παροχή πλεονασμού στα δεδομένα.
Εάν κάποιος κόμβος αποτύχει, οι πληροφορίες δρομολογούνται αυτόματα σε άλλες συσκευές από αυτές τις τοπολογίες. Καθώς ο πλεονασμός είναι ο κύριος παράγοντας στις βιομηχανίες, ως εκ τούτου χρησιμοποιείται κυρίως η τοπολογία των ματιών. Σε ένα δίκτυο δέντρων συμπλέγματος, κάθε σύμπλεγμα αποτελείται από έναν συντονιστή με κόμβους φύλλων και αυτοί οι συντονιστές συνδέονται με τον γονικό συντονιστή που ξεκινά ολόκληρο το δίκτυο.
Λόγω των πλεονεκτημάτων της τεχνολογίας Zigbee, όπως οι λειτουργίες χαμηλού κόστους και χαμηλής ισχύος και οι τοπολογίες της, αυτή η τεχνολογία επικοινωνιών μικρής εμβέλειας είναι η πλέον κατάλληλη για πολλές εφαρμογές σε σύγκριση με άλλες ιδιόκτητες επικοινωνίες, όπως Bluetooth, Wi-Fi κ.λπ. Παρακάτω δίνονται συγκρίσεις όπως το εύρος του Zigbee, τα πρότυπα κ.λπ.
Γιατί χαμηλά ποσοστά δεδομένων στο Zigbee;
Γνωρίζουμε ότι διατίθενται διάφοροι τύποι ασύρματων τεχνολογιών στην αγορά, όπως το Bluetooth καθώς και το WiFi που παρέχει υψηλή ταχύτητα δεδομένων. Όμως, οι ρυθμοί δεδομένων στο Zigbee είναι λιγότερο επειδή ο κύριος σκοπός πίσω από την ανάπτυξη του ZigBee είναι να το χρησιμοποιήσει σε ασύρματο έλεγχο καθώς και σε οθόνη.
Η ποσότητα των δεδομένων, καθώς και η συχνότητα της επικοινωνίας που χρησιμοποιείται σε τέτοιες εφαρμογές, είναι εξαιρετικά χαμηλή. Αν και, είναι πιθανό για ένα δίκτυο όπως το IEEE 802.15.4 να επιτύχει υψηλούς ρυθμούς δεδομένων, έτσι η τεχνολογία Zigbee βασίζεται στο δίκτυο IEEE 802.15.4.
Τεχνολογία Zigbee στο IoT
Γνωρίζουμε ότι το Zigbee είναι ένα είδος τεχνολογίας επικοινωνίας παρόμοιο με το Bluetooth καθώς και το WiFi, ωστόσο, υπάρχουν επίσης πολλές νέες αυξανόμενες εναλλακτικές λύσεις δικτύωσης όπως το Thread, η οποία είναι μια επιλογή για τις εφαρμογές οικιακού αυτοματισμού. Σε μεγάλες πόλεις, οι τεχνολογίες Whitespace εφαρμόστηκαν για περιπτώσεις χρήσης ευρύτερης περιοχής με βάση το IoT.
Το ZigBee είναι μια προδιαγραφή WLAN χαμηλής ισχύος (ασύρματο τοπικό δίκτυο). Παρέχει λιγότερα δεδομένα χρησιμοποιώντας λιγότερη ενέργεια από συχνά συνδεδεμένες συσκευές για να απενεργοποιήσετε μια μπαταρία. Λόγω αυτού, το ανοιχτό πρότυπο έχει συνδεθεί μέσω της επικοινωνίας M2M (από μηχανή σε μηχανή) καθώς και από το βιομηχανικό IoT (internet of things).
Το Zigbee έχει γίνει ένα πρωτόκολλο IoT που είναι αποδεκτό παγκοσμίως. Ανταγωνίζεται ήδη με Bluetooth, WiFi και Thread.
Συσκευές Zigbee
Η προδιαγραφή του IEEE 802.15.4 Zigbee περιλαμβάνει κυρίως δύο συσκευές όπως συσκευές πλήρους λειτουργίας (FFD) καθώς και συσκευές μειωμένης λειτουργίας (RFD). Μια συσκευή FFD εκτελεί διαφορετικές εργασίες που εξηγούνται στις προδιαγραφές και μπορεί να υιοθετήσει οποιαδήποτε εργασία εντός του δικτύου.
