ZigBee é um dispositivo que reconhece frequências descomplicadas ao interpretar informações entre dois ou mais dispositivos. O uso principal é a comunicação entre vários dispositivos com curto alcance, baixo consumo, baixa taxa de transmissão, dados intermitentes, aplicações típicas com dados intermitentes, e transmissão de dados com baixo tempo de reação.
Este guia educa você sobre quais são as funções e aplicações do produto Zigbee.
1. O que é ZigBee e como funciona?
A tecnologia ZigBee vem das abelhas. As abelhas usam flores e o cultivo de pólen para se comunicarem entre si. Voando em um padrão ZigZag, eles alertam as outras abelhas sobre uma área de produção abundante de pólen. O dispositivo Zigbee é nomeado devido a este padrão de comunicação. Teve vários nomes diferentes, e títulos que descrevem uma tecnologia que foi reproduzida, mas originalmente chamada Zigbee.
Composto por outras transmissões sem fio, o ZigBee é a plataforma que viabiliza esse processo. Uma distância generosa, 75eu, pode ser a circunferência estendida do nó da rede de origem.
Todos os nós da rede ZigBee podem monitorar, transferir, e coletar dados. Esses nós também funcionam como uma família. O nó da rede ou “pai” pode se conectar e fornecer a interação necessária para transmitir e receber informações sem fio para o nó “filho”, que pode ser várias unidades diferentes em vários locais. O nó “filho” é limitado enquanto o “pai” possui aplicativos totalmente funcionais. Nomeado como (FFD) para o nó “pai” e (RFD) para a “criança”, a família interage entre si com regras semelhantes.
2. ZigBee é melhor que WiFi? Zigbee versus Wi-Fi.
1. A velocidade com que os dados são transmitidos
Os dados do ZigBee são transferidos em baixo nível (<250Kbps), mas o consumo de energia é praticamente inexistente, tornando o consumo de energia mínimo. Os testes concluíram que a vida útil da bateria foi estendida para três meses.
WiFi ainda é considerado um grande consumidor e comparável à LAN, com taxas tão altas quanto (11Mbps). Também, uma fonte de alimentação externa fornece um contribuidor abundante.
2. Vários recursos e suas aplicações ambientais
Situações como baixas taxas de transmissão, baixo consumo de energia são admiráveis e é para isso que o ZigBee é usado. Redes que utilizam sensores em aplicações que envolvem avaliação de controles industriais e ambientais são as áreas potencializadas pela rede chamada ZigBee.
Wi-fi é usado em uma área. Edifícios, especificamente, são o que a maioria pensa ao imaginar uma área, mas podem ser estendidos ao ambiente circundante. Geralmente, cem metros, o alcance vem na forma de um roteador que se conecta aos dispositivos que o utilizam para a transmissão de dados.
3. Zigbee e como ele se relaciona com outros produtos globalmente
ZigBee é novo. 2004 viu o surgimento desta tecnologia. Embora tenha sido o primeiro de muitos a aparecer, a promoção do Zigbee foi prejudicada por questões de custo e confiabilidade.
WiFi é uma vasta estrada de informação com muitas aplicações.
A diferença é extrema entre os dois – WiFi e Zigbee. Ainda, a competição globalmente é semelhante, dificultando a comercialização. O aspecto da interferência da combinação das duas tecnologias tornou mais difícil promover. Resultando na falta de exposição ao Zigbee.
3. Zigbee e as variações:
• Em dezembro 2000, um grupo se reuniu para apresentar o IEEE 802.15.4 padrão.
• O Aliança ZigBee foi lançado em agosto 2001.
• O ZigBee 1.0 padrão (também conhecido como ZigBee2004) foi finalizado em dezembro 2004 e posteriormente anunciado e disponibilizado para download em setembro 2005.
