ZigBee texnologiyasi - Amaliy mashg‘ulot IoT qurilmalari bilan ishlash

ZigBee asosan qisqa masofadagi turli xil elektron qurilmalar o'rtasida ishlatiladi va ma'lumotlarni uzatish tezligi yuqori emas. ZigBee nomi asalarilar oilasi tomonidan hayot va rivojlanish uchun ishlatiladigan aloqa usulidan kelib chiqqan. Asalarilar ZigZag shaklida raqsga tushishadi, masalan, yangi kashf etilgan oziq-ovqat manbai joylashgan joy, masofa va yo'nalish.
ZigBee Bluetooth-ning birodari deb aytish mumkin. U 2,4 gigagertsli diapazondan foydalanadi va chastotali sakrash texnologiyasidan foydalanadi. Bluetooth bilan taqqoslaganda, ZigBee oddiyroq, sekinroq, kam quvvat va narxga ega. Uning asosiy tezligi 250kb / s ni tashkil qiladi. U 28 kb / s gacha qisqartirilganda, uzatish diapazoni 134 metrgacha kengaytirilishi va undan yuqori ishonchlilikka erishish mumkin. Bundan tashqari, u 254 tugun bilan tarmoqqa ulanishi mumkin. U Bluetooth, o'yinlar, maishiy elektronika, asboblar va uylarni avtomatlashtirish dasturlarini yaxshiroq qo'llab-quvvatlashi mumkin. Odamlar ZigBee dasturini sanoat monitoringi, sensorli tarmoqlar, uy monitoringi, xavfsizlik tizimlari va o'yinchoqlar kabi sohalarda kengaytirishni kutmoqdalar.
UWB texnologiyasi
Ultra keng polosali texnologiya UWB - bu simsiz aloqa operatori. Sinusoidal tashuvchini ishlatmaydi, lekin ma'lumotlarni uzatish uchun nanosaniyali sinus bo'lmagan to'lqinli impulslardan foydalanadi, shuning uchun u keng spektrni egallaydi. UWB signallarni juda keng tarmoqli kengligi orqali uzatishi mumkin. AQShning FCC' UWB bo'yicha qoidalari quyidagilardir: 3.1-10.6 GGts chastota diapazonida 500 MGts dan yuqori tarmoqli kengligi. Ma'lumotlarning yuqori tezlikda uzatilishini amalga oshirish uchun UWB kam quvvat sarfi va kam murakkablikdagi transmitter / qabul qiluvchidan foydalanishi mumkinligi sababli, u so'nggi yillarda tez rivojlandi. Oddiy tor polosali simsiz aloqa tizimlariga katta to'sqinlik qilmasdan juda keng chastotali spektrda ma'lumotlarni uzatish uchun kam quvvatli impulslardan foydalaniladi va spektr resurslaridan to'liq foydalanishi mumkin. UWB texnologiyasiga asoslangan yuqori tezlikda ma'lumotlarni uzatuvchi-uzatuvchi keng qo'llanilish doirasiga ega.
UWB texnologiyasi tizimning past darajada murakkabligi, uzatiladigan signallarning kam quvvatli spektral zichligi, kanalning pasayishiga sezgir bo'lmaganligi, tutib olish qobiliyati pastligi va joylashishni aniqlashning yuqori aniqligi kabi afz alliklarga ega. Bu, ayniqsa, ichki makon kabi zich ko'p yo'lli joylarda yuqori tezlikda simsiz ulanish uchun juda mos keladi va samarali simsiz lokal tarmoq yoki simsiz shaxsiy tarmoq tarmog'ini (WPAN) o'rnatish uchun juda mos keladi. UWB asosan devorlarga, erga va tanaga kira oladigan kichik o'lchamdagi, yuqori aniqlikdagi radar va tasvir tizimlarida qo'llaniladi. Bundan tashqari, ushbu yangi texnologiya juda yuqori tezlik talablariga (100 Mb / s dan yuqori) ega bo'lgan LAN yoki PAN-lar uchun javob beradi.
