اینترنتاینترنت اشیاءمیم تک 21

زیگبی یا Zigbee : آشنایی و بررسی این پروتکل ارتباطی

زیگبی یا Zigbee : آشنایی و بررسی این پروتکل ارتباطی
پروتکلی به نام Zigbee

همگام سازی همه دستگاه‌های خانگی هوشمند آسان نیست و به یک زبان مشترک برای همکاری با فناوری های تولید کنندگان مختلف دارد. زیگبی یا zigbee یکی از پروتکل های پیشرو در بحث برقراری ارتباط تکنولوژی های مختلف با یکدیگر است. طی چند سال گذشته، ما از موقعیت سیستم های قطع شده به دنیایی با هاب های در حال ظهور منتقل شده‌ایم، با دستگاه های بزرگ مانند Amazon Echo و Google Home که به عنوان هاب ها عمل می‌کنند تا همه خدمات خود را از طریق سیستم عامل های جدیدی مانند اپل HomeKit و SmartThings سامسونگ به یکدیگر متصل کنند.

زیگبی یا Zigbee چیست ؟

بیایید از پوشش پروتکل های خانه هوشمند شروع کنیم. زیگبی از استاندارد های شبکه محلی 802.15.4 IEEE برای ارتباط با دستگاه های دیگر Zigbee  که در فواصل بین ۱۰-۲۰ متر می باشند، با توجه به چند عامل استفاده می‌کند و به همین دلیل این پروتکل بسیار مهم است.

 چرا که یک مش ایجاد می‌شود، جایی که هر یک از دستگاه های متصل در یک موقعیت پیش فرض، قادر به برقراری ارتباط با دستگاه بعدی می‌شوند. زیگبی باید از بسیاری از دستگاه‌های موجود در شبکه پشتیبانی کند؛ و خوشبختانه، این مقدار در هر زمانی معادل ۶۵۰۰۰ برابر می‌شود. بدون نیاز به یک مرکز متمرکز، از لحاظ نظری، دستگاه ها می‌توانند در یک منطقه بزرگ کار کنند و اطلاعات را در اطراف مش قرار دهند.

زیگبی یا Zigbee چیست ؟

مشخصات زیگبی یا Zigbee :

زیگبی ارائه دهنده شبکه کامل مش است که می‌تواند صد ها دستگاه را در یک شبکه واحد پشتیبانی کند.

Zigbee PRO 2017 اکنون با توجه به درس‌هایی که از پیاده سازی و توسعه Zigbee PRO بر روی ده ها دستگاه در سراسر جهان داشته حاصل شده است، که دارای به روز ترین ویژگی ها می‌باشد. ZigBee تنها راه حل کامل اینترنت اشیا است که، از شبکه مش به صورت زبانی جهانی استفاده می‌کند و اجازه می‌دهد که اجزای هوشمند باهم کار کنند.

مشخصات فنی IEEE 802.15.4 که مشخصات فنی زیگبی بر اساس آن مشخص شده است چیست؟

زیگبی مزایای کامل استاندارد IEEE 802.15.4 و استاندارد رادیوی فیزیکی و عمل کردن در گروه‌های غیر مجاز در سراسر جهان در ۲٫۴GHz (جهانی)، ۹۱۵Mhz (آمریکا) و ۸۶۸Mhz (اروپا) را دارد. میزان داده‌های خام ۲۵۰Kbs می‌توانند در ۲٫۴ گیگاهرتز (۱۶ کانال)، ۱۰ kbs در ۹۱۵ – ۹۲۱ مگاهرتز (۲۷ کانال) و ۱۰۰kbs در ۸۶۸ مگا هرتز (۶۳ کانال) به دست آیند فاصله انتقال از ۱۰ تا ۱۰۰ متر، بسته به خروجی برق و ویژگی‌های زیست محیطی است. محدوده فرکانس زیر فرعی GHz تا ۱ کیلومتر است.

زیگبی چگونه تداخل احتمالی را در باند 2.4GHz جبران می‌کند؟

محصولات زیگبی به ۱۶ کانال جداگانه ۵ مگاهرتز در باند ۲٫۴ گیگاهرتزی دسترسی دارند.

۱۵٫۴ پروتکل CSMA-CA را تعریف می‌کند که احتمال دخالت دیگر کاربران را کاهش می‌دهد، به علاوه Zigbee با انتقال خودکار داده‌ها از سالم بودن و قدرت شبکه اطمینان حاصل می‌کند. از آنجا که چرخه کار یک محصول Zigbee معمولاً بسیار کم است، تعداد کمی از اطلاعات بسته داده انتقال می‌یابد، و احتمال انتقال ناموفق را کاهش می‌دهد. به دلیل الزامات قانونی، ZigBee تداخل در زیر GHz را کاهش داده است.

