زيجبي

الاستخدامات

وتهدف البروتوكولات زيجبي للاستخدام في التطبيقات التي تتطلب جزءا لا يتجزأ من انخفاض معدلات البيانات وانخفاض استهلاك الطاقة. زيجبي التركيز الحالي هو تعريف للأغراض العامة، وغير مكلفة شبكة التنظيم الذاتي، الشبكة التي يمكن استخدامها في التحكم الصناعي وجزءا لا يتجزأ من الاستشعار عن بعد، وجمع البيانات الطبية والدخان والإنذار دخيل، وبناء الأتمتة والتشغيل الآلي للمنزل، الخ الشبكة الناتجة سوف استخدام كميات صغيرة جدا من الطاقة—الأجهزة الفردية يجب أن يكون عمر البطارية من سنتين على الأقل لتمريرشهادة زيجبي .
وتشمل مجالات التطبيق النموذجي.
الإضاءة الذكية المتطورة، السيطرة على درجة الحرارة، والسلامة والأمن، والأفلام والموسيقى—للترفيه المنزلي والتحكم
الرئيسية التوعية—استشعار المياه، وأجهزة الاستشعار السلطة، ورصد والطاقة، وأجهزة الكشف عن الدخان والنار، والأجهزة الذكية وأجهزة استشعار وصول.خدمات المحمول—م الدفع، م الرصد والمراقبة، م للأمن والتحكم في الوصول، م الرعاية الصحية ومساعدة تيلي -مبنى تجاري—الطاقة الرصد ومعدات التكييف والتهوية والإضاءة والتحكم في الوصولالنباتية الصناعية—عملية مراقبة وإدارة الأصول وإدارة البيئة وإدارة الطاقة، وجهاز التحكم الصناعية،اتصالات آلة لآلة (M2M)

التاريخ

قد صممت شبكات الراديو الرقمية ذاتية التنظيم على غرار زيغبي في التسعينات. تم التصديق على مواصفات إيي 802.15.4-2003 زيجبي في 14 ديسمبر 2004. أعلن تحالف زيجبي توافر مواصفات 1.0 في 13 يونيو 2005، والمعروفة باسم مواصفات زيجبي 2004.

مكتبة الكتلة

في سبتمبر 2006، تم الإعلان عن مواصفة زيغبي لعام 2006، التي عفا عليها الزمن كومة 2004  (2006 بشكل أساسي محل هيكل زوج الرسالة / القيمة الرئيسية المستخدم في عام 2004 مع "مكتبة الكتلة").
المكتبة هي مجموعة من الأوامر القياسية، التي تنظم تحت مجموعات تعرف باسم مجموعات مع أسماء مثل الطاقة الذكية، أتمتة المنزل، زيجبي ضوء الارتباط.
في يناير كانون الثاني عام 2017 أنها أعادت تسميته إلى دوتدوت وأعلنت أنها بروتوكول جديد لتمثيلها من قبل التعبيرات ||: كما أعلنوا أنه سيتم الآن بالإضافة إلى تشغيل أكثر من أنواع الشبكات الأخرى باستخدام بروتوكول الإنترنت  وسوف تترابط مع غيرها من المعايير مثل الموضوع

زيجبي برو

زيجبي برو، المعروف أيضا باسم زيغبي 2007، المواصفات الاحترافيه المعززه، تم نشرها في 31 أكتوبر 2007، ووضعت اللمسات الأخيرة في نفس العام [بحاجة لمصدر]. زيجبي برو هو متوافق رجعيا مع اجهزة زيجبي 2006. جهاز زيجبي 2007 قد تنضم وتعمل على شبكة زيجبي 2006 والعكس بالعكس. بسبب الاختلافات في خيارات التوجيه، يجب أن تصبح الأجهزة زيجبي برو غير زيجبي التوجيه الأجهزة النهائية (زيدس) على شبكة زيجبي 2006، ويجب أن تصبح الأجهزة زيجبي 2006 زيدس (ZEDs) على شبكة زيجبي للمحترفين. تعمل التطبيقات التي تعمل على تلك الأجهزة نفسها، بغض النظر عن الملف المكدس تحتها. أول ملف تطبيق لزيجبي، أتمتة المنزل،وقد أعلن عنه في 2 نوفمبر 2007

