ZigBee هو جهاز يتعرف على الترددات غير المعقدة عند تفسير المعلومات بين جهازين أو أكثر. الاستخدام الأساسي هو الاتصال بين الأجهزة المختلفة ذات المدى القصير, الاستهلاك المنخفض, معدل انتقال منخفض, بيانات متقطعة, التطبيقات النموذجية مع البيانات المتقطعة, وانخفاض وقت رد الفعل لنقل البيانات.
يطلعك هذا الدليل على وظائف وتطبيقات منتج Zigbee.
1. ما هو زيجبي وكيف يعمل?
تكنولوجيا ZigBee تأتي من النحل. يستخدم النحل الزهور وزراعة حبوب اللقاح للتواصل فيما بينهم. عن طريق الطيران في نمط متعرج, ينبهون النحل الآخر إلى منطقة ذات إنتاج وفير من حبوب اللقاح. تم تسمية جهاز Zigbee بهذا الاسم من نمط الاتصال. لقد كان لها عدة أسماء مختلفة, والعناوين التي تصف تقنية تم إعادة إنتاجها ولكنها كانت تسمى في الأصل Zigbee.
تتألف من عمليات الإرسال اللاسلكية الأخرى, ZigBee هي المنصة التي تتيح هذه العملية. مسافة سخية, 75م, يمكن أن يكون المحيط الممتد من عقدة الشبكة المصدر.
يمكن لجميع عقد شبكة ZigBee المراقبة, تحويل, وجمع البيانات. تعمل هذه العقد أيضًا كعائلة. يمكن لعقدة الشبكة أو "الأصل" الاتصال وتوفير التفاعل اللازم لإرسال واستقبال المعلومات لاسلكيًا إلى العقدة "الفرعية" والتي يمكن أن تكون وحدات مختلفة متعددة في مواقع مختلفة. العقدة "الفرعية" محدودة بينما العقدة "الأصلية" لديها تطبيقات كاملة الوظائف. مسمى ب (تمويل التنمية) للعقدة "الأصل" و (تكتل القوى الديمقراطية) بالنسبة لـ "الطفل" تتفاعل الأسرة مع بعضها البعض بقواعد مماثلة.
2. هل زيجبي أفضل من الواي فاي؟? زيجبي مقابل واي فاي.
1. السرعة التي يتم بها نقل البيانات
يتم نقل بيانات ZigBee على مستوى منخفض (<250كيلوبت في الثانية), ولكن استهلاك الطاقة عمليا معدوم مما يجعل استهلاك الطاقة في حده الأدنى. وخلصت الاختبارات إلى تمديد عمر البطارية إلى ثلاثة أشهر.
لا تزال شبكة WiFi تعتبر مستهلكًا ضخمًا ويمكن مقارنتها بالشبكة المحلية (LAN)., بمعدلات كبيرة مثل (11ميغابت في الثانية). أيضًا, يوفر مصدر الطاقة الخارجي مساهمًا فائضًا.
2. ميزات متعددة وتطبيقاتها البيئية
حالات مثل انخفاض معدلات الإرسال, يعد استهلاك الطاقة المنخفض أمرًا مثيرًا للإعجاب وهو ما يتم استخدام ZigBee من أجله. الشبكات التي تستخدم أجهزة الاستشعار في التطبيقات التي تتضمن تقييم الضوابط الصناعية والبيئية هي المجالات التي تم تحسينها بواسطة الشبكة المسماة ZigBee.
واي فاي يتم استخدامه على منطقة ما. البنايات, خاصة, هي أكثر ما يفكر فيه عند تصوير منطقة ما ولكن يمكن توسيعها لتشمل البيئة المحيطة. عادة, مائة متر, يأتي النطاق على شكل جهاز توجيه يتصل بالأجهزة التي تستخدمه لنقل البيانات.
3. Zigbee وكيفية ارتباطه بالمنتجات الأخرى على مستوى العالم
زيجبي جديد. 2004 شهدت ظهور هذه التكنولوجيا. في حين كان الأول من بين العديد من الظهور, تم تثبيط الترويج لـ Zigbee بسبب مشكلات التكلفة والموثوقية.
