Zigbee
Zigbee je bezdrôtový komunikačný protokol navrhnutý na vytváranie siete pre zariadenia s nízkou spotrebou energie. Bol vyvinutý s cieľom umožniť jednoduché a spoľahlivé komunikácie medzi rôznymi typmi zariadení v inteligentných domácnostiach a internete vecí (IoT).
Hlavné vlastnosti protokolu Zigbee zahŕňajú:
-
Nízka spotreba energie: Zigbee je navrhnutý tak, aby mal nízku spotrebu energie, čo umožňuje dlhú životnosť batérie v bezdrôtových zariadeniach.
-
Spoľahlivá komunikácia: Protokol Zigbee používa techniku sieťového routovania, čo znamená, že zariadenia môžu komunikovať navzájom cez iné zariadenia v sieti, čím sa zabezpečí spoľahlivosť a dosah signálu.
-
Malé dátove balíky: Zigbee používa malé dátove balíky, čo znižuje spotrebu energie a umožňuje efektívnu komunikáciu.
-
Bezpečnosť: Protokol Zigbee obsahuje funkcie pre zabezpečenú komunikáciu, ako je šifrovanie a autentifikácia, čo znižuje riziko neoprávneného prístupu k sieťam.
Zigbee sa používa na pripájanie rôznych zariadení v inteligentných domácnostiach, ako sú inteligentné osvetlenie, termostaty, zámky, senzory, zátažové spínače a ďalšie IoT zariadenia. Tento protokol poskytuje spoľahlivú a efektívnu spôsob, ako integrovať rôzne zariadenia a umožňuje im komunikovať medzi sebou aj s centrálnym riadiacim systémom.
Aliancia ZigBee bola založená v roku 2002. Je to zoskupenie spoločností, ktoré sú zodpovedné za vývoj a uvedenie štandardu na trh.
Názov ZigBee je registrovaná ochranná známka a nejedná sa o jediný technický štandard, ale o aplikačné profily. Aliancia zverejňuje tieto aplikačné profily, ktoré umožňujú výrobcom a predajcom vytvárať produkty, ktoré vzájomne komunikujú.
Aliancia sa vďaka svojmu úspechu rozrástla a momentálne má viac ako 500 členov vrátane tých najznámejších ako sú: Philips, Ikea, Legrand, Amazon a Samsung SmartThings.
ZigBee ako štandard je založený na IEEE 802.15.4 rádiovej špecifikácie a funguje na nelicenciovaných rádiových vlnách vrátane 2,4GHz, 900MHz a 868MHz. 802.15.4 špecifikácia funguje na základe ratifikácie od Inštitútu inžinierov elektrotechniky a elektroniky (IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers) od roku 2003.
802.15.4 špecifikácia je založená na rádiových balíčkoch určených pre zariadenia s nízkymi výrobnými nákladmi, napájaných z batérie. Technológia umožňuje zariadeniam komunikovať v rôznych sieťových topológiách pri zachovaní životnosti batérie až niekoľko rokov.
ZigBee teda bola vyvinutá na vytváranie domácich sietí s nízko-energetickými zariadeniami pre účely ako sú automatizácia domácnosti, zhromažďovanie údajov o zdravotníckych zariadeniach a iné projekty malého rozsahu, ktoré vyžadujú bezdrôtové pripojenie. Je to bezdrôtová ad-hoc sieť s nízkym príkonom, nízkou rýchlosťou prenosu dát a s obmedzením dosahom (vhodný pre personálne účely).
Technológia ZigBee má byť jednoduchšia a lacnejšia ako iné bezdrôtové osobné siete (WPAN – wireless personal area network), ako napríklad Bluetooth, alebo všeobecnejšie bezdrôtové siete, ako je Wi-Fi. Typické aplikačné oblasti sú bezdrôtové vypínače svetiel, merače a monitory spotreby domácej energie, systémy riadenia vykurovania a ďalšie spotrebné a priemyselné zariadenia, ktoré si vyžadujú bezdrôtový prenos dát s nízkym dosahom.
Jeho nízka spotreba energie obmedzuje priame prenosové vzdialenosti na 10 až 100 metrov, v závislosti od výkonu a charakteristík prostredia. Ako každá bezdrôtová technológia, nie je jedno, či rádiové vlny majú prechádzať v otvorenom priestranstve (kde dosah môže byť až 100 – 150m), alebo vo vnútri budovy (s dosahom od 10 do 35m).
Zariadenia s touto technológiou však môžu prenášať dáta aj na väčšie vzdialenosti tak, že každé prichádzajúce dáta v podobe dátových balíčkov posielajú ďalej. Tomu sa hovorí mesh networking a pre domácu automatizáciu má oveľa väčší význam, ako napr. technológia Bluetooth, kde dáta sa posiela výlučne medzi koncovými zariadeniami na báze od-bodu-do-bodu (point-to-point).
ZigBee siete sú zabezpečené 128 bitovými symetrickými šifrovacími kľúčmi a majú definovanú rýchlosť do 250 kbit/s, ktorá sa najlepšie hodí pre prenos údajov zo senzora, spínačov, zámkov a iných drobných zariadení.