زیگبی شامل اندازه گیری هایی برای کاهش ورودی‌های قدرت است، بنابراین آنها در سطح دقیق قدرت مورد نیاز ارتباط برقرار می‌کنند. انجام این کار در یک شبکه، تداخل بین گره را کاهش می دهد و فعالیت های  رادیویی را به منظور رعایت الزامات قانونی محدود می‌کند.

Zigbee Allience و دستگاه‌ هایی که از زیگبی استفاده می‌کنند:

سازندگان زیگبی یک اتحاد تشکیل داده‌اند به نام Zigbee Allience، که برای ساده سازی و یکپارچه سازی محصولات استانداردهایی را تعریف می کنند که ارتباطات بی سیم قابل اعتماد، امن، کم قدرت و آسان را با استفاده از فرآیند توسعه استانداردهای باز به شرکت ها برای هدایت کار خود ارایه می دهند.

اتحاد زیگبی اخیراً اعلام کرد که نیمی از میلیارد چیپ ست Zigbee تا به امروز فروخته شده است و انتظار می‌رود که تکنولوژی Zigbee Alliance برای ۳٫۸ میلیارد IEEE 802.15.4 تا سال ۲۰۲۳ عرضه شود. بیش از ۴۰۰ عضو Zigbee Alliance وجود دارد و آنها حدودا ۲۵۰۰ دستگاه را در اختیار دارند.

برای استفاده از اشیای هوشمند زیگبی تنها داشتن آن‌ها کافی نیست و شما به نوعی از هاب نیاز دارید تا آنها را به هم متصل کند. برای مثال، آمازون اکو پلاس دارای یک مرکز سخت افزاری Zigbee است که می‌تواند شبکه شما را برای دستگاه‌های مختلف اسکن کند، بدون اینکه نیاز باشد تا هر یک را به صورت جداگانه تنظیم کنید.

سه نوع عضویت با حقوق و منافع مختلف وجود دارد:

adopter: شرکت های سازنده دسترسی به مشخصات نهایی، تایید شده، مشارکت در حوادث همکاری و دسترسی به اسناد گروه کار / کار گروهی و فعالیت های توسعه .

participant: یک شرکت کننده حق رای دادن را در گروه های کاری ارائه می دهد و دسترسی سریع به تمام استانداردهای اتحاد Zigbee  و مشخصات  توسعه را دارد.

promoter: ترویج دهنده ها که در حق رأی گیری خودکار در همه گروه های کاری، حق تأیید نهایی را بر تمامی استانداردها و صندلی های هیئت مدیره اتحاد می دهد.

چگونه زیگبی به قابلیت اطمینان بی سیم پاسخ می‌دهد؟

ZigBee برای محیط‌های خصمانه RF طراحی شده است که به طور معمول در برنامه‌های تجاری اصلی وجود دارد.

توزیع مستقیم توالی رادیویی در رادیو 802.15.4 با ویژگی‌هایی شامل اجتناب از برخورد، تشخیص انرژی گیرنده، نشانگر کیفیت ارتباط، ارزیابی کانال روشن، تأیید، امنیت، پشتیبانی از شکاف زمانی تضمین شده و طراوت بسته، استفاده می‌شود؛ شبکه‌های ZigBee به تولید کنندگان محصولات راه حل‌های ارتباطات بی سیم بسیار قابل اعتمادی ارائه می‌دهند.

چندین گره یا دستگاه می‌تواند یک شبکه زیگبی را پشتیبانی کند؟

طرح آدرس دهی Zigbee قادر به پشتیبانی از صدها گره در هر شبکه است و هماهنگ کننده‌های متعدد شبکه می‌توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند تا از شبکه‌های بسیار بزرگ پشتیبانی کنند. اندازه منطقی شبکه Zigbee در نهایت بستگی به نوع باند فرکانس انتخاب شده، زمانی که هر دستگاه در شبکه نیاز به برقراری ارتباط دارد و مقدار داده‌هایی که برنامه‌ها توانایی از دست دادن ویا ارسال مجدد دارند، بستگی دارد.

زیگبی پرو یا Zigbee PRO چیست ؟

هدف Zigbee PRO  فراهم آوردن پایه ای برای IoT با ویژگی پشتیبانی از شبکه های کم هزینه و بسیار قابل اعتماد برای ارتباط دستگاه ها با یکدیگر است. Zigbee PRO همچنین Green Power را ارائه می دهد که یک ویژگی جدید است که از برداشت انرژی یا دستگاه های خودکاری که نیازی به باتری یا منبع تغذیه AC ندارند پشتیبانی می کند.

چرا Zigbee 3.0 :

چون از رمزگذاری متقارن ۱۲۸ بیتی سود می‌برد، بنابر این اطلاعاتی که در اطراف مش قرار داده می‌شود بسیار امن است.