تعد شبكة WiFi طريقًا سريعًا واسعًا للمعلومات مع الكثير من التطبيقات.
الفرق كبير بين الاثنين – WiFi و Zigbee. حتى الآن, المنافسة على مستوى العالم متشابهة, مما يجعل من الصعب تسويقها. لقد أدى جانب التداخل الناتج عن الربط بين التقنيتين إلى زيادة صعوبة الترويج. مما يؤدي إلى قلة التعرض للزيجبي.
3. زيجبي والاختلافات:
• في ديسمبر 2000, اجتمعت مجموعة لتقديم IEEE 802.15.4 معيار.
• ال تحالف زيجبي تم إطلاقه في أغسطس 2001.
• زيجبي 1.0 معيار (ويعرف أيضا باسم زيجبي 2004) تم الانتهاء منه في ديسمبر 2004 وتم الإعلان عنه لاحقًا وإتاحته للتنزيل في سبتمبر 2005.
• ديسمبر 2006 - زيجبي 1.1 إطلاق. مراجعة للأصل. والمعروف أيضًا باسم ZigBee2006. لقد أجرى عددًا من التعديلات مقارنة بـ ZigBee الأصلي 1.0. هذه الميزات الجديدة هي ZCL, مكتبة "الكتلة" الخاصة بالبرامج, جهاز المجموعة, وتسجيل البث المتعدد المستخدم على شبكة Zigbee. أيضًا, تمت إزالة الميزة: تنسيق زوج القيمة الرئيسية أو الاختصار (كفب).
• تمت مراجعة معيار ZigBee مرة أخرى في أكتوبر 2007 (يسمى زيجبي 2007), أطلقت مجموعة ميزات ZigBee وZigBee Pro مجموعتين من التعليمات. يركز تحالف ZigBee القياسي الجديد بشكل أكبر على ثلاثة أنواع من تطبيقات التوسع بما في ذلك: 1. أتمتة المنزل 2. أتمتة المباني التجارية 3. البنية التحتية لتسجيل العدادات المتقدمة.
4. مقدمة لبروتوكول الاتصالات زيجبي
زيجبي, مثل بروتوكولات الاتصالات اللاسلكية الأخرى, يتطور باستمرار. من الأصل الشبكة التشعبية لتطوير الطبقات التشغيلية لعدة أنواع من المنتجات, إلى أحدث ZigBee3.0, والذي يدعم بقوة التشغيل البيني لخمسة وثلاثين نوعًا مختلفًا من المنتجات.
بناءً على معيار IEEE802.15.4, يتم تطبيق ZigBee في مجال تطبيقات مراقبة بيانات الشبكة اللاسلكية والتحكم فيها, مع التركيز بشكل خاص على بسيطة وسهلة الاستخدام, مسافة قصيرة, معدل انتقال منخفض, انخفاض استهلاك الطاقة (دورات البطارية الطويلة) وتحديد موقع سوق المنتجات منخفضة التكلفة للغاية. يمكن استخدامه على نطاق واسع في إنترنت الأشياء الصناعي, أتمتة المنزل, الرعاية الطبية, الزراعة الذكية, مستهلكى الكترونيات, تشغيل عن بعد, وغيرها من الصناعات, مع آفاق تطبيق واسعة.
إن شرح أهمية بروتوكول اتصالات ZigBee أمر ضخم. الشركات المستقلة في الماضي, كل شركة لديها التكنولوجيا الخاصة بها والتنظيم القياسي, وكان فقط بعضها البعض بين وحدات الاتصالات اللاسلكية. لم يتم تشكيل شركات مستقلة للحفاظ على التواصل الفعال ولهذا السبب, يصبح الترابط بلا معنى. الأهمية الإيجابية لتوحيد زيجبي; من خلال رابط التواصل مع بعضهم البعض, جعل كل شيء متصلا, تعزيز اتجاه التنمية السريعة والصحية لل إنترنت الأشياء الصناعية, جعل عملنا وحياتنا أكثر ذكاءً وملاءمة.
