Как начинался компьютер
Компьютерная революция
Двоичный код
Разработки военных лет
Интегральные микросхемы
Микрокомпьютер
Персоны
Сеть
Язык компьютера
Развитие ПО
Гибкие системы
Средства разработки
Информатика
Вычислительная наука
Операционные системы
Искусственный интеллект
Предыстория
Поиск
Знания и рассуждения
Логика
Робототехника
 

 
ZigBee Печать

ZigBee — еще один "ultra mega super maxi low-power" беспроводный стандарт с двумя "ee" на конце. Впервые он был задуман еще в далеком 1998 году, когда стало понятно, что Wi-Fi и Bluetooth подходят далеко не для всех случаев. Как и последний ZigBee создан для сопряжения устройств, но принцип его работы несколько отличается.

Существует три вида ZigBee-устройств: координатор (ZigBee Coordinator — ZC), роутер (ZigBee Router — ZR) и "конечное устройство" (ZigBee End Device — ZED). Первый является главным в созданной беспроводной сети и может служить как роутером, так и мостом для обмена данным и с другими сетями. Роутер принимает данные от конечного устройства, а также может вести обмен информацией с другими роутерами и координаторами. Само конечное устройство способно только передавать данные.

Таким образом ZigBee исключается как технология для обмена данными между цифровыми девайсами вроде плееров, фотоаппаратов, принтеров, КПК, ноутбуков и так далее. Зато применение этой технологии на производстве или в качестве охранной системы куда более актуально. Именно в этом направлении она и используется.

На официальной странице проекта можно прочитать успешные проекты, связанные с автоматизацией производства (на заводе, при строительстве и др.), обеспечением безопасности помещения, автоматизацией современных зданий, объединением бытовых устройств в единую сеть и так далее. BluetoothWibree) более ориентированы на передачу "компьютерных" данных, тогда как по каналам ZigBee циркулирует преимущественно биты и байты с техническими сведениями от датчиков, пультов ДУ и т.п.

Теперь немного о принципах построения ZigBee-сетей. Их два: без и с постоянным опросом ZED. В первом случае роутер или координатор находятся в режиме постоянного ожидания сигнала от конечного устройства (ZED). Хорошим примером такой сети может послужить работа беспроводного выключателя света. В качестве роутера выступает лампа, как правило оснащенная постоянным источником питания. ZED — это сам выключатель. Он находится в неактивном состоянии. Но как только вы нажмете на него, то он активизируется и отправит сигнал роутеру. Последний среагирует и даст команду на включение света. При этом энергии не пересылку данных будет затрачено самый минимум. Батарейки в выключателе хватит на год, а то и несколько лет. Конечно, если постоянно не устраивать "светомузыку".

Второй вариант предполагает что роутер через равные интервалы времени будет опрашивать ZED. При этом он будет потреблять меньше энергии, поэтому нет нужды в постоянном источнике питания. Зато больше электричества потребуется для ZED. Полагаем, такой тип сети больше подходит для охранных систем, либо для различных датчиков. Делая опрос ZED можно проверить состояние на том или ином объекте, и при необходимости быстро отреагировать на изменение ситуации.

Устройства ZigBee должны соответствовать стандарту IEEE 802.15.4-2003, который позволяет функционировать на частотах 2.4 ГГц, 915 и 868 МГц. В первом случае для передачи данных может использоваться до 16 каналов (на частотах 2405-2480 МГц с шагом 5 МГц). В этом случае скорость обмена информацией может достигать 250 Кбит/с. На частотах 915 и 868 МГц скорость равна 40 и 20 Кбит/с соответственно. Выбор именно этих трех частотных диапазонов продиктован как технологическими причинами, так и географическими. Так частота 868 МГц разрешена в Европе, 915 в Австралии и США, а 2.4 ГГц почти везде. Стоит заметить, что ZigBee поддерживает 128-битное шифрование.

Итак, ZigBee — отличный пример реализации промышленного беспроводного стандарта, расширяющий и упрощающий нашу жизнь и работу. Bluetooth и Wibree действительно плохо подошли бы для этих целей, поэтому и была создана такая специализированная технология. Сегодня она поддерживается большим числом производителей. Вступить в ZigBee Alliance и начать использовать спецификации стандарта в коммерческих целях стоит всего $3500 в год. А если не в коммерческих, то вообще бесплатно.