UWB ma'lum muvofiqligi, yuqori tezligi, arzonligi va kam quvvat sarfi bilan uydagi simsiz iste'molchilar bozori ehtiyojlari uchun ko'proq mos keladi: UWB ayniqsa qisqa masofalarda katta miqdordagi multimedia ma'lumotlarini yuqori tezlikda uzatish uchun juda mos keladi. to'siqlardan o'tishning afzalliklari. Tijorat kompaniyalari buni uy dasturlari uchun simsiz uzatish, masalan, televizorlardan raqamli televizorlarga simsiz uzatish kabi istiqbolli simsiz aloqa texnologiyasi deb bilishadi. Albatta, UWB kelajagi turli xil simsiz echimlarning texnologik rivojlanishi, narxi, foydalanuvchi odatlari va bozorning etukligi kabi ko'plab omillarga bog'liq.
Zigbee, Wi-Fi va Bluetooth-ga o’xshash simsiz standartdir, lekin IoT va aqlli uylar uchun mo'ljallangan. ZigBee protokoli yordamida aqlli uydagi qurilmalar bir-biri bilan "muloqot qilishadi". 15 yil oldin mavjud bo’lgan Wi - Fi va Bluetooth kabi simsiz tarmoq standartlari aqlli uy kabi yangi ehtiyojlarga mos kelmadi. Ushbu standartlar etarlicha ishonchli emas edi va ularning modullari juda qimmat edi. Yangi tarmoq protokolini ishlab chiqish uchun Zigbee Alliance nomi ostida yetakchi texnologiya kompaniyalari (Philips, Samsung, LG, Siemens va boshqalar) uyushmasi tashkil etildi. Va 2004 yilda maxsus ruxsatni talab qilmaydigan chastotalarda ishlaydigan yangi Zigbee protokolini tartibga soluvchi xalqaro standart IEEE 802.15.4 qabul qilindi. IEEE 802.15.4 - ning maqsadi arzon narxlardagi simsiz shaxsiy tarmoqlar, qurilmalar o'rtasidagi doimiy aloqani ta'minlash va asosiy e‘tibor eng yaqin qurilmalar bilan aloqaning juda arzon narxga va shu paytgacha misli ko’rilmagan energiya sarfi bilan ishlashiga qaratilgan. Zigbee nomi "zigzag“ va "asalari" so'zlaridan kelib chiqqan, g'arbda "zigby" atamasi asalarilarning raqsi deb nomlangan. Ushbu nom, standartni ishlab chiquvchilarning fikriga ko'ra, Zigbee tarmog'ida uyali topologiya (tuzilishi) mavjud va marshrutlashning maxsus algoritmlari tufayli ishonchli va individual tugunlar orasidagi aloqa yo'qolganda aloqani tiklashga qodir. Shu bilan birga, Zigbee uchun uskunalar ixcham va arzon narxga ega.
ZigBee, Wi-Fi va Bluetooth - dan qanday farq qiladi. Ba‘zi xususiyatlarga ko’ra Wi-Fi va ZigBee standartlari bir biriga ohshash. Masalan, ikkalasi ham 2,4 GHz chastotada ishlaydi, va ishlatilganda maxsus ruxsatnomalarni talab qilmaydi. Ikkala protokol ham 20 metrgacha diapazonda ishlaydi, ammo zigby-ning asosiy farqlari bor, bu standartni aqlli uy qurilmalari o'rtasidagi aloqa uchun ancha moslashtiradi.
Misol uchun zigbee tarmog’ida aloqa nafaqat markaz bilan balki tugunlar bilan ham to’g’ridan-to’gri aloqa mavjud. Topologiya. Zigbee va Wi-Fi o'rtasidagi asosiy farq - bu barcha tarmoq tugunlari markaz orqali ulangan ya'ni yulduz topologiyasidan foydalaniladi. "Yulduzli" strukturada, markaz bilan aloqani yo'qotganda, tugun boshqa tarmoq a'zolari bilan bog'lana olmaydi. Masalan, agar sizning kompyuteringiz markazdan uzilgan bo'lsa, siz ma'lumotni boshqa qurilmadan unga uzata olmaysiz chunki Wi-Fi tarmog'i qurilmalar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri ulanishga imkon bermaydi. Ammo uyali tuzilish tufayli, bitta ulanish buzilganda, aylanma yo'l qo'yiladi va signal qabul qiluvchiga boshqa yo’nalishda yetib boradi. Bu tugunlar o'rtasida to'g'ridan-to'g'ri bog'liqlik mavjudligi va nafaqat "markaz" bilan balki boshqa uskinalar bilan to’g’ridan-to’gri bog'liqlik tufayli mumkin. Bunday topologiya ancha ishonchli.