5. مقدمة لتردد الاتصالات زيجبي
التيار هو 2.4G. هناك أيضًا فرق أوروبية, 868ميغاهيرتز, وفرق أمريكا الشمالية, 915ميغاهيرتز.
في معظم دول العالم, عليك أن تدفع مقابل استخدام التردد لاستخدام أجهزة الراديو, بما في ذلك اتصالات الهاتف الخليوي. كل ما في الأمر هو أن مشغل الهاتف المحمول أو مزود الخدمة قد دفع بالفعل هذه الرسوم للدولة وجمعها من المستخدمين بعدة طرق.
يشير نطاق التردد الحر إلى نطاق مقسم من قبل كل دولة وفقًا لوضعها الفعلي ومع مراعاة الاتساق مع لوائح الدول الأخرى في العالم, والذي يستخدم خصيصا للصناعة, طبي, والبحث العلمي (فرقة اي اس ام). يمكن استخدام Zigbee مجانًا.
6. تقنية زيجبي للشبكات (مش)
عملية تهيئة الشبكة:
• تحديد منسق الشبكة.
• إجراء عملية مسح القناة.
• تعيين معرف الشبكة.
العقد تنضم إلى الشبكة من خلال المنسق:
• البحث عن منسق الشبكة.
• إرسال أمر طلب المنتسب.
• انتظر حتى يقوم المنسق بالمعالجة.
• إرسال أوامر طلب البيانات.
• الرد لتأكيد التواصل.
تنضم العقدة إلى الشبكة من خلال عقدة موجودة
ZLG Zhiyuan Electronics تعتمد على تصميم شريحة Silicon Lab EFR32MG لوحدة ZigBee من سلسلة ZM32, إفساح المجال كاملاً لمزايا بروتوكول ZigBee, جنبا إلى جنب مع تراكم الابتكار في الصناعة اللاسلكية, يمكن لشركة ZLG Zhiyuan Electronics أن تزود العملاء بثلاثة تطبيقات مختلفة للشبكات.
7. مميزات وعيوب تقنية زيجبي
مميزات تقنية زيجبي
• انخفاض استخدام الطاقة: تعتبر أجهزة ZigBee موفرة للطاقة للغاية نظرًا لمعدل الإرسال المنخفض الخاص بها, قوة النقل 1 ميغاواط فقط, واستخدام وضع السكون, استخدام منخفض للطاقة. من المقدر أن تستمر أجهزة ZigBee في أي مكان من ستة أشهر إلى عامين باستخدام حجمين فقط من خمس بطاريات, وهو أكثر من أي جهاز لاسلكي آخر.
• تكلفة منخفضة: بداية أول عملية شراء لـ Zigbee هي $6 ولكن سيتم تخفيضها قريبا إلى $1.5 - 2.50. بروتوكول ZigBee خالي من براءات الاختراع. أيضًا, ZigBee ميسورة التكلفة وهو أمر ضروري.
• الكمون القصير: زمن وصول الاتصال والتنشيط من النوم قصير بشكل ملحوظ, عادةً 30 مللي ثانية لأجهزة البحث, 15مللي لتنشيط النوم, و15 مللي ثانية للوصول إلى قناة الجهاز النشطة. يمكن استخدام تقنية ZigBee في القطاع الصناعي/التجاري فيما يتعلق بمتطلبات التأخير.
• سعة شبكة كبيرة: يمكن لشبكة Zigbee ذات الهيكل النجمي أن تستوعب ما يصل إلى 254 الأجهزة "التابعة" وجهاز "الوالد" واحد, ومن الممكن وجود ما يصل إلى مائة شبكة Zigbee في نفس الموقع ويمكن إعادة ترتيب التكوين.
