In dit artikel: Ontwerpdoelen voor ZigBee Wireless Communications ZigBee radionetwerk toepassingsgebieden; welke apparaten zijn opgenomen in dit netwerk; voordelen van ZigBee Radio; smart home control-scenario’s.
Al meer dan een eeuw gebruikt de mensheid verschillende huishoudelijke elektrische apparaten, elektrisch licht is voor ons vertrouwd en alledaags geworden, omdat tegenwoordig bijna elk huis van elektriciteit wordt voorzien. Huishoudelijke elektrische apparaten en apparaten moeten echter op de een of andere manier worden beheerd, wat huiseigenaren dwingt om niet alleen het probleem met de feitelijke constructie van een bekabeld voedingssysteem op te lossen, maar ook zorgvuldig de plaatsingspunten van schakelaars, bedieningspanelen voor verschillende slimme thuissystemen te plannen. Bovendien is het niet mogelijk nauwkeurig rekening te houden met de posities voor alle noodzakelijke schakelaars, en is het vervelend en kostbaar kapitaalreparaties om wanden onder nieuwe punten te groeven. Een systeem gebaseerd op ZigBee Radio kan dit probleem volledig oplossen en niet alleen het..
Draadloos netwerk voor smart home
In de afgelopen twee decennia zijn draadloze communicatienetwerken zoals Bluetooth en wifi wijdverspreid en goed bekend bij ons. Ze zijn geschikt voor internetnetwerken, maar ze zijn niet handig genoeg voor gebruik in slimme huisbesturingssystemen vanwege de nauwe beperkingen in het aantal apparaten dat op dergelijke netwerken is aangesloten, het hoge stroomverbruik, de relatief trage respons (bijvoorbeeld voor Bluetooth is dit 3 seconden) en, wat belangrijk is, de kwaliteit van de communicatie hangt af van de structurele barrières tussen de on-net-apparaten. Netwerken die zijn gebouwd op het ZigBee-protocol presteren op alle hierboven beschreven punten beter dan andere netwerk-tegenhangers.
De ontwikkeling van netwerken op basis van ZigBee Radio begon in 1998 op initiatief van Philips, na mislukte pogingen van ingenieurs bij een aantal toonaangevende consumenten- en medische elektronicabedrijven om Bluetooth en wifi in hun toepassingen te gebruiken. De ZigBee Alliance, die het bijbehorende digitale radionetwerk ontwikkelt, telt vandaag vertegenwoordigers van honderden internationale bedrijven die in dit product geïnteresseerd zijn..
Smart home – toepassingsgebied met ZigBee Radio-protocollen:
- huishoudelijke apparaten bedoeld voor het vermaak van huishoudens (muziek- en filmapparatuur);
- controllers die verlichtingsapparatuur, temperatuuromstandigheden, beveiligingsapparatuur regelen;
- alarmcontrollers die verantwoordelijk zijn voor het toezicht op het verbruik van elektriciteit, water, gas, brandbeveiliging en rooksystemen, het beheren van de toegang tot het gebouw, enz..
ZigBee draadloze sensornetwerken worden zowel in huishoudens als in industriële omgevingen gebruikt, het stroomverbruik van de samenstellende apparaten is extreem laag, waardoor de apparaten twee jaar naar behoren kunnen werken zonder batterijen op te laden of te vervangen. De reactiesnelheid in dergelijke netwerken is 0,015 seconden, d.w.z. overschrijdt 200 keer vergelijkbare parameters van Bluetooth-netwerken.
De apparaten waaruit het ZigBee-radionetwerk bestaat, zijn onderverdeeld in drie typen: coördinator, router en eindapparaat.
Het coördinatieapparaat is verantwoordelijk voor de vorming van de netwerkboom en de communicatie tussen andere netwerken, in elk ZigBee-radionetwerk is er ten minste één zo’n apparaat dat het netwerk in gebruik neemt. Tegelijkertijd voert de coördinator de functies uit om de beveiliging van het netwerk te waarborgen en de apparaten die erop zijn aangesloten, in te stellen. De database slaat informatie op over de netwerkboom en alle apparaten die in dit netwerk zijn opgenomen – bij het ontdekken van een nieuw apparaat, bepaalt de coördinator de toelating en synchroniseert de netwerkwerking, rekening houdend met dit apparaat.
De router transporteert datapakketten tussen netwerkapparaten en start toepassingen. Het totale aantal routers in een bepaald netwerk is afhankelijk van het aantal eindpunten dat door elk van deze apparaten wordt bediend – er kunnen maximaal 32 mobiele of slapende knooppunten op één router worden aangesloten. Omdat de werking van deze apparaten verband houdt met het constant verzenden en ontvangen van netwerkgegevens, zijn ze verbonden met een stationaire stroombron.
Het eindapparaat (mobiel of slapend knooppunt) kan informatie ontvangen en verzenden naar slechts één knooppunt (een router of een coördinator), dit apparaat is niet bezig met gegevensoverdracht tussen apparaten en is ontworpen om de belasting van netwerkknooppunten te verminderen, waardoor ze hun stroomverbruik kunnen minimaliseren. In feite zijn eindapparaten verschillende uitvoerende controllers en sensoren..
