آشنایی مختصر با Zigbee

زیگ بی نمونه ای از یک شبکه هوشمند است که بین کمپانیهای معتبر ارائه کننده خدمات برد کوتاه با هزینه کم و مشخصه دسته ایی از پروتکل های ارتباط سطح بالا است که از فرستنده و گیرنده دیجیتال کم مصرف مبتنی بر IEEE802 برای شبکه های شخصی بیسیم با نرخ ارسال داده پایین استفاده می کنند. زیگبی به منظور استفاده از یک تکنلوژی ساده تر و ارزانتر از بلوتوث برای شبکه های شخصی به وجود آمدهاست، به کمک زیگ بی میتوان بیش از ۶۴۰۰۰ وسیله را به طور بیسیم از طریق شبکه به هم وصل کرد.

در شبکه های زیگ بی سه نوع ابزار می توان یافت:

 ۱. هماهنگ کننده ها

۲. مسیریاب ها

۳. دستگاه های پایانه ای

هماهنگ کننده ها بر آرایش و امنیت شبکه نظارت میکنند، مسیریاب ها برد شبکه را گسترش می دهند و دستگاه های پایانه ای عملکرد های حسی یا کنترلی خاص را بر عهده دارند. با این حال اکثر این ابزارها میتوانند بیش از یک کارایی داشته باشند مثلا یک دستگاه می تواند در عین حال که تجهیزات روشنایی را کنترل میکند برای پیام هایی که از سایر قسمت های شبکه می آیند به عنوان مسیریاب عمل کنند.

مزایا Zigbee :

۱. ارزان بودن و نصب بسیار ساده

۲. امنیت بالا

۳. عمر بالا

۴. کم هزینه

چگونگی کار کردن ZigBee :

ZigBee و استاندارد ۸۰۲.۱۵.۴ دو دستگاه مختلف را برای شبکه فراهم می کنند: دستگاه های با کاربرد کامل (FFD) و دستگاه با کاربرد کاهش یافته (RFD). تمامی آن ها باید آدرس های IEEE 64 بیتی داشته باشند، اگرچه آدرس های ۱۶ بیتی کوتاه را می توان برای کاهش سایز بسته، اختصاص داد. FFD ها غالباً از نوع هماهنگ کننده (coordinator) یا روتر هستند، در حالی که دستگاه های endpoint که با دنیای فیزیکی در تعامل هستند از نوع RFD می باشند. تمامی شبکه های ZigBee نیازمند یک هماهنگ کننده هستند. یک هماهنگ کننده شبکه را set up می کند، از تمامی گره های تشکیل دهنده مطلع است، اطلاعات را مدیریت و ذخیره می کند، به عنوان مخزن برای کلیدهای امنیتی عمل می کند و اطلاعات فرستاده شده و دریافت شده درون شبکه را مدیریت می کند. روترها به عنوان میانجی عمل کرده و اطلاعات را بین دستگاه ها channeling می کنند.

دستگاه های endpoint کاربرد محدود دارند، تا هزینه و پیچیدگی سیستم را کاهش دهند. همچنین آن ها دستگاه هایی با ارزان ترین هزینه ساخت هستند. آن ها نیازمند حافظه محدود هستند و غالباً تنها با دنیای فیزیکی تعامل دارند.

برای فعال سازی انواع مختلف ترافیک داده دو طرفه، ZigBee در دو مد اصلی کار می کند: beacon mode (مد برج دیده بانی) و non-beacon mode. Beacon mode برای هماهنگ کننده هایی که با باطری کار می کنند می باشد و لذا حداکثر ذخیره انرژی را دارد، در حالی که non-beacon mode برای هماهنگ کننده هایی است که با برق کار می کنند. در شبکه های با beacon، هماهنگ کننده به صورت پریودیک بیدار شده و beacon هایی را به روترها در شبکه اش ارسال می کند. این beacon ها سایر گره ها را بیدار می کنند تا از وارد شدن یا نشدن پیام جدید با خبر شوند. اگر هیچ اثری دیده نشد، هم گره ها و هم هماهنگ کننده ها بار دیگر به خواب می روند. شبکه های beacon دار از شکاف های زمانی ضمانت شده استفاده می کنند؛ به عبارتی دیگر دستگاه تنها زمانی فعال است که یک بیکن فرستاده می شود. نتیجه اش آن سیکل وظیفه کوتاه تر و طول عمر بیشتر باطری است.

در مد non-beacon، برخی دستگاه ها همواره فعال هستند و سایرین در خواب می باشند. هماهنگ کننده و دریافت کننده های روترها هیچ گاه به خواب نمی روند زیرا امکان دارد هریک از گره ها بیدار شده و با آن ها ارتباط برقرار کند. اگرچه مد non-beacon نیازمند یک منبع انرژی قوی (برق) است و انرژی بیشتری مصرف می کند، مصرف توان کلی اش پایین است چرا که بیشتر دستگاه های شبکه می توانند در طی مدت زمان طولانی غیرفعال باقی بمانند.

حتی در آرایش کامل دستگاه های ZigBee با اختلاف زیاد، از نظر مصرف انرژی، نسبت به دستگاه های RF اولیه، WiFi و همچنین بلوتوث مقرون به صرفه تر هستند. رادیوهای مبتنی بر ZigBee تنها برای ارسال و دریافت بیدار می شوند. نتیجتاً دستگاه های باطری دار سیکل وظیفه کوچکتر و مصرف توان کمتر را نشان می دهند.

کاربردها:

۱. در صنعت

۲. کنترل خانه

۳. در پزشکی

و….

جمع بندی:

با توجه به اهمیت بالای ارسال اطلاعات در حوزه تله مدیسین هر گونه خلل ویا اشتباهی در این قسمت ما را مجبور به پرداخت هزینه های سنگین مالی و جانی خواهد کرد.

حتی در آرایش کامل دستگاههای زیگبی با اختلاف زیاد از نظر مصرف انرژی نسبت به وای فای و بلوتوث به صرفه تر هستند.

بسیار ایمن و بدون نویز هستند. هزینه و مصرف برق را کاهش میدهند.