• موثوق: الفترات الزمنية المحجوزة على النطاق الترددي الثابت تجعل إستراتيجية تضارب البيانات تعمل بسلاسة. حيث يتم تنفيذ الخطة, فهو يسمح بالتجنب, جعل الصراعات أو الاصطدامات ليست قضية. تتضمن طبقة MAC أو تتضمن نقل البيانات. يجب أن تنتظر كل حزمة مرسلة إقرارًا من جهاز الاستقبال. يتم حل أية مشكلات تتعلق بالإرسال بسهولة عن طريق إعادة إرسال البيانات.
• حماية: يضمن ZigBee سلامة الحزمة باستخدام فحص دوري والاختصار هو (اتفاقية حقوق الطفل). الشيك مخصص للتكرار. كما أنه يشتمل أيضًا على خوارزمية التشفير AES-128 التي تدعم المصادقة. تحدد كل وحدة ميزات الأمان الخاصة بها.
الجانب السلبي من زيجبي
• القدرة على تحمل التكاليف: حالياً, TI هي الشركة التي لديها عدد كبير من شحنات شرائح ZIGBEE. إنهم ينتجونها ويسوقونها بسعر دولارين إلى ثلاثة دولارات. إن إبقاء التكلفة أقل من عشرة دولارات يمثل تحديًا. يمكن أن تكون العقد "الأصل" والعقد "الفرعية" اللاحقة عديدة في إعداد المنزل الذكي.
• بيانات مستقرة: في هذا الوقت, يستخدم Zigbee تردد 2.5G في نطاق تردد ISM, وهو ضعيف عند العمل ضد انتشار البيانات واختراق جدارها. في بيئة المنزل الذكي, إن Zigbee غير فعال مما يتسبب في قيام مالك المنزل بالتعويض الزائد وإدخال مكبرات الصوت التي تنتج إشعاعًا سامًا بينما تخلق خصائص و/أو ميزات ZIGBEE بيئة أقل خطورة بحد ذاتها.
• استخدامات ووظائف الشبكة المخصصة: زيجبي فريدة من نوعها. تعد الشبكة والدعم من ميزات الاسترداد الذاتي الفعالة. بالإضافة إلى ما قيل, تطبيقات تحديد المواقع الاستراتيجية في القطاعات التجارية هائلة. ولكن للأسف, أصبحت شبكة AD hoc ووظائفها زائدة عن الحاجة من خلال التركيبات الموجودة في المنزل الذكي.
8. تحالف زيجبي وتعريفه
بدأت في 2002, يعتبر تحالف Zigbee مفتوحًا, منظمة غير ربحية.
مستقبل مستدام مع إرادة الجمهور لدفع أنفسهم نحو حريات أكبر للعالم, هو الهدف الأساسي لتحالف Zigbee.
9. أين يتم استخدام زيجبي?
منازل مؤتمتة ومتزامنة مع التكنولوجيا
يمكن أن تحتوي المنازل الذكية على أجزاء فردية متعددة من التكنولوجيا المترابطة. قد يكون هناك جهاز استشعار للدخان, معدات الإنذار والكاميرا, وأفضل ما يمكننا فعله من قبل هو التحكم من نقطة إلى نقطة. إذا كنت تستخدم تقنية ZigBee, لربط التركيبات, تكوين "عائلة", ومن ثم يتم توصيله إلى البوابة ثم يسمح للأشخاص بمراقبة الممتلكات, دون مخاطر التعثر المفرطة أو مشاكل الأسلاك.
الرعاية الطبية
المراقبة الطبية الإلكترونية هي نقطة ساخنة للأبحاث الحديثة. تركيب الكثير من أجهزة الاستشعار في جسم الإنسان, مثل النبض, ضغط الدم, يراقب, الصحة والبيئة المحيطة بجسم الإنسان, وضعها الموظفون لمراقبتهم وتنبيههم, كما هو الحال في بيئة الجناح, حتى نتمكن في أي وقت من مراقبة الحالة البدنية للشخص, مرة واحدة مشكلة, يمكن في الوقت المناسب إجراء رد فعل, مثل إبلاغ الحاضرين في المستشفى. هذه المجسات, يمكن للشاشات وأجهزة الإنذار تشكيل شبكة مراقبة من خلال تقنية ZigBee. إنه لاسلكي; لذلك, يتمتع المريض بالحرية والكفاءة.
