ZigBee | Sieć bezprzewodowa | Sterowanie z ENGO Controls

Protokół komunikacyjny ZigBee

23/11/23

Powrót

Sieć ZigBee – czym jest i gdzie się ją wykorzystuje?

Smart home na dobre zagościł na salonach. Tworzenie sieci domowych (PAN – Personal Area Networks) stało się standardem, ponieważ prawie każdy ma dziś na wyciągnięcie ręki rozwiązania, które poprawiają komfort i ekonomię domu: sterowniki, czujniki, inteligentne przekaźniki i regulatory temperatury.

Pracujące w domu urządzenia muszą działać szybko, we wzajemnym powiązaniu (scenariusze, reguły, sceny). Dlatego producenci nowych technologii proponują klientom coraz lepsze narzędzia, służące do budowania powiązań między sprzętem domowym.

Jednak, aby urządzenia mogły się komunikować bezprzewodowo, potrzebują odpowiedniej drogi transmisji danych, czyli tzw. protokołu komunikacyjnego. Na przykład takiego jak ZigBee.

Technologia ZigBee a nowoczesna 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 tego standardu komunikacyjnego miał być niski pobór energii oraz prosta, tania budowa. I to się udało. Z organizacją ZigBee Alliance współpracuje wiele znanych marek technologicznych.

Właściwie trudno sobie wyobrazić smart home bez technologii ZigBee. Wykorzystuje się ją do zarządzania urządzeniami ułatwiającymi codzienne użytkowanie domu (sterowanie oświetleniem, roletami, ogrzewaniem), ale także do zwiększenia bezpieczeństwa (czujniki, alarmy).

Przy czym nie chodzi tylko o zdalną obsługę urządzeń, a o tworzenie między nimi wymyślonych przez użytkownika zależności. Na przykład: kiedy czujnik wykryje otwarcie drzwi, sygnał zostanie posłany dalej, na skutek czego zapali się światło, zamkną się rolety, wzrośnie temperatura. Odbywa się to automatycznie, bez udziału człowieka – raz zaprogramowane urządzenia wysyłają sobie wzajemnie sygnały do „działania” w zależności od statusu innych urządzeń. Nowoczesna automatyka budynkowa opiera się na scenariuszach, które użytkownik tworzy sam, kierując się własnymi potrzebami.

Zalety sieci ZigBee 3.0

Protokół komunikacyjny ZigBee został stworzony do obsługi sieci domowej (PAN) i bardzo dobrze się do tego nadaje. Jego główne zalety to:

  • Niskie zużycie energii (w porównaniu np. do Wi-Fi)
  • Natychmiastowy dostęp do sieci
  • Łatwa obsługa
  • Łatwa rozbudowa o kolejne elementy
  • Uwierzytelniona transmisja danych (bezpieczeństwo przesyłania)
  • Szeroki zasięg transmisji
  • Przystępna cena urządzeń obsługujących w standardzie ZigBee
  • I co szczególnie ważne: zachowanie raz ustawionych zależności pracy między domowymi urządzeniami, mimo braku dostępu do Internetu

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 – bramka internetowa (koordynator), 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 (master) 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 3.0 w technologii ENGO Controls

Technologia ENGO Controls opiera się na typologii kraty: po instalacji bramki internetowej, 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, płynna i niezawodna.

Urządzenia w standardzie ZigBee są koordynowane przez bramkę, 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 mobilną ENGO Smart bramka umożliwia sterowanie domem z dowolnego miejsca.

ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth – jaka jest 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.

W ofercie ENGO Controls również znajdziemy produkty wykorzystujące protokół Wi-Fi.

Jednak czym Wi-Fi się różni od ZigBee?

Przede wszystkim pobiera więcej mocy. Poza tym ZigBee tworzy siatkę połączeń między urządzeniami, poszerzając zasięg sieci. Każde urządzenie zasilane prądem emituje sygnał, zwiększając jej granice. W przypadku Wi-Fi potrzebne są dodatkowe repeatery, które zwiększą zasięg sieci przez siatkę.

No i co kluczowe, sieć zbudowana w oparciu o ZigBee zachowuje swoje powiązania nawet wtedy, gdy w wyniku awarii lub czegokolwiek innego, znika łączność internetowa. Przy Wi-Fi brak Internetu oznacza natychmiastowe ustanie zbudowanych reguł pracy (zależności, scenariuszy) do chwili jego przywrócenia.

Z kolei oba standardy deklasują pod względem zasięgu technologię Bluetooth – tutaj zasięg jest nieporównywalnie niższy. Zużycie energii też jest niskie, lecz transfer danych wymaga łączności z innym urządzeniem obsługującym ten protokół. Bluetooth wykorzystywany jest głównie w urządzeniach przenośnych – do zadań doraźnych (np. przesłanie zdjęcia z telefonu na telefon).

Zobacz, jak stworzyć sieć ZigBee Mesh bez zakłóceń płynących z sygnału Wi-Fi!

POWIĄZANE WPISY
BLOGOWE

Jak zaoszczędzić na ogrzewaniu podłogowym? 8 sposobów
Czytaj więcej
Popularność pomp ciepła w sezonie grzewczym 2023/2024
Czytaj więcej
Jak ustawić regulator temperatury przy ogrzewaniu grzejnikowym?
Czytaj więcej
Jak wybrać ogrzewanie do łazienki?
Czytaj więcej