• Dezembro 2006 -Zigbee 1.1 é lançado. Uma revisão do original. Alternativamente conhecido como ZigBee2006. Ele fez uma série de modificações em comparação com o ZigBee original 1.0. Esses novos recursos são o ZCL, a biblioteca “cluster” dos programas, Dispositivo de grupo, e gravação de Multicast utilizado na rede Zigbee. Também, um recurso foi removido: Formatação do par de valores-chave ou acrônimo (KVP).
• O padrão ZigBee foi revisado novamente em outubro 2007 (chamado ZigBee2007), lançou dois conjuntos de instruções ZigBee e ZigBee Pro Feature Set. Este novo padrão ZigBee Alliance concentra-se mais em três tipos de aplicação de expansão, incluindo: 1. Automação da Casa 2. Automação de edifícios comerciais 3. A infraestrutura de gravação avançada de medidores.
4. Introdução ao protocolo de comunicação Zigbee
Zigbee, como outros protocolos de comunicação sem fio, está em constante evolução. Do original malha de rede ao desenvolvimento de camadas operacionais para diversos tipos de produtos, para o ZigBee3.0 mais recente, que apoia fortemente a interoperação de trinta e cinco tipos distintos de produtos.
Baseado no padrão IEEE802.15.4, ZigBee é aplicado no campo de aplicações de monitoramento e controle de dados de redes sem fio, com ênfase especial em simples e fáceis de usar, curta distância, baixa taxa de transmissão, Baixo consumo de energia (longos ciclos de bateria) e posicionamento de mercado de produtos de custo muito baixo. Pode ser amplamente utilizado na Internet das Coisas industrial, automação residencial, cuidados médicos, agricultura inteligente, eletrônicos de consumo, operação remota, e outras indústrias, com amplas perspectivas de aplicação.
Expor a importância do protocolo de comunicação ZigBee é enorme. Empresas independentes no passado, cada empresa tem sua própria tecnologia e regulamentação padrão, e tinham apenas um ao outro entre os módulos de comunicação sem fio. Empresas independentes não foram formadas para manter uma comunicação eficaz e por causa disso, a interconectividade perde o sentido. Significado positivo das padronizações ZigBee; através do link de comunicação entre si, deixando tudo conectado, promover a tendência de desenvolvimento rápido e saudável de a internet industrial das coisas, tornando nosso trabalho e vida mais inteligentes e convenientes.
5. Introdução à frequência de comunicação Zigbee
O principal é 2.4G. Existem também bandas europeias, 868MHz, e bandas norte-americanas, 915MHz.
Na maioria dos países do mundo, você tem que pagar pelo uso da frequência para usar equipamento de rádio, incluindo comunicações por telefone celular. Acontece que a operadora móvel ou provedora de serviços já pagou essa taxa ao estado e a cobrou dos usuários de diversas maneiras.
Faixa de frequência livre refere-se a uma faixa dividida por cada país de acordo com sua situação real e considerando a consistência com as regulamentações de outros países do mundo, que é especialmente utilizado para aplicações industriais, médico, e pesquisa científica (Banda ISM). Zigbee pode ser usado gratuitamente.
6. Tecnologia de rede Zigbee (Malha)
Processo de inicialização de rede:
• Determinar o coordenador da rede.
• Conduzir o processo de varredura de canais.
• Defina o ID da rede.
Nós ingressam na rede através do coordenador:
• Encontre o coordenador da rede.
• Enviar o comando de solicitação de associação.
• Aguarde o coordenador processar.
• Enviar comandos de solicitação de dados.
• Responder para confirmar a rede.
Um nó se junta à rede através de um nó existente
ZLG Zhiyuan Electronics baseado no design de chip Silicon Lab EFR32MG do módulo ZigBee da série ZM32, aproveite ao máximo as vantagens do protocolo ZigBee, combinado com o acúmulo de inovação na indústria sem fio, A ZLG Zhiyuan Electronics pode fornecer aos clientes três aplicações de rede diferentes.