شبكة الاستشعار ومكان استخدامها
تعد شبكة الاستشعار نقطة اتصال بحثية, مثل تتبع البضائع, مراقبة البناء (حماية), حماية البيئة, والعديد من مجالات الاستخدام الأخرى. شبكات الاستشعار منخفضة التكلفة, انخفاض استهلاك الطاقة, لديك شبكة تلقائية, صيانة سهلة, وموثوقية عالية.
نظام الطلب اللاسلكي
مطعم زيجبي: شبكة عقدة لاسلكية, من خلال نشر أجهزة عقدة ZigBee في المطعم, حاجِز, مطبخ, مكتب النقدية, ويشكل مركز المعالجة شبكة اتصالات لاسلكية كاملة, لتحقيق أتمتة معالجة المعلومات.
نظام ذكي للتحكم في حركة المرور
استخدام زيجبي والطاقة الشمسية مع نظام التحكم اللاسلكي; دون حفر تخطيط الطريق لخطوط التحكم أو اتصالات الشبكة اللاسلكية التلقائية بين المعدات لا يقلل فقط من تكلفة تركيب النظام, ولكن الأهم من ذلك, يتجنب التثبيت التقليدي لاضطراب حركة المرور الناجم عن الخسائر الاقتصادية, ويتجنب أيضًا التطور السريع للمدينة. يتم التخلص من تداخل توسعة الطريق والتغييرات الأخرى في خط الأنابيب الأصلي المدمج.
التحكم الصناعي
تحتوي بيئة المصنع على عدد كبير من أجهزة الاستشعار ووحدات التحكم, والتي يمكن توصيلها بشبكة باستخدام تقنية ZigBee للمراقبة, تعزيز الإدارة التشغيلية, وخفض التكاليف.
قراءة العداد التلقائي
قد تكون قراءة العداد شيئًا مألوفًا لديك, مثل الغاز, كهرباء, أو عداد المياه. يمكن أخذ قراءات شهرية أو ربع سنوية, ذكرت للغاز, كهرباء, أو شركة المياه, ثم يتم شحنه بناءً على القراءات.
10. تاريخ زيجبي
سلف Zigbee هو تقنية "Homerflite" التي أطلقها عمالقة الصناعة مثل INTEL وlBM في 1998
في ديسمبر 2000, تم إنشاء فريق عمل لصياغة معيار EEE802.154. وصل تحالف Zigbee في أغسطس 2001
في وقت لاحق 2002, فينسيس (المملكة المتحدة), ميتسوبيشي اليكتريك (اليابان), موتورولا (الولايات المتحدة الأمريكية) وفيليبس لأشباه الموصلات (هولندا) أعلن الجميع عن انضمامهم إلى Zigbee Alliance لبناء معيار شبكة محسّن وتسميته Zigbee. وكان هذا علامة بارزة في هذه الصناعة.
إنه شهر ديسمبر 2004, تم الانتهاء من Zigbee10 أو Zigbee2004. كان هذا هو الوقت الذي تم فيه تطوير معيار Zigbee.
تم الكشف عن معيار Zig Bee1.0. كان قابلاً للتنزيل في خريف 2005. في 2005, شركة هواوي تكنولوجيز, المحدودة., وانضمت شركة BM إلى تحالف Zigbee. للأسف, لم يتمكن المنتج من توفير الاهتمام المطلوب فيما يتعلق بعدم التوافق مع الإصدارات الأقدم.
في ديسمبر 2006, تمت مراجعة المعيار و Zigbee1.1 (زيجبي2006) ظهر لأول مرة. وكان هذا أيضًا غير متوافق مع الإصدارات الأقدم.
في اكتوبر 2007, مراجعة أخرى للزيجبي. هذه المرة عملت مع الإصدارات الأقدم وأصبحت متوافقة مع احتياجات العديد من المجالات, ولكن الأهم من ذلك: المنازل الذكية, تطبيقات الأمن السكني والتجاري وشبكات قراءة العدادات.