Zigbee tarmog'ida qurilmalar to'g'ridan-to'g'ri bir-biri bilan bog’lanadi. Energiya iste'moli. Zigbee modullarining juda kam quvvat sarfi, qurilma ishlatilmaganda maxsus "uyqu" rejimi va ma'lumot uzatishda tarmoq kengligi orqali erishiladi. Natijada, Zigbee moduli oddiy batareyada bir necha oy ishlashi mumkin. Tezlik. Zigbee paydo bo'lishidan oldin ular aqlli uy tizimlarida Bluetooth-dan foydalanilgan. Ushbu protokollarning diapazoni taxminan bir xil, ammo bluetooth juda ko'p kechikishga ega. Bluetooth modulida signal uzatishning kechikishi Zigbee modulidagi 30 milli sekundga teng va biz uchun zigbee lampochkalarning yoqilishi va o’chirilishi darhol sodir bo'ladi.
Simsiz tarmoq turlari
|
ZigBee
(IEEE 802.15.
4)
|
Wi-Fi
(IEEE 802.116)
|
Bluetooth
(IEEE 802.15.
1)
|
Chastota diapazoni
|
2.4 – 2.483
GGHz
|
2.4 – 2.483 GGHz
|
2.4-2.483 GGHz
|
O’tkazish qobilyati (Kbayt/s)
|
250 kbayt/s
|
11000 kbayt/s
|
723.1 kbayt/s
|
Protokolning steki hajmi. (Kbayt)
|
32-64
|
1000 dan ortiq
|
250 dan ortiq
|
Batareyaning to’htovsiz ishlash davomiyligi. (kun)
|
100 – 1000
|
0.5 – 5
|
1 – 10
|
Tarmoqdagi
maksimal tugunlar soni
|
65636
|
10
|
7
|
Diapazoni (o’rtacha)
|
10 – 100 m
|
20 – 300 m
|
10 – 100 m
|
Qo’llanilish sohalari
|
Masofadan boshqarish va monitoring qilish
|
Multimediya ma’lumotlarini uzatish (video, internet elektron pochta ….)
|
Simsiz ulanishni almashtirish uchun
|
ZigBee va Smart Home
Zigbee "aqlli uy" uchun yangi imkoniyatlarni beradi va ushbu formatda o'z imkoniyatlarini to'liq ochib beradi. Birinchidan, Zigbee bilan hamkorlik nihoyat Siri, Google Assistant va Alexa kabi ovozli yordamchilar bilan aloqalarni o'rnatishga imkon berdi. Zigbee tarmog'i orqali bitta tarmoq ichidagi bir qator qurilmalarning ishonchli ulanishi bugungi kunda har qanday konfiguratsiyaning "aqlli uy" tizimga bir necha yuzta qurilma qo'shilgan bo'lsa ham. ishlashini ta'minlashga imkon beradi. Zigbee qo'llab-quvvatlaydigan modullarining bozor qiymati, yuqorida aytib o'tganimizdek, boshqa texnologiyalarga qaraganda arzonroq. Zamonaviy aqlli uskunalar bozorida bugungi kunda Zigbee-ni qo'llab- quvvatlaydigan gadjetlar va qurilmalarning katta tanlovi mavjud. IKEA, Philips, Xiaomi, Samsung va boshqa ko'plab kompaniyalar hozirda Zigbee bilan hamkorlik qilmoqdalar. Ro'yxat haqiqatan ham juda katta va har yili kengayib boradi. Foydalanuvchilarning maksimal qulayligini ta'minlash uchun ko'plab ishlab chiqaruvchilar, xuddi o'zlarini qayta sug'urta qilgandek, Zigbee va Bluetooth yoki Wi-Fi-ni bitta qurilmada birlashtiradilar. Tarmoq ko'prigi aqlli uyning simsiz zigby tarmog'ini Internet bilan bog'laydi