معايير و ملامح

تم نشره ب 2002 , تحالف ZigBee هو مجموعة من الشركات التي صممت و نشرت معايير . zigbee مصطلح zigbee هو علامة تجارية مسجلة لدى هذه المجموعة و ليس معيار تقني فردي.
يقوم التحالف بنشر صفحات للتطبيقات تسمح للمتعددين من باعة OEM ليصمموا منتجات متوافقة التشغيل . العلاقة بين ZigBee و IEEE 802.15.4 مشابهة للعلاقة بين IEEE 802.11 و Wi-Fi Alliance.

العضوية في تحالف الزيجبي

تحالف ZigBee لديه ثلاث طرق للاشتراك : المتبني , المشارك, المروج  . الأعضاء المتبنين يسمح لهم بولوج كامل لمواصفات و معايير ال zigbee , اما الالاعضاء المشاركين لديهم حقوق التصويت , و لعب دور في تطوير ال ZigBee و البعض من الولوج لمواصفات و معايير تطوير المنتجات . مستوى الترويج يتضمن الشركات التالية: كوماكات, فيليبس, و معدات تكساس. مسنوى الترويج يتضمن هوني ويل, ايكيا , و اينتل. اخيرا مستوى التبني يتضمن الشركات التالية مثل ثوشيبا , فيرزون زيبتو و تعاون بناسونيك.

الرخصة

من أجل أسباب غير دعائية , مواصفات ال ZigBeeمتاحة بالمجان للعامة. مستوى اشتراك الدخول بتحالف ال ZigBee , يدعى بالتبني , و يوفر دخولا للموصفات الغير منشورة بعد و اذنا لصنع المنتجات لاستخدام السوق.
متطلبات العضوية في تحالف ال ZigBeeتسبب مشاكل لمطوري البرمجيات الحرة لأن الرسوم السنوية تتعارض مع رخصة جنو العمومية العامة ( GNU General Public Licence) ] متطلب المطور للانضمام إلى زيجبي التحالف يتعارض بشكل مماثل مع معظم تراخيص البرمجيات الحرة الأخرى. 
وقد طلب من مجلس ال ZigBeeالتحالف لجعل رخصة متوافقة مع GPL ، لكنه رفض. بلوتوث has GPL licensed implementations. لدى البلوتوث تطبيقات مرخصة من GPL .

ملامح التطبيق

الملامح الحالية لملامح التطبيق إما الصادرة, أو في الإنشاء هي [بحاجة لمصدر]:

أجهزة الراديو

وقد تم تصميم الراديو المستخدمة من قبل زيجبي الأمثل بعناية لانخفاض تكلفة الإنتاج على نطاق واسع. لديها مراحل التناظرية قليلة ويستخدم الدوائر الرقمية حيثما كان ذلك ممكنا.
على الرغم من أن أجهزة الراديو نفسها هي غير مكلفة، فإن عملية التأهل زيجبي ينطوي على التحقق الكامل لمتطلبات الطبقة المادية. وستستمتع جميع أجهزة الراديو المشتقة من نفس مجموعة قناع أشباه الموصلات التي تم التحقق منها بنفس خصائص التردد الراديوي. يمكن أن طبقة المادية غير مصدق أن الأعطال تشل عمر البطارية من الأجهزة الأخرى على شبكة زيجبي. أجهزة الراديو زيجبي لها قيود ضيقة جدا على السلطة وعرض النطاق الترددي. وهكذا، يتم اختبار أجهزة الراديو مع التوجيهات الواردة في البند 6 من المعيار 802.15.4 -2006. معظم البائعين يخططون لدمج الراديو والمتحكم على شريحة واحدة الحصول على أجهزة أصغر.
وتحدد هذه المواصفة التشغيل في النطاقات غير المرخصة من 2.4 إلى 2.4835 [30] GHZ (في جميع أنحاء العالم) و 902 إلى MHZ 928 (الأمريكتين وأستراليا) و 868 إلى 868.6 GHZ (أوروبا) نطاقات ISM. وتخصص ستة عشر قناة في النطاق GHZ 2.4، مع تباعد كل قناة بمقدار 5 مهز، على الرغم من استعمال عرض النطاق MHZ 2 فقط. وتستخدم أجهزة الراديو التشفير المباشر لتتابع الطيف الترددي الذي يديره تيار رقمي في المغير. ويستخدم التشكيل الثنائي للتبديل الطوري (BPSK) في النطاقين 868 و 915 MHZ ، ويقابل تبديل التربيع الطوري للترددات (OQPSK) الذي ينقل بتتين لكل رمز يستعمل في النطاق GHZ 2.4.
ويبلغ معدل البيانات الخام على الهواء 250 كبيت / s 250 لكل قناة في النطاق GHZ 2.4 و كبيت / s 40 لكل قناة في النطاق MHZ 915 و كبيت / s 20 في النطاق مهز 868. وستكون صبيب المعطيات الفعلية أقل من معدل البتات المحدد الأقصى نظرا للتخلف عن الرزم والتجهيز. وبالنسبة للتطبيقات الداخلية عند مسافة الإرسال 2.4 GHZ ، يمكن أن تتراوح المسافة بين 10 و 20 مترا، وهذا يتوقف على مواد البناء، وعدد الجدران التي سيتم اختراقها، وتسمح قدرة الإخراج في ذلك الموقع الجغرافي. في الهواء الطلق مع خط البصر، يمكن أن تصل إلى نطاق 1500 متر اعتمادا على إنتاج الطاقة والخصائص البيئية . وتبلغ قدرة خرج أجهزة الراديو عموما 0-20 ديسيبل (1-100 ميغاواط).