Μια συσκευή RFD έχει μερικές δυνατότητες, ώστε να εκτελεί περιορισμένες εργασίες και αυτή η συσκευή μπορεί να συνομιλεί με οποιαδήποτε συσκευή εντός του δικτύου. Πρέπει να ενεργεί και να προσέχει μέσα στο δίκτυο. Μια συσκευή RFD μπορεί να συνομιλεί απλά με μια συσκευή FFD & χρησιμοποιείται σε απλές εφαρμογές όπως ο έλεγχος ενός διακόπτη ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας τον.
Σε ένα IEEE 802.15.4 n / w, οι συσκευές Zigbee παίζουν τρεις διαφορετικούς ρόλους, όπως Συντονιστής, Συντονιστής PAN και Συσκευή. Εδώ, οι συσκευές FFD είναι Συντονιστής καθώς και Συντονιστής PAN, ενώ η Συσκευή είναι είτε Συσκευή RFD / FFD.
Η κύρια λειτουργία ενός συντονιστή είναι η μετάδοση μηνυμάτων. Σε ένα δίκτυο προσωπικών περιοχών, ένας ελεγκτής PAN είναι ένας ουσιαστικός ελεγκτής και μια συσκευή είναι γνωστή σαν η συσκευή να μην είναι συντονιστής.
Το πρότυπο ZigBee μπορεί να δημιουργήσει τρεις συσκευές πρωτοκόλλου ανάλογα με τις συσκευές Zigbee, τον συντονιστή PAN, τον συντονιστή και τις τυπικές προδιαγραφές του ZigBee όπως ο συντονιστής, ο δρομολογητής και η τελική συσκευή που συζητούνται παρακάτω.
Συντονιστής Zigbee
Σε μια συσκευή FFD, είναι ένας συντονιστής PAN που χρησιμοποιείται για τη διαμόρφωση του δικτύου. Μόλις δημιουργηθεί το δίκτυο, τότε εκχωρεί τη διεύθυνση του δικτύου για τις συσκευές που χρησιμοποιούνται στο δίκτυο. Επίσης, δρομολογεί τα μηνύματα μεταξύ των τελικών συσκευών.
Δρομολογητής Zigbee
Ο Zigbee Router είναι μια συσκευή FFD που επιτρέπει την εμβέλεια του δικτύου Zigbee. Αυτός ο δρομολογητής χρησιμοποιείται για την προσθήκη περισσότερων συσκευών στο δίκτυο. Μερικές φορές, λειτουργεί ως Zigbee End Device.
Zigbee End Device
Αυτό δεν είναι ούτε ένας δρομολογητής ούτε ένας συντονιστής που διασυνδέεται με έναν αισθητήρα που διαφορετικά εκτελεί μια λειτουργία ελέγχου. Με βάση την εφαρμογή, μπορεί να είναι είτε RFD είτε FFD.
Γιατί το ZigBee είναι καλύτερο από το WiFi;
Στο Zigbee, η ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων είναι μικρότερη σε σύγκριση με το WiFi, οπότε η υψηλότερη ταχύτητα είναι απλά 250kbps. Είναι πολύ λιγότερο σε σύγκριση με τη μικρότερη ταχύτητα του WiFi.
Μία ακόμη καλύτερη ποιότητα του Zigbee είναι ο ρυθμός κατανάλωσης ενέργειας καθώς και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Το πρωτόκολλό του διαρκεί αρκετούς μήνες γιατί μόλις συναρμολογηθεί τότε μπορούμε να ξεχάσουμε.
Ποιες συσκευές χρησιμοποιούν το ZigBee;
Η ακόλουθη λίστα συσκευών υποστηρίζει το πρωτόκολλο ZigBee.