Существует еще несколько подобных разработок, например, MiWi, JenNet, EnOcean, Z-Wave. Они конкурируют как с ZigBee, так и с Wibree и их реализация в некоторых моментах совпадает. Останавливаться мы на них не станем - они хоть и цифровые, все равно используются для обмена данными между относительно простыми и узкоспециализированными устройствами. А нас в данном материале интересует прежде всего то, что обеспечивает взаимодействие компьютеров, сотовых телефонов, КПК и мультимедийной бытовой техники. ZigBee был описан лишь как пример альтернативного использования беспроводных сетей. Тем временем мы переходим к следующему подклассу стандартов, работающих на относительно малом радиусе, но уже с огромными в сравнении с Bluetooth скоростями.ZigBee — еще один "ultra mega super maxi low-power" беспроводный стандарт с двумя "ee" на конце. Впервые он был задуман еще в далеком 1998 году, когда стало понятно, что Wi-Fi и Bluetooth подходят далеко не для всех случаев. Как и последний ZigBee создан для сопряжения устройств, но принцип его работы несколько отличается.

Существует три вида ZigBee-устройств: координатор (ZigBee Coordinator — ZC), роутер (ZigBee Router — ZR) и "конечное устройство" (ZigBee End Device — ZED). Первый является главным в созданной беспроводной сети и может служить как роутером, так и мостом для обмена данным и с другими сетями. Роутер принимает данные от конечного устройства, а также может вести обмен информацией с другими роутерами и координаторами. Само конечное устройство способно только передавать данные.

Таким образом ZigBee исключается как технология для обмена данными между цифровыми девайсами вроде плееров, фотоаппаратов, принтеров, КПК, ноутбуков и так далее. Зато применение этой технологии на производстве или в качестве охранной системы куда более актуально. Именно в этом направлении она и используется.

На официальной странице проекта можно прочитать успешные проекты, связанные с автоматизацией производства (на заводе, при строительстве и др.), обеспечением безопасности помещения, автоматизацией современных зданий, объединением бытовых устройств в единую сеть и так далее. BluetoothWibree) более ориентированы на передачу "компьютерных" данных, тогда как по каналам ZigBee циркулирует преимущественно биты и байты с техническими сведениями от датчиков, пультов ДУ и т.п.

Теперь немного о принципах построения ZigBee-сетей. Их два: без и с постоянным опросом ZED. В первом случае роутер или координатор находятся в режиме постоянного ожидания сигнала от конечного устройства (ZED). Хорошим примером такой сети может послужить работа беспроводного выключателя света. В качестве роутера выступает лампа, как правило оснащенная постоянным источником питания. ZED — это сам выключатель. Он находится в неактивном состоянии. Но как только вы нажмете на него, то он активизируется и отправит сигнал роутеру. Последний среагирует и даст команду на включение света. При этом энергии не пересылку данных будет затрачено самый минимум. Батарейки в выключателе хватит на год, а то и несколько лет. Конечно, если постоянно не устраивать "светомузыку".

Второй вариант предполагает что роутер через равные интервалы времени будет опрашивать ZED. При этом он будет потреблять меньше энергии, поэтому нет нужды в постоянном источнике питания. Зато больше электричества потребуется для ZED. Полагаем, такой тип сети больше подходит для охранных систем, либо для различных датчиков. Делая опрос ZED можно проверить состояние на том или ином объекте, и при необходимости быстро отреагировать на изменение ситуации.

Устройства ZigBee должны соответствовать стандарту IEEE 802.15.4-2003, который позволяет функционировать на частотах 2.4 ГГц, 915 и 868 МГц. В первом случае для передачи данных может использоваться до 16 каналов (на частотах 2405-2480 МГц с шагом 5 МГц). В этом случае скорость обмена информацией может достигать 250 Кбит/с. На частотах 915 и 868 МГц скорость равна 40 и 20 Кбит/с соответственно. Выбор именно этих трех частотных диапазонов продиктован как технологическими причинами, так и географическими. Так частота 868 МГц разрешена в Европе, 915 в Австралии и США, а 2.4 ГГц почти везде. Стоит заметить, что ZigBee поддерживает 128-битное шифрование.

Итак, ZigBee — отличный пример реализации промышленного беспроводного стандарта, расширяющий и упрощающий нашу жизнь и работу. Bluetooth и Wibree действительно плохо подошли бы для этих целей, поэтому и была создана такая специализированная технология. Сегодня она поддерживается большим числом производителей. Вступить в ZigBee Alliance и начать использовать спецификации стандарта в коммерческих целях стоит всего $3500 в год. А если не в коммерческих, то вообще бесплатно.

Существует еще несколько подобных разработок, например, MiWi, JenNet, EnOcean, Z-Wave. Они конкурируют как с ZigBee, так и с Wibree и их реализация в некоторых моментах совпадает. Останавливаться мы на них не станем - они хоть и цифровые, все равно используются для обмена данными между относительно простыми и узкоспециализированными устройствами. А нас в данном материале интересует прежде всего то, что обеспечивает взаимодействие компьютеров, сотовых телефонов, КПК и мультимедийной бытовой техники. ZigBee был описан лишь как пример альтернативного использования беспроводных сетей. Тем временем мы переходим к следующему подклассу стандартов, работающих на относительно малом радиусе, но уже с огромными в сравнении с Bluetooth скоростями.