البرمجة

 تعد  البرمجية مصممة من أجل ان يكون التطوير أسهل على المعالجات الدقيقة صغيرة الحجم و قليلة الثمن.
 طابق الشبكات 
ان من أهم المهام الرئيسية لطابق الشبكات هي تشغيل الاستخدام الامثل للطابق السفلي .و تزويد الوسيط  الامثل ليستخدم في الطابق الأعلى منه الذي يسمى بطابق التطبيقات.
 يتعامل طابق الشبكات مع الشبكات من حيث تشغيل الاتصال أو قطعه ,أو من خلال عملية بناء الشبكات.
إنه يقوم بإضافة شبكة جديدة و يقوم أيضا بعملية العنونة . إضافة إلى ذلك فانه يقوم باضافة أو حذف ًا جهزة معينة .
تعمل كينونية البيانات القادمة من طابق التطبيقات على إدارة و توجيه وحدات البيانات الموجودة في طابق  الشبكات بناء على البنية التحتية الحالية . 
ً من جهة أخرى هناك ما يسمى ب طابق التحكم الذي يقوم بمعالجة الترتيب للأجهزة المنضمة حديثا إلى  الشبكة و يقوم أيضا بإضافة شبكات جديدة . يستطيع طابق التحكم التخمين فيما إذا كان الجهاز المجاور هو أحد أعضاء الشبكة ام لا . و يستطيع أيضا البحث عن اجهزة مجاورة أخرى أو موجهات .
إن ال بروتوكول المستخدم في توجيه حزم البيانات في هذا الطابق هو  AODV
 إنه يقوم بعمل بث إلى الجميع من أجل ان يصل إلى نقطة النهاية أو المستقبل الحقيقي. حيث يقوم ببث الطلب إلى جميع الموجهات المجاورة , و بعد ذلك تقوم الموجهات المجاورة بارساله إلى جميع من  يجاورونهم .... و هكذا حتى يصل إلى نقطة النهاية .
عندما يصل الطلب إلى نقطة النهاية ،يقوم المستقبل بالرد عن طريق إرسال الرد على شكل أحادي (واحد لواحد ) فقط إلى الشخص المرسل باستخدام الطريق ذي القيمة الوزنية الأقل إلى أن يصل إلى المرسل الأصلي . و بعد أن يصل الرد إلى المرسل فإنه يقوم بتعديل جدول التوجيهات بناء على الأجهزة المجاورة .   
 طابق التطبيقات  
يعد طابق التطبيقات من أعلى الطوابق و يعد الرابط الأكثر فاعلية بين النظام و المستخدمين . إنه يضم غالبية مكونات النظام . إن هذا الطابق يربط الجداول ، يرسل الرسائل بين الأجهزة الملزمة ،  يربط بين مجموعة من العناوين،  .  يعيد تجميع الحزم و أيضا ينقل البيانات ً .  
 الاتصالات و اكتشاف الأجهزة
بالنسبة للتطبيقات التي تريد التواصل، فان الأجهزة المضمومة إليها يجب أن تمتلك بروتوكولاً مشتركاً بينهم (مثل نوع الرسائل و شكلها ... الخ). هذه الاصطلاحية مجموعة في ملفات خاصة.
  علاوة على ذلك فإن الربط قد تقرر بناء  على التوافق بين مدخلات و مخرجات المعرفات ً العنقودية ، و التي هي فريدة في الملف المعطى . يحتوي جدول الربط على نقطتي الانطلاق و الوصول .
بالاعتماد على المعلومات المتاحة ،فإن اكتشاف الأجهزة يتم عن طريق عدة طرق مختلفة . إذا كان عنوان الشبكة معروفا فإن عنوان ال  (أي تريبل أي ) يتم طلبه عن طريق الاتصال الأحادي (واحد لواحد ) .أما إذا لم يكن فإن الطلب يكون بشكل بثي  أي للجميع . الأجهزة النهائية تقوم بالرد عن طريق العنوانين المطلوبة عندما يكون مدير الشبكة أو الموجه يرسل عناوين  جميع الأجهزة .  
هناك ما يسمى ببروتوكول الاكتشاف الممتد و الذي يسمح للأجهزة الخارجية بالبحث عن الأجهزة الموجودة  في داخل الشبكة و الخدمات التي تقدمها .  
الاتصال يمكن أن يحصل بعد الاتحاد . العنونة المباشرة تستخدم عناوين الراديو و معرف نقطة النهاية . بينما العنونة غير المباشرة تستخدم جميع الحقول ذات الصلة ، و تتطلب أن يتم الإرسال إلى مدير الشبكة ،  الذي يقوم بالمحافظة على الاتحاد و يقوم بترجمة طلبات الاتصال . إن العنونة غير المباشرة مفيدة لأنها تحافظ على أن تكون بعض الأجهزة بسيطة و تقلل من حاجتها  لاستخدام الذاكرة .