- Belkin WeMo
- Samsung SmartThings
- Έξυπνες κλειδαριές Yale
- Philips Hue
- Θερμοστάτες από τη Honeywell
- Ικέα Τέρφφρι
- Συστήματα ασφαλείας από την Bosch
- Comcast Xfinity Box από τη Samsung
- Ενεργή Θέρμανση & αξεσουάρ κυψέλης
- Amazon Echo Plus
- Έκθεση Echo Amazon
Αντί να συνδέεται κάθε συσκευή Zigbee ξεχωριστά, απαιτείται κεντρικός κόμβος για τον έλεγχο όλων των συσκευών. Οι προαναφερθείσες συσκευές, δηλαδή το SmartThings, καθώς και το Amazon Echo Plus μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν σαν Wink hub για να διαδραματίσουν ζωτικό ρόλο στο δίκτυο. Ο κεντρικός κόμβος θα σαρώσει το δίκτυο για όλες τις υποστηριζόμενες συσκευές και σας παρέχει έναν απλό έλεγχο των παραπάνω συσκευών με μια κεντρική εφαρμογή.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ZigBee και Bluetooth;
Η διαφορά μεταξύ Zigbee και Bluetooth συζητείται παρακάτω.
Bluetooth | Ζιγκμπι |
| Το εύρος συχνοτήτων του Bluetooth κυμαίνεται από 2,4 GHz - 2,448 GHz | Το εύρος συχνοτήτων του Zigbee είναι 2,4 GHz
|
| Διαθέτει 79 κανάλια RF | Διαθέτει 16 κανάλια RF |
| Η τεχνική διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται στο Bluetooth είναι το GFSK | Το Zigbee χρησιμοποιεί διαφορετικές τεχνικές διαμόρφωσης όπως BPSK, QPSK & GFSK. |
| Το Bluetooth περιλαμβάνει κόμβους 8 κυττάρων | Το Zigbee περιλαμβάνει πάνω από 6500 κόμβους κυττάρων |
| Το Bluetooth χρησιμοποιεί την προδιαγραφή IEEE 802.15.1 | Το Zigbee χρησιμοποιεί την προδιαγραφή IEEE 802.15.4 |
| Το Bluetooth καλύπτει το ραδιοφωνικό σήμα έως 10 μέτρα | Το Zigbee καλύπτει το ραδιοφωνικό σήμα έως και 100 μέτρα |
| Το Bluetooth διαρκεί 3 δευτερόλεπτα για να συνδεθεί σε ένα δίκτυο | Ο Zigbee διαρκεί 3 δευτερόλεπτα για να συνδεθεί σε ένα δίκτυο |
| Το εύρος δικτύου Bluetooth κυμαίνεται από 1-100 μέτρα με βάση την κατηγορία ραδιοφώνου.
| Η εμβέλεια δικτύου του Zigbee είναι έως 70 μέτρα |
| Το μέγεθος στοίβας πρωτοκόλλου ενός Bluetooth είναι 250 Kbytes | Το μέγεθος στοίβας πρωτοκόλλου ενός Zigbee είναι 28 Kbytes |
| Το ύψος της κεραίας TX είναι 6 μέτρα ενώ η κεραία RX είναι 1 μέτρο | Το ύψος της κεραίας TX είναι 6 μέτρα ενώ η κεραία RX είναι 1 μέτρο |
| Το μπλε δόντι χρησιμοποιεί επαναφορτιζόμενες μπαταρίες
| Η Zigbee δεν χρησιμοποιεί επαναφορτιζόμενες μπαταρίες |
| Το Bluetooth απαιτεί μικρότερο εύρος ζώνης | Σε σύγκριση με το Bluetooth, χρειάζεται υψηλό εύρος ζώνης |
| Η ισχύς TX του Bluetooth είναι 4 dBm | Η ισχύς TX του Zigbee είναι 18 dBm
|
| Η συχνότητα του Bluetooth είναι 2400 MHz | Η συχνότητα του Zigbee είναι 2400 MHz |
| Το κέρδος κεραίας Tx του Bluetooth είναι 0dB ενώ το RX -6dB | Το κέρδος κεραίας Tx του Zigbee είναι 0dB ενώ το RX -6dB |
| Η ευαισθησία είναι -93 dB | Η ευαισθησία είναι -102 dB |
| Το περιθώριο του Bluetooth είναι 20 dB | Το περιθώριο του zigbee είναι 20 dB |
| Η εμβέλεια Bluetooth είναι 77 μέτρα | Η περιοχή Zigbee είναι 291 μέτρα |
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ LoRa και ZigBee;
Η κύρια διαφορά μεταξύ LoRa και Zigbee συζητείται παρακάτω.