ZigBee Green Power ishlash prinspi va energiyani minimallashtirish. Green Power protokoli qayta tiklanadigan manbalardan (mexanik, issiqlik, elektromagnit va boshqalar) to'plash orqali energiya oladigan avtonom simsiz qurilmalarni yaratishga imkon beradi va shuning uchun muntazam parvarishda, simlar va batareyalarga ehtiyoj sezmaydi. Green Power tarmoq qurilmalari quyoshdan, atrof-muhit haroratidan yoki mexanik ta'sirdan (kinetik energiya) energiya oladi. Misol uchun, an'anaviy kalitni bosishdan energiya ZigBee tarmog'i orqali oddiy xabarni ishlab chiqarish va yuborish uchun etarli bo'ladi. Ushbu imkoniyatni amalga oshirishingiz mumkin bo'lgan qurilmalar ro'yxati avtomatik ravishda uy-joy, tijorat va sanoat dasturlari uchun yorug'lik dimmerlari, kalitlarga, harorat va harakat sensorlariga kiradi. ZigBee Pro tarmoqlari bilan Green Power qurilmalarining mosligi ZigBee standartining barcha afzalliklarini, jumladan, barcha mamlakatlarda ruxsat etilgan 2,4 GHz radio diapazonida, shovqinli muhitda barqarorlikni, ishonchli tarmoqni va axborotni himoya qilishni ta'minlaydi. ZigBee Green Power (GP) - bu tarmoq tomonidan iste'mol qilinadigan energiyani
minimallashtirish uchun mo'ljallangan tanlov klasteridir. Bunga quyidagilar orqali erishish mumkin :
ZigBee IEEE 802.15.4 standartining farmatidagi kadrlariga nisbatan Green Power ancha qisqa farmatdan foidalanishi, shunga ko’ra ma’lumot uzatishga kam vaqt sarflashi, uzatishga ketadigan energiya harajatini tejashga imkon beradi.
Tugunlar simsiz sensorlar tarmog'ining to'liq tarkibiy qismlari bo'lishi shart emas, agar tugunlar faqat kerak bo'lsa ma'lumotlarni uzatsa (masalan, maxsus tugma bosilsa).
Ichki quvvat manbai bo'lmagan qurilmalar energiyani to'g'ridan-to'g'ri atrof- muhitdan olishlari kerak. Ushbu turdagi ba'zi qurilmalar quyosh panellari bilan jihozlangan, boshqalari mexanik tebranishlarni elektr energiyasiga aylantiradi. Ammo ZigBee simsiz qurilmalarida radio to'lqin energiyasidan foydalanish eng istiqbolli ko'rinadi.
ZigBee Green Power da energiyani minimallashtirish. Xulosa
ZigBee va Zigbee Green Power texnologiyalarini ko’rib chiqdik va bulardan shunday xulosa chiqarishimiz mumkinki, bu texnologiya kelajakda yanada rivojlanib insonlarni yashashi uchun ancha qulayliklar yaratishi mumkin. Korxona, uy, bozorlar, inson salomatligi va boshqa obyektlarda nazoratni masofadan yolga qo’yishimizda havfsizlikni oshirishimizda, oz sog’ligimizni va boshqa yaqinlarimizni sog’ligi haqida qaygurishimizda katta yordam bera oladi. Bu texnologiyaning eng qulay tarafi shundaki u quvvatlagichlarsiz ishlashida, ko’rib chiqqanimizday qurilmalarni xarakatidan, yorug’likdan, shamol va boshqa tabiiy vositalardan ozini ozi quvvatlantira olishidadir. Qisqa qilib aytganda bu texnologiya kelajakda insoniyatga misli ko’rilmagan yangi imkoniyatlarni olib keladi.
Zigbee nima ?
ZigBee, Wi-Fi va Bluetooth - dan qanday farq qiladi. Smart Home va ZigBee.
ZigBee Green Power ishlash prinspi va energiyani minimallashtirish. ZigBee Green Power topologiyasi.
Xulosa.
|