الخدمات الأمنية

من الخصائص المميزة التي يوفرها زيجبي هي الضمان والسهولة في تنفيذ الاتصالات الامنة وحماية إنشاء ونقل مفاتيح التشفير , النصوص المشفرة واجهزة التحكم
IEEE 802.15.4. وهي تستند إلى الإطار الأمني الأساسي المحدد في المعيار  
ويعتمد هذا الجزء من العمارة على الإدارة الصحيحة للمفاتيح المتماثلة والتنفيذ الصحيح للطرق والسياسات الأمنية

النموذج الأمني الأساسي

الآلية الأساسية لضمان السرية هي الحماية التامة لجميع المواد الأساسية. يجب افتراض الثقة في التثبيت الأولي للمفاتيح، وكذلك في معالجة المعلومات الأمنية. ومن أجل تنفيذ العمل على الصعيد العالمي، يفترض توافقه العام مع السلوكيات المحددة
المفاتيح هي حجر الزاوية في بنية الأمن؛ وبالتالي فإن حماية هذه المفاتيح لها أهمية قصوى، ولا يجوز أبدا أن تنقل المفاتيح من خلال قناة غير آمنة. يحدث استثناء لحظي لهذه القاعدة أثناء المرحلة الأولية من إضافة جهاز غير معرف مسبفا إلى الشبكة. ويجب أن تعطى عناية خاصة للنواحي الأمنية في شبكة زجبي ، لأن الاجهزة الخارجية يمكنها الوصول إلى الشبكات الخاصة. كما أن حالة بيئة العمل لا يمكن التنبؤ بها
ضمن مجموعة طبقات البروتوكول، طبقات الشبكة المختلفة لاتكون مشفرة عندما يتم فصلها، لذلك هناك حاجة إلى سياسات وضوابط الوصول، ويتم افتراض التصميم التقليدي. يسمح نموذج الثقة المفتوحة داخل الجهاز بتشارك المفتاح، مما يقلل بشكل ملحوظ من التكلفة المحتملة. ومع ذلك، فإن الطبقة التي تتنشأ (الفريم) هي مسؤولة عن أمنها. و في حالة وجود أجهزة ضارة، يجب تشفير كل البيانات المحمولة على الطبقة الثالثة (نتوورك لاير)، وبالتالي يمكن قطع تناقل البيانات غير المصرح بها فورا. والاستثناء، مرة أخرى، هو نقل مفتاح الشبكة، الذي يمنح طبقة أمنية موحدة للشبكة، إلى جهاز توصيل جديد