| LoRa | Ζιγκμπι |
| Οι ζώνες συχνοτήτων του LoRa κυμαίνονται από 863-870 MHz, 902-928 MHz & 779-787 MHz | Οι ζώνες συχνοτήτων του Zigbee είναι 868MHz, 915 MHz, 2450 MHz |
| Το LoRa καλύπτει την απόσταση σε αστικές περιοχές όπως 2 έως 5 χιλιόμετρα ενώ στις αγροτικές περιοχές 15 χιλιόμετρα | Το Zigbee καλύπτει την απόσταση από 10-100 μέτρα |
| Η χρήση ισχύος του LoRa είναι χαμηλή σε σύγκριση με το Zigbee | Η χρήση ισχύος είναι χαμηλή |
| Η τεχνική διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται στο LoRa είναι FSK διαφορετικά GFSK | Η τεχνική διαμόρφωσης που χρησιμοποιείται στο Zigbee είναι OQPSK & BPSK, Χρησιμοποιεί τη μέθοδο DSSS για να αλλάξει bit σε μάρκες. |
| Ο ρυθμός δεδομένων του LoRa είναι 0,3 έως 22 Kbps για διαμόρφωση LoRa και 100 Kbps για GFSK | Ο ρυθμός δεδομένων του Zigbee είναι 20 kbps για ζώνη συχνοτήτων 868, 40Kbps για ζώνη συχνοτήτων 915 και 250 kbps για ζώνη συχνοτήτων 2450) |
| Η αρχιτεκτονική δικτύου του LoRa περιλαμβάνει διακομιστές, LoRa Gateway & τελικές συσκευές. | Η αρχιτεκτονική δικτύου των δρομολογητών Zigbee, του συντονιστή και των τελικών συσκευών. |
| Η στοίβα πρωτοκόλλων του LoRa περιλαμβάνει επίπεδα PHY, RF, MAC & εφαρμογής | Η στοίβα πρωτοκόλλου του Zigbee περιλαμβάνει επίπεδα PHY, RF, MAC, ασφάλειας δικτύου και εφαρμογών. |
| Το Physical Layer του LoRa χρησιμοποιεί κυρίως ένα σύστημα διαμόρφωσης και περιλαμβάνει ικανότητες διόρθωσης σφαλμάτων. Περιλαμβάνει ένα προοίμιο για σκοπούς συγχρονισμού και χρησιμοποιεί ένα ολόκληρο πλαίσιο CRC & PHY κεφαλίδα CRC. | Το Zigbee περιλαμβάνει δύο φυσικά επίπεδα όπως 868/915 Mhz & 2450 MHz. |
| Το LoRa χρησιμοποιείται ως WAN (δίκτυο ευρείας περιοχής) | Το Zigbee χρησιμοποιείται όπως το LR-WPAN (ασύρματο δίκτυο προσωπικής περιοχής χαμηλής ταχύτητας) |
| Χρησιμοποιεί το πρότυπο IEEE 802.15.4g & το Alliance είναι LoRa | Το Zigbee χρησιμοποιεί τις προδιαγραφές IEEE 802.15.4 και το Zigbee Alliance |
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της τεχνολογίας Zigbee
Τα πλεονεκτήματα του Zigbee περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Αυτό το δίκτυο έχει ευέλικτη δομή δικτύου
- Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας είναι καλή.
- Η κατανάλωση ισχύος είναι μικρότερη
- Πολύ απλό να διορθωθεί.
- Υποστηρίζει περίπου 6500 κόμβους.
- Λιγότερο κόστος.
- Είναι αυτοθεραπεία καθώς και πιο αξιόπιστο.
- Η ρύθμιση δικτύου είναι πολύ εύκολη και απλή.
- Τα φορτία κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο το δίκτυο, επειδή δεν περιλαμβάνει κεντρικό χειριστήριο
- Η παρακολούθηση των οικιακών συσκευών καθώς και ο έλεγχος είναι εξαιρετικά απλή με χρήση τηλεχειριστηρίου
- Το δίκτυο είναι επεκτάσιμο και είναι εύκολο να προσθέσετε / απομακρυσμένη τελική συσκευή ZigBee στο δίκτυο.
Τα μειονεκτήματα του Zigbee περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
- Χρειάζεται τις πληροφορίες συστήματος για τον έλεγχο συσκευών που βασίζονται στο Zigbee για τον κάτοχο.
- Σε σύγκριση με το WiFi, δεν είναι ασφαλές.