Hoe u het ZigBee-radionetwerk kunt gebruiken
Een van de populaire toepassingsgebieden van bedradingsproducten, waarin ZigBee-technologie wordt toegepast, is het programmeren van scenario-acties die door het smart home control-systeem worden geïmplementeerd als reactie op een bepaalde gebeurtenis. Zo’n gebeurtenis kan een aanraking van een bepaalde schakelknop zijn, een signaal van een van de sensoren (bijvoorbeeld het verlichtingsniveau, rook, vochtigheid, temperatuur, beweging etc.) of een timer.
Het indrukken van een enkele toets wordt dus gevolgd door een reeks acties die het scenario bepalen – sommige groepen lampen worden uitgeschakeld en andere worden geactiveerd, de rolluiken zullen van positie veranderen, het temperatuurregime van verwarmingsapparaten, de werkingsmodus van het beveiligingssysteem, enz..
Het indrukken van de knoppen en het inschakelen van de scripts die voor dit indrukken zijn geprogrammeerd, gaat vergezeld van een lichtindicatie bij de knop – een rood LED-lampje betekent de activering van dit scenario, een groene geeft de aanwezigheid van stroom aan (schakelt over naar rood licht wanneer de toets wordt ingedrukt). Scenario’s kunnen ook op afstand worden bediend – met de afstandsbediening of via een GSM-kanaal, vanaf een smartphone.
Het is natuurlijk mogelijk om de nodige netwerken te bouwen en deze voor bepaalde scenario’s te programmeren met klassieke bedrading, maar dit vereist tientallen meters kabel, groeven van meerdere meters in de muren, het zal een aanzienlijke hoeveelheid werk en veel tijd vergen, om nog maar te zwijgen van de onvermijdelijke revisie. En dan – zal het mogelijk zijn om in de loop van dergelijk werk alle toekomstige behoeften van huishoudens te voorzien, want na een tijdje zullen deze behoeften veranderen, u zult iets willen veranderen, bijvoorbeeld om het bestaande systeem aan te vullen met nieuwe netwerkapparatuur, wat nieuwe grote reparaties en nieuwe kosten met zich meebrengt?
Ondertussen hoeven radionetwerken in een slimme woning geen nieuwe stroomkabels te leggen en de plaatsingspunten van schakelaars te veranderen – er zijn oplossingen voor traditionele bedrading die het mogelijk maken om deze te combineren met een draadloos netwerk, op voorwaarde dat de oude schakelaars worden vervangen door nieuwe die zijn uitgerust met een radio-eenheid..
Oplossingen voor traditionele bedrading
Het onbetwistbare voordeel van netwerken op basis van ZigBee Radio is de mogelijkheid om het aantal netwerkdeelnemers uit te breiden tot 65.000 apparaten, pakketten binnen het netwerk te verzenden en te ontvangen met een snelheid van 250 Kbps, geen behoefte aan neutraal (aarding), zelfherstel en configuratie. In het geval van een storing van een van de netwerkapparaten-routers, wordt de verbinding tussen de opdracht en het uitvoerende apparaat niet verbroken, omdat elk uitvoerend apparaat is, indien nodig, in staat om radiosignalen van opdrachten via zijn kanalen door te geven aan apparaten binnen het netwerk.
De grootte van de ZigBee-radio-eenheid is niet groter dan 25 mm, daarom kunnen bedradingsaccessoires die ermee zijn uitgerust, worden geïnstalleerd in montagegaten van standaardafmetingen, en omdat er geen elektrische bedrading nodig is, kunt u een dergelijke schakelaar op elk oppervlak in de kamer plaatsen door eraan vast te houden. En als u eerder moest opstaan en volgen naar het punt waar het apparaat was geplaatst om de lichtintensiteit te veranderen, de bezoeker aan de deur te beoordelen, de temperatuur in de kamer te verlagen of te verhogen, enz., Dan is dit met ZigBee Radio-apparaten niet nodig – u hoeft alleen maar naar het apparaat te gaan dat zich bevindt op elke plaats die handig is voor leden van het huishouden, bijvoorbeeld in de buurt van uw favoriete stoel of bureau.
Het comfortniveau van onze huizen en appartementen bestaat uit vele componenten – zo’n 30-40 jaar geleden waren de belangrijkste criteria de aanwezigheid van een aparte badkamer, vuilstortkoker en gasfornuis, de nabijheid van het huis van een bushalte of metrostation. Tegenwoordig hangt het comfortniveau rechtstreeks af van een goede rust na werkdagen, de mogelijkheid om te ontspannen zonder afwisselend werk en huishoudelijke problemen met elkaar. En de systemen op basis van ZigBee Radio zijn precies voor dit doel ontworpen..
Kunt u mij alstublieft vertellen wat de voordelen zijn van een draadloos radionetwerk dat speciaal is ontworpen voor het slimme huis? Hoe verschilt het van andere draadloze netwerken en welke apparaten kunnen er precies op worden aangesloten?