Что такое стандарт Wi-Fi ZigBee и где он используется

mgts.info > Блог > Интернет > Что такое стандарт Wi-Fi ZigBee и где он используется

Что такое стандарт Wi-Fi ZigBee и где он используется

  • Опубликовал: KalovskiyBronislav 2020-06-19

Стандарт ZigBee для умного дома: почему не Wi-Fi с высокой скоростью интернета

Что такое стандарт Wi-Fi ZigBee и где он используется

Технологии умного дома становятся обыденностью современного человека. Лампы, загорающиеся от датчиков движения, автоматически закрываемые ставни, регулировка температуры воды, противопожарная сигнализация и другие управляемые домашние устройства требуют внедрения технологий, основанных на беспроводных стандартах. И одна из них – Wi-Fi ZigBee.

Открытый глобальный стандарт беспроводной передачи данных ZigBee основан на применении цифровых радиосигналов с минимальным потреблением энергии в условиях персональных сетей, к которым и относится Smart home. В упрощенной формулировке стандарт можно назвать языком, при помощи которого смарт-устройства внутри контура могут «общаться» друг с другом.

Наряду с ZigBee такими языками являются известные протоколы Bluetooth, Zwave и Wi-Fi. Выбор того или иного из них основывается на ряде факторов, в том числе, на марке устанавливаемого оборудования. Глобальной проблемой при этом является невозможность взаимопонимания между устройствами, функционирующими по разным протоколам. То есть Zwave «услышит» Zwave, но не сможет выстроить конструктивный диалог с ZigBee.

При всех преимуществах, например, в отношении скорости Wi-Fi и Bluetooth уступают ZigBee в случае с маломощными беспроводными сетями Smart home. Основное отличие заключается в низком потреблении энергии и широких возможностях по внедрению дополнительных функций автоматизации процессов. Последний протокол лучше всего соответствует концепции оперативной и безопасной интеграции устройств с малым энергопотреблением.

История разработки

Протокол разработан альянсом Zigbee, куда вошло свыше 300 изготовителей, технологических и сервисных компаний. Основной упор был сделан на передачу информации для маломощных беспроводных сетей IoT по безопасному и надежному протоколу.

Для ZigBee выбрана спецификация радиочастот IEEE 802.15.4 и диапазон 2,4 ГГц. Это делает стандарт доступным для устройств с низкой пропускной способностью. Фактически сетевой протокол отправляет команды, способные разбудить «спящее» оборудование и инициировать диалог внутри системы.

Связь с сопряженными приборами осуществляется в стандартном диапазоне приватной сети. В зависимости от скорости вай-фай ZigBee и наличия препятствий на пути прохождения сигнала зона действия может составлять от 10 до 20 метров. Увеличить покрытие можно путем установки промежуточных узлов связи.

Особенности протокола

  • надежная защита данных (шифрование 128-bit);
  • гибкая настройка разных узлов сети;
  • максимальная скорость работы радиоканала – 250 кбит/с;
  • одна сеть поддерживает функционирование до 65 тыс. узлов;
  • автоматическая маршрутизация;
  • самовосстановление работоспособности сети при повреждении отдельных участков;
  • поддержка разных топологий сети (многоточечных, ячеистых, точка-точка);
  • пролонгированный срок службы аккумуляторов за счет невысокого энергопотребления.

Ячеистая сеть

Базовая особенность ZigBee – поддержка сети mesh. Каждая единица оборудования представляет собой отдельный узел, включенный в состав крупного образования – ячеистой сети. Структура работает по принципу последовательного соединения. Устройства не просто получают/отправляют команды, а повторяют их, продуцируя общее пространство mesh.

Для динамического обновления и оптимизации соединения используется многоуровневая таблица маршрутизации. Узлы взаимно отражают сигналы, что расширяет радиус действия системы и дает возможность вовлечь в работу все оборудование и датчики.

Ключевые узлы ZigBee

Сеть содержит три вида узлов:

  • Координатор. Ключевое устройство, формирующее сеть и обеспечивающее соблюдение протоколов безопасности. Подключается «домашняя база» посредством Wi-Fi с достаточной скоростью интернета или специального смарт-приложения.
  • Маршрутизатор (роутер). Отвечает за передачу данных. Из-за постоянной необходимости проявлять активность этот элемент имеет стационарный источник питания и работает на стандартном уровне энергопотребления. Один роутер может обслуживать до 32 узлов.
  • Спящие и конечные устройства. Предназначены для выполнения конкретных задач. Конечное оборудование функционирует в режиме низкого потребления электроэнергии и запитывается от батарей.

Область применения

Технология широко используется в рамках концепции «Умный дом». На сегодня протокол не имеет конкурентов. Однако рынок автоматизированных зданий пока не выработал единого стандарта в отношении совместимости агрегатов разных производителей, поэтому умная техника одного бренда часто не может коммуницировать с «коллегами» конкурирующих предприятий. Это приводит к росту цен на инсталляцию и сложностям при установке систем.

mgtsinfo

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2020 Все права защищены | mgts.info