Poszczególne urządzenia wchodzące w skład inteligentnego domu komunikują się między sobą dzięki sieci ZigBee. Zrozumienie jej działania jest więc konieczne do pełnego poznania automatyki domowej!
Gdzie stosuje się tę sieć?
ZigBee to protokół transmisji danych w sieciach bezprzewodowych, wykorzystywany do dwustronnej komunikacji między urządzeniami. Dwustronność komunikacji oznacza, że każde urządzenie może zarówno odbierać, jak i wysyłać sygnał. Główną cechą nowego standardu komunikacyjnego miał być niski pobór energii oraz prosta, tania budowa. I to się udało.
Właściwie trudno sobie wyobrazić Smart Home bez technologii ZigBee. Wykorzystuje się ją do zarządzania urządzeniami ułatwiającymi codzienne użytkowanie domu (sterowanie oświetleniem, roletami, ogrzewaniem), ale także do zwiększenia bezpieczeństwa (czujniki, alarmy).
Przy czym nie chodzi tylko o zdalną obsługę urządzeń, a o tworzenie między nimi wymyślonych przez użytkownika zależności. Na przykład: kiedy czujnik ruchu wykryje obecność domownika, sygnał zostanie posłany dalej, na skutek czego zapali się światło, zamkną się rolety, wzrośnie temperatura. Odbywa się to automatycznie, bez udziału człowieka – raz zaprogramowane urządzenia wysyłają sobie wzajemnie sygnały do „działania”. Nowoczesna automatyka budynkowa opiera się na scenariuszach (regułach, zależnościach), które użytkownik tworzy sam.
Zalety sieci ZigBee
System ZigBee został stworzony do obsługi sieci domowej (PAN) i bardzo dobrze się do tego nadaje. Jego główne walory to:
- Niskie zużycie energii
- Natychmiastowy dostęp do sieci
- Łatwa obsługa
- Łatwa rozbudowa o kolejne elementy
- Uniwersalność: wiele kompatybilnych produktów różnych marek, te same normy częstotliwości na całym świecie
- Uwierzytelniona transmisja danych (bezpieczeństwo przesyłania)
- Szeroki zasięg transmisji: od 10 do 100 metrów
- Przystępna cena urządzeń obsługujących standard ZigBee
Jak to działa? Organizacja sieci
Domowa sieć ZigBee może być zorganizowana według trzech typologii: gwiazdy, drzewa, i kraty (inaczej: siatki, mesh). Chodzi o to, żeby pracujące w niej elementy – koordynator, wzmacniacz sygnału, końcowe urządzenia wykonawcze – dobrze realizowały schemat komunikacji, a tym samym pełniły swoją rolę w zautomatyzowanym domu.
- Gwiazda – Prosta typologia zastosowana np. w Bluetooth. Koordynatorem jest pojedyncze urządzenie i wszystkie pozostałe są względem niego podrzędne (slave) – komunikują się bezpośrednio z koordynatorem i tylko z nim.
- Drzewo – Typologia ma układ hierarchiczny. Koordynator jest „korzeniem” i zarządza „gałęziami”. Każdy węzeł posiada elementy sobie podległe. Urządzenia końcowe (wykonawcze) mogę się znajdować tylko na końcu gałęzi, nie komunikują się z innymi. Jedynie wykonują „polecenia”. W tym schemacie opóźnienia transmisji występują najczęściej.
- Krata (mesh) – Typologia siatkowa nie jest hierarchiczna. Tutaj każde urządzenie może się komunikować z innym – bezpośrednio albo za pomocą urządzenia pośredniczącego. Ta cecha poprawia funkcjonalność systemu, dlatego uznaje się, że to najlepszy typ organizacji sieci ZigBee. Możemy to zobrazować poniższym obrazkiem
ZigBee a technologia SALUS Controls
Technologia SALUS Controls opiera się na typologii kraty: po instalacji koordynatora, należy zamontować urządzenia zasilane napięciowo (one jednocześnie stają się repeaterami sieci, czyli zwiększają jej zasięg), a dopiero na końcu urządzenia zasilane bateryjnie. Dzięki temu komunikacja między wszystkimi elementami jest szybka i płynna. Urządzenia w standardzie ZigBee są koordynowane przez bramkę internetową, która w sieci domowej spina je w spójny system.
Różnica między ZigBee, Wi-Fi i Bluetooth
Nasuwa się więc wniosek, że ZigBee to coś w stylu Wi-Fi, czy Bluetooth. Istnieje jednak kilka znaczących różnic. Wi-Fi (Wireless Fidelity) to używany na całym świecie bezprzewodowy sposób łączności. Jest wykorzystywany zarówno w sieciach PAN (domowych), jak i we wszelkich miejscach użyteczności publicznej. Czym się różni od protokołu ZigBee? Przede wszystkim pobiera więcej mocy. Poza tym ZigBee tworzy siatkę połączeń między urządzeniami, poszerzając zasięg do 100m. Jedno urządzenie emituje sygnał na mniej więcej 10 metrów. W przypadku Wi-Fi potrzebne są dodatkowe repeatery, które zwiększą zasięg sieci. Z kolei oba standardy deklasują pod względem zasięgu technologię Bluetooth – tutaj zasięg wynosi tylko 10m. Zużycie energii jest niskie, lecz transfer danych wymaga łączności z innym urządzeniem obsługującym ten protokół. Stąd słynne “parowanie” urządzeń.
