Zigbee
Zigbee este un protocol fără fir proiectat pentru a crea rețele de dispozitive cu consum scăzut de energie. A fost dezvoltat cu scopul de a permite o comunicare simplă și fiabilă între diferite tipuri de dispozitive în casele inteligente și în Internetul lucrurilor (IoT).
Principalele caracteristici ale protocolului Zigbee includ:
-
Consum scăzut de energie: Zigbee este proiectat pentru a avea un consum scăzut de energie, ceea ce permite o durată lungă de viață a bateriei în dispozitivele fără fir.
-
Comunicare fiabilă: Protocolul Zigbee folosește tehnica de rutare a rețelei, ceea ce înseamnă că dispozitivele pot comunica între ele prin alte dispozitive din rețea, asigurând astfel fiabilitatea și raza de acțiune a semnalului.
-
Pachete de date mici: Zigbee folosește pachete de date mici, ceea ce reduce consumul de energie și permite o comunicare eficientă.
-
Securitate: Protocolul Zigbee conține funcții pentru o comunicare sigură, cum ar fi criptarea și autentificarea, ceea ce reduce riscul de acces neautorizat la rețele.
Zigbee este folosit pentru conectarea diferitelor dispozitive în casele inteligente, cum ar fi iluminatul inteligent, termostatele, lacătele, senzorii, comutatoarele de priză și alte dispozitive IoT. Acest protocol oferă o metodă fiabilă și eficientă de integrare a diferitelor dispozitive și le permite să comunice între ele și cu sistemul central de control.
Alianța ZigBee a fost înființată în anul 2002. Este o coaliție de companii responsabile pentru dezvoltarea și introducerea standardului pe piață.
Numele ZigBee este o marcă înregistrată și nu reprezintă un singur standard tehnic, ci mai multe profile de aplicație. Alianța publică aceste profile de aplicație, care permit producătorilor și vânzătorilor să creeze produse care se pot comunica între ele.
Alianța s-a extins datorită succesului său și în prezent are peste 500 de membri, inclusiv cei mai cunoscuți, cum ar fi: Philips, Ikea, Legrand, Amazon și Samsung SmartThings.
ZigBee ca standard este bazat pe specificația de radio IEEE 802.15.4 și funcționează pe benzi de frecvență nelicențiate, inclusiv 2,4GHz, 900MHz și 868MHz. Specificația 802.15.4 funcționează pe baza ratificării de la Institutul Inginerilor Electrotehnici și Electronici (IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers) din anul 2003.
Specificarea 802.15.4 este bazată pe pachete radio destinate dispozitivelor cu costuri de producție scăzute, alimentate cu baterie. Tehnologia permite dispozitivelor să comunice în diferite topologii de rețea, păstrând o durată de viață a bateriei de până la câțiva ani.
ZigBee a fost dezvoltată pentru a crea rețele casnice cu dispozitive de energie scăzută pentru scopuri precum automatizarea casei, colectarea datelor de la echipamentele medicale și alte proiecte de mici dimensiuni care necesită conectivitate fără fir. Este o rețea fără fir ad-hoc cu consum scăzut de energie, viteză scăzută de transfer a datelor și o limitare a razei de acțiune (potrivită pentru scopuri personale).
Tehnologia ZigBee trebuie să fie mai simplă și mai ieftină decât alte rețele fără fir personale (WPAN – wireless personal area network), cum ar fi Bluetooth, sau rețele fără fir mai generale, cum este Wi-Fi. Aplicațiile tipice includ comutatoare fără fir pentru lumină, contoare și monitorizori de consum de energie casnică, sisteme de control al încălzirii și alte echipamente de uz casnic și industrial care necesită transfer fără fir de date cu o rază de acțiune scurtă.
Consumul scăzut de energie limitează distanțele de transmisie directă la 10-100 metri, în funcție de putere și de caracteristicile mediului. Ca orice tehnologie fără fir, nu este același lucru dacă undele radio trec în spațiul deschis (unde raza de acțiune poate ajunge la 100-150m), sau în interiorul clădirii (cu o rază de acțiune de 10-35m).
Dispozitivele cu această tehnologie pot transmite date și la distanțe mai mari, deoarece fiecare date primite în formă de pachete de date le trimite mai departe. Acest lucru se numește mesh networking și are o importanță mult mai mare pentru automatizarea casnică decât, de exemplu, tehnologia Bluetooth, unde datele se transmite exclusiv între dispozitivele finale pe baza punct-la-punct (point-to-point).
Rețelele ZigBee sunt securizate cu chei criptografice simetrice de 128 de biți și au o viteză definită de până la 250 kbit/s, care se potrivește cel mai bine pentru transferul de date de la senzori, comutatoare, lacăte și alte dispozitive mici.