Zigbee
Zigbee to bezprzewodowy protokół komunikacyjny zaprojektowany do tworzenia sieci urządzeń o niskim zużyciu energii. Został opracowany z myślą o umożliwieniu prostego i niezawodnego komunikowania się między różnymi typami urządzeń w inteligentnych domach i Internecie Rzeczy (IoT).
Główne właściwości protokołu Zigbee obejmują:
-
Niskie zużycie energii: Zigbee został zaprojektowany tak, aby mieć niskie zużycie energii, co pozwala na długą żywotność baterii w urządzeniach bezprzewodowych.
-
Niezawodna komunikacja: Protokół Zigbee wykorzystuje technikę routingu sieciowego, co oznacza, że urządzenia mogą komunikować się ze sobą przez inne urządzenia w sieci, co zapewnia niezawodność i zasięg sygnału.
-
Male pakiety danych: Zigbee wykorzystuje małe pakiety danych, co zmniejsza zużycie energii i umożliwia efektywną komunikację.
-
Bezpieczeństwo: Protokół Zigbee zawiera funkcje komunikacji zabezpieczonej, takie jak szyfrowanie i uwierzytelnianie, co zmniejsza ryzyko nieautoryzowanego dostępu do sieci.
Zigbee służy do łączenia różnych urządzeń w inteligentnych domach, takich jak inteligentne oświetlenie, termostaty, zamki, czujniki, wyłączniki zasilania i inne urządzenia IoT. Ten protokół oferuje niezawodny i efektywny sposób integracji różnych urządzeń i umożliwia im komunikację między sobą oraz z centralnym systemem sterującym.
Aliancja ZigBee została założona w 2002 roku. Jest to koalicja firm odpowiedzialnych za rozwój i wprowadzenie standardu na rynek.
Nazwa ZigBee to zarejestrowana marka towarowa i nie jest to pojedynczy standard techniczny, ale profile aplikacyjne. Aliancja publikuje te profile aplikacyjne, które pozwalają producentom i sprzedawcom tworzyć produkty komunikujące się wzajemnie.
Aliancja ze względu na swój sukces rozrosła się i obecnie ma ponad 500 członków, w tym najbardziej znane firmy, takie jak: Philips, Ikea, Legrand, Amazon i Samsung SmartThings.
ZigBee jako standard oparty jest na IEEE 802.15.4 specyfikacji radiowej i działa na niezlicencjonowanych falach radiowych, w tym 2,4GHz, 900MHz i 868MHz. Specyfikacja 802.15.4 działa na podstawie ratyfikacji od Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers) od 2003 roku.
Specyfikacja 802.15.4 oparta jest na pakietach radiowych przeznaczonych dla urządzeń o niskich kosztach produkcji, zasilanych bateriami. Technologia umożliwia komunikację urządzeń w różnych topologiach sieciowych przy zachowaniu żywotności baterii przez kilka lat.
ZigBee została opracowana do tworzenia domowych sieci z urządzeniami o niskim zużyciu energii w celach takich jak automatyzacja domu, zbieranie danych medycznych i inne projekty o małym zasięgu wymagające bezprzewodowego połączenia. Jest to bezprzewodowa sieć ad-hoc o niskim zużyciu energii, niskiej prędkości transmisji danych i ograniczeniu zasięgu (odpowiednia do celów osobistych).
Technologia ZigBee ma być prostsza i tańsza niż inne bezprzewodowe osobiste sieci (WPAN – wireless personal area network), takie jak Bluetooth, czy bardziej ogólne sieci bezprzewodowe, takie jak Wi-Fi. Typowe obszary zastosowań obejmują bezprzewodowe przełączniki światła, mierniki i monitorowanie zużycia energii w domu, systemy sterowania ogrzewaniem oraz inne urządzenia konsumenckie i przemysłowe, które wymagają bezprzewodowej transmisji danych o małym zasięgu.
Jego niskie zużycie energii ogranicza bezpośrednie odległości transmisji do 10–100 metrów, w zależności od mocy i cech środowiska. Jak każda technologia bezprzewodowa, nie ma znaczenia, czy fale radiowe przechodzą przez przestrzeń otwartą (gdzie zasięg może wynosić nawet 100–150 m), czy wewnątrz budynku (z zasięgiem od 10 do 35 m).
Urządzenia z tą technologią mogą przesyłać dane na większe odległości, przesyłając przychodzące dane w postaci pakietów dalej. Taki proces nazywa się mesh networking i ma znacznie większe znaczenie dla domowej automatyzacji niż np. technologia Bluetooth, gdzie dane są przesyłane wyłącznie między końcowymi urządzeniami na podstawie komunikacji punkt-punkt (point-to-point).
Sieci ZigBee są zabezpieczone 128-bitowymi symetrycznymi kluczami szyfrującymi i mają zdefiniowaną prędkość do 250 kbit/s, która najlepiej nadaje się do przesyłania danych z czujników, przełączników, zamków i innych małych urządzeń.