ZigBee 3.0 انتخاب و انعطاف‌پذیری را برای کاربران و توسعه دهندگان افزایش می‌دهد و اطمینان حاصل می‌کند که محصولات و سرویس‌ها در همهٔ لایه‌های پشته سازگاری دارند. راه‌حل ZigBee 3.0 شامل آزمودن، گواهینامه، نام تجاری و پشتیبانی بازاریابی است تا از طریق توسعه و فروش محصولات و راه حل‌های متقابل، ساده‌تر شود. بدین ترتیب فرصت‌های رشد را در حالی فراهم می‌کند که نوآوری را قادر می‌سازد تا توانایی‌های جدید را در خانه، کار و جاده‌ها فعال کند.

ZigBee 3.0 بر روی Zigbee PRO ساخته‌شده است که با استاندارد شبکه IEEE 802.15.4 با افزودن شبکه مش و لایه‌های امنیتی همراه با یک چارچوب کاربردی و تبدیل شدن به یک پشته کامل، قدرتمند و قابل اطمینان، راه حل متقابل Zigbee را بهبود می‌بخشد.

مزایای ZigBee 3.0 :

متقابل است:
  • صدور گواهینامه، قابلیت همکاری سازگاری دستگاه را تضمین می‌کند
  • یک زبان برنامه کاربردی برای اکوسیستم‌های چند فروشنده فراهم می‌شود
  • طراحی‌شده برای سازگاری رو به جلو و عقب
  • دستگاه‌های قدیمی ممکن است به یک شبکه Zigbee 3.0 بپیوندند
  • دستگاه‌های ZigBee 3.0 شبکه‌های قدیمی را به هم پیوند می‌دهند
یک راه‌حل واحد برای همه بازارهای است:
  • خانه، ساختمان، صنعتی، خرده‌فروشی، بهداشت، و غیره
  • به عنوان یک انتخاب واحد برای توسعه دهندگان و مصرف کنندگان، تقسیم بازار به پایان می‌رسد
  • شامل لایه کاربردی برای پیاده‌سازی کامل است
آسان است:
  • تمام اسناد لازم در یک مکان واحد
  • علامت گواهینامه تکدر هر محصول و بسته گواهی
  • گزینه‌های متعدد برای تراشه، پشته و فروشندگان ماژول به این معنی است که شما به یک تأمین کننده تنها وابسته نیستید
  • بسیاری از ODMs های موجود اجزا و ماژول‌هایی را برای روند ساده‌سازی توسعه ارائه می‌دهند.
قابل‌اعتماد و قوی است:
  • شبکه‌های مش ثابت نقاط منفرد شکست را حذف می کندو استفاده از آن را برای شبکه‌های بزرگ فراهم می‌کند
  • توانایی‌های خود ترمیمی و مقیاس‌پذیر برای شبکه‌ها با صدها دستگاه ارائه می‌شود
جهانی است:
  • استفاده از باند 2.4GHz ISM تضمین مجوز گسترش محصول در سراسر جهان است.
ثابت‌شده است:
  • بیش از 2500 محصول تائید شده و 300 میلیون محصول مستقرشده است.
سبز است:
  • این شبکه برای کار با برداشت انرژی و محصولات بسیار کم قدرت طراحی شده است
  • هر دستگاه مسیریابی Zigbee از تکنولوژی پروکسی Green Power پشتیبانی می‌کند که پشتیبانی از مش برای محصولات برداشت انرژی است.
در ZigBee PRO ساخته شده است :
  • با استفاده از چند PHY، ارتباط متقابل بین 2.4GHz و Sub-GHz را می‌دهد
  • با توجه به IEEE 802.15.4، عملیات جهانی را در باند فرکانسی 2.4GHz فعال می‌کند
  • عملیات منطقه‌ای را در 915 مگاهرتز و 868 مگاهرتز فعال می‌کند
  • شامل مکانیسم‌های صرفه جویی در انرژی برای تمام کلاس‌های دستگاه، به علاوه پشتیبانی از دستگاه‌های بدون باتری است
  • ویژگی‌های مکانیسم تولید کلید امنیتی، و همچنین کشف و مکانیسم جفت شدن با تأیید کامل نرم افزار است
  • شامل توپولوژی مش و ارتباطات بین شبکه شخصی (PAN) است
  • گزینه‌های مختلف انتقال از جمله پخش، گروه بندی و تک نفره را پیشنهاد می‌دهد.
  • از طرح امنیتی AES-128 در استاندار سازی صنعت استفاده می‌کند.
  • پشتیبانی از استانداردهای اتحاد یا نوآوری‌های خاص سازنده
  • شامل اندازه‌گیری قدرت برای کاهش توان خروجی دستگاه‌ها برای برقراری ارتباط در سطح دقیق قدرت موردنیاز است
  • محدوده فرکانس زیر کانال GHz تا 1 کیلومتر است

ارسال پاسخ