- Το υψηλό κόστος αντικατάστασης όταν συμβεί οποιοδήποτε πρόβλημα εντός οικιακών συσκευών με βάση το Zigbee
- Ο ρυθμός μετάδοσης του Zigbee είναι μικρότερος
- Δεν περιλαμβάνει πολλές τελικές συσκευές.
- Είναι πολύ επικίνδυνο να χρησιμοποιείται για επίσημες προσωπικές πληροφορίες.
- Δεν χρησιμοποιείται ως εξωτερικό ασύρματο σύστημα επικοινωνίας επειδή έχει μικρότερο όριο κάλυψης.
- Όπως και με άλλους τύπους ασύρματων συστημάτων, αυτό το σύστημα επικοινωνίας ZigBee είναι επιρρεπές να ενοχλεί από μη εξουσιοδοτημένα άτομα.
Εφαρμογές της τεχνολογίας Zigbee
Οι εφαρμογές της τεχνολογίας ZigBee περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.
Βιομηχανικός αυτοματισμός: Στις βιομηχανίες παραγωγής και παραγωγής, ένας σύνδεσμος επικοινωνίας παρακολουθεί συνεχώς διάφορες παραμέτρους και κρίσιμο εξοπλισμό. Ως εκ τούτου, η Zigbee μειώνει σημαντικά αυτό το κόστος επικοινωνίας καθώς βελτιστοποιεί τη διαδικασία ελέγχου για μεγαλύτερη αξιοπιστία.
Οικιακός αυτοματισμός: Το Zigbee είναι ιδανικό για τον έλεγχο των οικιακών συσκευών από απόσταση ως έλεγχος συστήματος φωτισμού, έλεγχος συσκευών, έλεγχος συστήματος θέρμανσης και ψύξης, λειτουργίες και έλεγχος εξοπλισμού ασφαλείας, επιτήρηση και ούτω καθεξής.
Έξυπνη μέτρηση: Οι απομακρυσμένες λειτουργίες Zigbee στην έξυπνη μέτρηση περιλαμβάνουν απόκριση κατανάλωσης ενέργειας, υποστήριξη τιμολόγησης, ασφάλεια έναντι κλοπής ενέργειας κ.λπ.
Έξυπνη παρακολούθηση πλέγματος: Οι λειτουργίες Zigbee σε αυτό το έξυπνο πλέγμα περιλαμβάνουν απομακρυσμένη παρακολούθηση θερμοκρασίας , εντοπισμός σφαλμάτων, διαχείριση αέργου ισχύος και ούτω καθεξής.
Η τεχνολογία ZigBee χρησιμοποιείται για την κατασκευή τεχνικών έργων όπως ασύρματο σύστημα παρακολούθησης δακτυλικών αποτυπωμάτων και οικιακού αυτοματισμού.
Αυτό αφορά μια σύντομη περιγραφή της αρχιτεκτονικής, των τρόπων λειτουργίας, των διαμορφώσεων και των εφαρμογών της τεχνολογίας Zigbee. Ελπίζουμε να σας δώσουμε αρκετό περιεχόμενο σε αυτόν τον τίτλο, για να το κατανοήσετε καλύτερα. Έτσι, πρόκειται για μια επισκόπηση της τεχνολογίας Zigbee και βασίζεται στο δίκτυο IEEE 802.15.4. Ο σχεδιασμός αυτής της τεχνολογίας μπορεί να γίνει εξαιρετικά δυνατός, ώστε να λειτουργεί σε όλα τα είδη περιβάλλοντος.
Παρέχει ευελιξία καθώς και ασφάλεια για διαφορετικά περιβάλλοντα. Η τεχνολογία Zigbee έχει κερδίσει τόσο μεγάλη δημοτικότητα στην αγορά επειδή παρέχει σταθερή δικτύωση πλέγματος επιτρέποντας σε ένα δίκτυο να ελέγχει μια εκτεταμένη περιοχή και επίσης παρέχει επικοινωνίες χαμηλής ισχύος. Αυτή είναι λοιπόν μια τέλεια τεχνολογία IoT. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποιες είναι οι διαφορετικές τεχνολογίες ασύρματης επικοινωνίας που διατίθενται στην αγορά; Για περαιτέρω βοήθεια και τεχνική βοήθεια, μπορείτε να επικοινωνήσετε μαζί μας σχολιάζοντας παρακάτω.