7. Vantagens e desvantagens da tecnologia Zigbee
Vantagens da tecnologia Zigbee
• Baixo consumo de energia: Os dispositivos ZigBee economizam muito energia devido à sua baixa taxa de transmissão, a potência de transmissão de apenas 1mW, e o uso do modo de suspensão, baixo consumo de energia. Estima-se que os dispositivos ZigBee durem de seis meses a dois anos com apenas dois tamanhos de cinco baterias, que é mais do que qualquer outro dispositivo sem fio.
• Baixo custo: O início da primeira compra de um Zigbee é $6 mas será reduzido em breve para $1.5 – 2.50. O protocolo ZigBee é livre de patentes. Também, ZigBee é acessível, o que é essencial.
• Curta latência: A latência de comunicação e a ativação do sono são visivelmente curtas, normalmente 30 ms para dispositivos de pesquisa, 15ms para ativação do sono, e 15 ms para acesso ao canal do dispositivo ativo. A tecnologia ZigBee pode ser utilizada no setor industrial/comercial em relação aos requisitos de atraso.
• Grande capacidade de rede: Uma rede Zigbee com estrutura em estrela pode acomodar até 254 Dispositivos “filhos” e um dispositivo “pai”, e até cem redes Zigbee são possíveis no mesmo local e a composição pode ser reorganizada.
• Confiável: Os intervalos de tempo reservados em uma largura de banda fixa fazem com que a estratégia de colisão de dados funcione perfeitamente. Onde o plano é implementado, permite evitar, fazer com que conflitos ou colisões não sejam um problema. A camada MAC inclui ou incorpora transmissão de dados. Cada pacote enviado deve aguardar a confirmação do receptor. Quaisquer problemas com a transmissão são facilmente resolvidos reenviando os dados.
• Segurança: O ZigBee garante a integridade dos pacotes por meio de uma verificação cíclica e a sigla é (CDC). A verificação é para redundâncias. Ele também incorpora o algoritmo de criptografia AES-128 que suporta autenticação. Cada unidade determina seus próprios recursos de segurança.
A desvantagem do Zigbee
• Acessibilidade: Atualmente, TI é a empresa que possui um número generoso de remessas de chips ZIGBEE. Eles os estão produzindo e comercializando por dois a três dólares. Manter o custo abaixo de dez dólares é um desafio. Os nós “Pai” e “Filho” subsequentes podem ser numerosos na configuração de Casa Inteligente.
• Dados estáveis: Neste momento, Zigbee usa uma frequência 2,5G na banda de frequência ISM, que é fraco quando se trabalha contra a difusão de dados e sua penetrabilidade na parede. Em um ambiente de casa inteligente, o Zigbee é ineficiente, fazendo com que o proprietário compense demais e introduza amplificadores que produzem radiação tóxica, enquanto as características e/ou recursos do ZIGBEE criam um ambiente menos perigoso por si só.
• Usos e funções da rede AD hoc: Zigbee é único. A rede e os suportes são recursos eficazes de auto-recuperação. Com isso dito, as aplicações para posicionamento estratégico nos setores comerciais são tremendas. No entanto, infelizmente, a rede AD hoc e suas funções são redundantes por acessórios no Smart Home.
8. A Zigbee Alliance e sua definição
Começou em 2002, a Zigbee Alliance é considerada uma empresa aberta, organização sem fins lucrativos.
Um futuro sustentável com a vontade do público de se impulsionar para maiores liberdades para o mundo, é o objetivo subjacente da Aliança Zigbee.
9. Onde o ZigBee é usado?
Casas automatizadas e sincronizadas com tecnologia
Casas inteligentes podem ter várias peças individuais de tecnologia interconectadas. Pode haver um sensor de fumaça, equipamentos de alarme e câmera, e o melhor que podíamos fazer antes era o controle ponto a ponto. Se você usa a tecnologia ZigBee, para vincular os equipamentos, formando uma “família”, ele é então conectado ao gateway e permite que as pessoas monitorem as propriedades, sem riscos excessivos de tropeçar ou problemas de fiação.