بنية الأمن

يستخدم زيجبي مفاتيح حجمها 128 بت لتنفيذ آلياته الأمنية. ويمكن ربط أحد المفاتيح إما بشبكة يمكن استخدامها بواسطة كل من طبقات زيجبي وطبقة ماك الفرعية أو إلى رابط اتصال مكتسب من خلال ما قبل التثبيت أو الاتفاق أو النقل. ويستند إنشاء مفاتيح روابط الاتصال إلى مفتاح رئيسي يتحكم في المراسلات الرئيسية للروابط., في نهاية المطاف، على الأقل، يجب الحصول على المفتاح الرئيسي الأولي من خلال وسيلة آمنة (النقل أو ما قبل التثبيت)، حيث يعتمد أمن الشبكة بأكملها على ذلك. تكون الروابط والمفاتيح الرئيسية مرئية فقط لطبقة التطبيق(ابليكشنن لاير). وتستخدم الخدمات المختلفة اشكال مختلفة في اتجاه واحد لمفتاح الرابط لتجنب تسرب البيانات والمخاطر الأمنية
توزيع المفاتيح هو واحد من أهم الوظائف الأمنية للشبكة ,الشبكة الامنة تعين جهازخاص واحد فقط يعتبر مركز الثقة لتوزيع مفاتيح الامان لبقية اجهزة الشبكة. من الناحية المثالية، سيكون محمل مسبقا لدى الأجهزة الأخرى عنوان مركز الثقة والمفتاح الرئيسي الأولي ؛ وفي حال حصول ضعف مؤقت في الشبكة، سيتم إرساله كما هو موضح أعلاه. وستستخدم التطبيقات النموذجية التي لا تحتاج إلى احتياجات أمنية خاصة مفتاح الشبكة الذي يوفره مركز الثقة (من خلال القناة غير الآمنة في البداية) للاتصال
وهكذا، يحتفظ مركز الثقة بكل من مفتاح الشبكة ويوفر الأمن من نقطة إلى نقطة. اجهزة الشبكة سوف تقبل فقط الاتصالات التي تنشأ باستخدام المفتاح المقدم من مركز الثقة، باستثناء المفتاح الرئيسي الأولي. وتتوزع بنية الأمن بين طبقات الشبكة على النحو التالي
1_ تكون طبقة ماك الفرعية قادرة على اتصالات موثوقة لقفزة واحدة.فقط , وكقاعدة عامة، يتم تحديد مستوى الأمان الذي يجب استخدامه من قبل الطبقات العليا
2- تقوم الطبقة الثالثة (نتوورك لاير ) بإدارة التوجيه (راوتينغ)، ومعالجة الرسائل المستلمة، والقدرة على تقديم طلبات البث. وتستخدم ال (الفريم) الصادرة مفتاح الرابط (لينك) المناسب وفقا للتوجيه إذا كان متوفرا؛ وإلا، سيتم استخدام مفتاح الشبكة لحماية حمولة البيانات القادمة من الأجهزة الخارجية.
3- تقدم طبقة التطبيقات (ابليكشن لاير) خدمة إنشاء ونقل المفتاح لكل من (زد دي أو ) والتطبيقات
وتستند البنية التحتية لمستويات الأمن على كسم *، مما يضيف ميزات التشفير والتكامل فقط إلى كسم.
وفقا لموقع مجلة الكمبيوتر الألمانية،فأن زيجبي لأتمتة المنزل (1.2) يستخدم مفاتيح احتياطية للتفاوض على التشفير والتي هي معروفة ولا يمكن تغييرها. وهذا يجعل التشفير ضعيف للغاية.