Sieć ZigBee – co to właściwie jest i gdzie się ją wykorzystuje?

Technologia ZigBee a automatyka domowa

ZigBee to protokół transmisji danych w sieciach bezprzewodowych, wykorzystywany do dwustronnej komunikacji między urządzeniami. Dwustronność komunikacji oznacza, że każde urządzenie może zarówno odbierać, jak i wysyłać sygnał. System został stworzony w 2002 roku przez organizację ZigBee Alliance, która do teraz zajmuje się jego rozwojem i promocją. Główną cechą nowego standardu komunikacyjnego miał być niski pobór energii oraz prosta, tania budowa. I to się udało. Z organizacją ZigBee Alliance współpracuje wiele znanych marek technologicznych, np. Philips, Siemens, Samsung, Amazon, Bosch.

Właściwie trudno sobie wyobrazić Smart Home bez technologii ZigBee. Wykorzystuje się ją do zarządzania urządzeniami domowymi: sterowanie oświetleniem, sterowanie roletami, ogrzewaniem, ale także do zwiększenia bezpieczeństwa (czujniki, alarmy). Przy czym nie chodzi tylko o zdalną obsługę urządzeń, a o tworzenie między nimi zależności. Na przykład: kiedy czujnik ruchu wykryje obecność człowieka, sygnał zostanie posłany dalej. Zapali się światło, zamkną się rolety, wzrośnie temperatura. Odbywa się to bez udziału człowieka –zaprogramowane urządzenia wysyłają sobie sygnały do działania. Nowoczesna automatyka budynkowa opiera się na scenariuszach (zależnościach), które użytkownik tworzy, kierując się własnymi potrzebami.

Zalety ZigBee

System ZigBee został stworzony do obsługi sieci domowej (PAN). Jego główne walory to:

• Niskie zużycie energii
• Natychmiastowy dostęp do sieci
• Łatwa obsługa
• Łatwa rozbudowa o kolejne elementy
• Uwierzytelniona transmisja danych (bezpieczeństwo przesyłania)
• Szeroki zasięg transmisji: od 10 do 100 metrów
• Przystępna cena urządzeń obsługujących standard ZigBee

Jak jest zorganizowana sieć ZigBee?

Domowa sieć ZigBee może być zorganizowana według trzech typologii: gwiazdy, drzewa, i kraty (inaczej: siatki, mesh). Chodzi o to, żeby pracujące w niej elementy – koordynator, wzmacniacz sygnału, końcowe urządzenia wykonawcze – dobrze realizowały schemat komunikacji, a tym samym pełniły swoją rolę w zautomatyzowanym domu.

Gwiazda

Prosta typologia zastosowana np. w Bluetooth. Koordynatorem jest pojedyncze urządzenie i wszystkie pozostałe są względem niego podrzędne (slave) – komunikują się bezpośrednio z koordynatorem i tylko z nim.

Drzewo

Typologia ma układ hierarchiczny. Koordynator jest „korzeniem” i zarządza „gałęziami”. Każdy węzeł posiada elementy sobie podległe. Urządzenia końcowe (wykonawcze) mogę się znajdować tylko na końcu gałęzi, nie komunikują się z innymi. Jedynie wykonują „polecenia”. W tym schemacie opóźnienia transmisji występują najczęściej.

Krata (mesh)

Typologia siatkowa nie jest hierarchiczna. Tutaj każde urządzenie może się komunikować z innym – bezpośrednio albo za pomocą urządzenia pośredniczącego. Ta cecha poprawia funkcjonalność systemu, dlatego uznaje się, że to najlepszy typ organizacji sieci ZigBee.

Sieć ZigBee w technologii SALUS Controls

Technologia SALUS Controls opiera się na typologii kraty: po instalacji koordynatora, należy zamontować urządzenia zasilane napięciowo (one jednocześnie stają się repeaterami sieci), a dopiero na końcu urządzenia zasilane bateryjnie. Dzięki temu komunikacja między wszystkimi elementami jest szybka i płynna.
Urządzenia w standardzie ZigBee są koordynowane przez bramkę internetową, która w sieci domowej spina je w spójny system. Natomiast w opcji sterowania online jest również łącznikiem domowej sieci ze światem zewnętrznym. W połączeniu z aplikacją internetową bramka umożliwia sterowanie domem z dowolnego miejsca.

ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth – na czym polega różnica?

Wi-Fi (Wireless Fidelity) to używany na całym świecie bezprzewodowy sposób łączności. Jest wykorzystywany zarówno w sieciach PAN (domowych), jak i we wszelkich miejscach użyteczności publicznej. Czym się różni od protokołu ZigBee? Przede wszystkim pobiera więcej mocy. Poza tym ZigBee tworzy siatkę połączeń między urządzeniami, poszerzając zasięg do 100m. Jedno urządzenie emituje sygnał na mniej więcej 10 metrów. W przypadku Wi-Fi potrzebne są dodatkowe repeatery, które zwiększą zasięg sieci przez siatkę. Z kolei oba standardy deklasują pod względem zasięgu technologię Bluetooth – tutaj zasięg wynosi zaledwie 10m. Zużycie energii jest niskie, lecz transfer danych wymaga łączności z innym urządzeniem obsługującym ten protokół. Sprzęty muszą się „zobaczyć”. Bluetooth wykorzystywany jest głównie w urządzeniach przenośnych.

Źródło: salus-controls.pl