ZIGBEE

31.01.2021

ZigBee je komunikačný protokol vyššej úrovne, navrhnutý na použitie v malých, nízko príkonových rádiových zariadeniach založených na štandarde IEEE 802.15.4 pre bezdrôtové osobné siete WPAN (Wireless Personal Area Network). Mohol by nájsť uplatnenie v aplikáciách požadujúcich malú prenosovú rýchlosť a malú spotrebu energie. ZigBee technológia je navrhnutá tak, aby bola jednoduchšia a lacnejšia ako niektoré iné WPAN, napr. Bluetooth.

Vznik ZigBee a jeho vlastnosti.

Štandard ZigBee nemá pôsobiť ako priama konkurencia už zavedených komunikačných štandardov typu Bluetooth, ale naopak ako ich doplnok, ktorý má rozšíriť oblasť využitia. ZigBee je neporovnateľne lacnejšia a menej náročná na prevádzku oproti všetkým ostatným typom sietí. [2] Je vyvíjaný medzinárodným konzorciom firiem ZigBee Alliance a medzi hlavných účastníkov jeho vývoja možno zaradiť firmy a korporácie, ako Freescale Semiconductor, Honeywell, Mitsubishi Electric, Motorola, Philips atď. Štandard ZigBee je navrhnutý ako jednoduchá bezdrôtová komunikačná sieť s prenosom dát v pásme 2,4 GHz na vzdialenosť niekoľko sto metrov, s minimálnou spotrebou elektrickej energie a prenosovou rýchlosťou 20 - 250 kbit/s. Sieť môže obsahovať tisícky zariadení. Prenášané dáta sú obvykle jednoduché správy o stave zariadenia, prípadne hodnoty namerané senzorom. Vďaka možnosti mesh topológie je technológia schopná pokryť aj veľké plochy. 

Hlavné vlastnosti sú:

  • • jednoduchosť,
  • • veľmi nízka spotreba energie,
  • • schopnosť vytvárať statickú sieťovú štruktúru,
  • • spoľahlivosť,
  • • priaznivá cena

Niektoré základné údaje o ZigBee:

  • • prenos v pásmach 868/915 MHz a 2 450 MHz,
  • • v pásme 2 450 MHz možno bezdrôtovo prenášať dáta rýchlosťou 250 kb/s, v pásme 868/915 MHz sú prenosové rýchlosti 20 kb/s, resp. 40 kb/s,
  • • 16 kanálov v pásme 2 450 MHz, 10 kanálov v pásme 915 MHz, jeden kanál v pásme 868 MHz,
  • • 16-bitové alebo rozšírené 64-bitové adresovanie,
  • • dosah 30 m v uzavretých budovách, 100 m na voľnom priestranstve.

IEEE 802.15.4

Štandard IEEE 802.15.4 definuje fyzickú (PHY Layer) a linkovú vrstvu (MAC Layer) ZigBee komunikácie. Fyzická vrstva určuje spôsob konkrétnej fyzickej bezdrôtovej komunikácie realizovanej transceiverom, ktorému bolo pridelených niekoľko rádiových pásiem. Na prenos sa dátový signál moduluje metódou O-QPSK a vzduchom sa prenáša prostredníctvom DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum), teda podobne ako v prípade technológie Wi-Fi. Na prístup na kanál sa využíva metóda CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance and optional time slotting).

Budúcnosť tejto technológie spočíva v jej aplikovaní do bežných domácností, kde má riadiaci člen na starosti osvetlenie, ovládanie televízora, bezpečnosť vstupných priestorov, klimatizáciu, ale aj kávovar. Takže namiesto používania niekoľkých ovládačov a riadiacich zariadení bude všetko sústredené do jedného riadiaceho systému a to bez použitia akéhokoľvek kábla. Toto výrazné zjednodušenie spohodlní a spríjemní naše domáce, ale aj pracovné prostredí.