Cuidados médicos
O monitoramento médico eletrônico é um ponto de pesquisa recente. Instalando muitos sensores no corpo humano, como pulso, pressão arterial, monitoramento, saúde e meio ambiente ao redor do corpo humano, colocado pela equipe para monitorá-los e alertá-los, como no ambiente da enfermaria, para que possamos a qualquer momento monitorar a condição física da pessoa, uma vez um problema, pode com o tempo fazer uma reação, como informar os atendentes do hospital. Esses sensores, monitores e alarmes podem formar uma rede de monitoramento através da tecnologia ZigBee. É sem fio; portanto, o paciente tem liberdade e é eficiente.
Rede de sensores e onde você a usa
A rede de sensores é um hotspot de pesquisa, como rastreamento de carga, monitoramento de construção (Segurança), Proteção Ambiental, e muitas outras áreas de uso. Redes de sensores são de baixo custo, Baixo consumo de energia, ter rede automática, Manutenção fácil, e alta confiabilidade.
Sistema de pedidos sem fio
O Restaurante ZigBee: uma rede de nós sem fio, através da implantação de dispositivos de nó ZigBee no restaurante, bar, cozinha, balcão do caixa, e centro de processamento constitui uma rede completa de comunicação sem fio, para realizar a automação do processamento de informações.
Sistema inteligente de controle de tráfego
Usando ZigBee e energia solar combinada com um sistema de controle sem fio; sem cavar um layout rodoviário de linhas de controle ou conexões de rede automáticas sem fio entre os equipamentos não apenas reduz o custo de instalação do sistema, mas mais importante, evita a instalação tradicional da perturbação do tráfego causada por perdas económicas, e também evita o rápido desenvolvimento da cidade. A interferência da expansão da estrada e outras alterações na tubulação incorporada original são eliminadas.
Controle industrial
O ambiente de fábrica possui um grande número de sensores e controladores, que pode ser conectado a uma rede usando a tecnologia ZigBee para monitoramento, melhorando a gestão operacional, e reduzindo custos.
Leitura automática do medidor
Ler um medidor pode ser algo com o qual você está familiarizado, como um gás, eletricidade, ou medidor de água. Leituras mensais ou trimestrais podem ser feitas, relatado ao gás, eletricidade, ou companhia de água, e então cobrado com base nas leituras.
10. A história de Zigbee
O antecessor do Zigbee é a tecnologia “Homerflite” lançada por gigantes da indústria como INTEL e IBM em 1998
Em dezembro 2000, um grupo de trabalho foi criado para elaborar o padrão EEE802.154. A Zigbee Alliance chegou em agosto 2001
Mais tarde em 2002, Vensys (Reino Unido), Mitsubishi Elétrica (Japão), MOTOROLA (EUA) e Philips Semicondutores (Holanda) todos anunciaram ingressar na Zigbee Alliance para construir um padrão de rede aprimorado e chamá-lo de Zigbee. Esta foi uma placa de sinalização na indústria.
É dezembro 2004, o Zigbee10 ou Zigbee2004 está concluído. Isso marcou a época em que o padrão para o Zigbee foi desenvolvido.
O padrão Zig Bee1.0 foi revelado. Estava disponível para download no outono de 2005. Em 2005, Huawei Technologies Co., Ltda., e BM Company aderiram à Zigbee Alliance. Infelizmente, o produto não conseguiu produzir a atenção necessária quanto à falta de compatibilidade com versões mais antigas.
Em dezembro 2006, o padrão foi revisado e Zigbee1.1 (Zigbee2006) foi lançado. Isso também era incompatível com versões mais antigas.
Em outubro 2007, outra revisão do Zigbee. Desta vez funcionou com versões mais antigas e ficou sintonizado com as necessidades de diversas áreas, mas mais importante: Casas inteligentes, Aplicações de segurança residencial e comercial e redes de leitura de medidores.
