زیگبی (Zigbee) چیست؟ آشنایی مختصر با ساختار و حالت‌های کاری
زیگ بی نمونه‌ای از یک شبکه هوشمند است که بین کمپانی‌های معتبر ارائه کننده خدمات برد کوتاه با هزینه کم و مشخصه دسته‌ای از پروتکل‌های ارتباط سطح بالا است که از فرستنده و گیرنده دیجیتال کم مصرف مبتنی بر IEEE802 برای شبکه‌های شخصی بی‌سیم با نرخ ارسال داده پایین استفاده میکنند. زیگبی به منظور استفاده از یک تکنولوژی ساده‌تر و ارزان‌تر از بلوتوث برای شبکه‌های 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 شبکه‌های زیگ بی سه نوع ابزار می‌توان یافت:
۱. هماهنگ کننده‌ها
۲. مسیریاب‌ها
۳. دستگاه‌های پایانه‌ای
هماهنگ کننده‌ها بر آرایش و امنیت شبکه نظارت میکنند، مسیریاب‌ها برد شبکه را گسترش می‌دهند و دستگاه‌های پایانه‌ای عملکردهای حسی یا کنترلی خاص را بر عهده دارند. با این حال اکثر این ابزارها میتوانند بیش از یک کارایی داشته باشند مثلا یک دستگاه می‌تواند در عین حال که تجهیزات روشنایی را کنترل می‌کند برای پیام‌هایی که از سایر قسمت‌های شبکه می‌آیند به عنوان مسیریاب عمل کنند.
مزایای 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 میکنند: دستگاه‌های با کاربرد کامل (FFD) و دستگاه با کاربرد کاهش یافته (RFD). تمامی آن‌ها باید آدرس‌های IEEE 64 بیتی داشته باشند، اگرچه آدرس‌های ۱۶ بیتی کوتاه را می‌توان برای کاهش سایز بسته، اختصاص داد. FFD ها غالباً از نوع هماهنگ کننده (coordinator) یا روتر هستند، در حالی که دستگاه‌های endpoint که با دنیای فیزیکی در تعامل هستند از نوع RFD می‌باشند. تمامی شبکه‌های ZigBee نیازمند یک هماهنگ کننده هستند. یک هماهنگ کننده شبکه را set up می‌کند، از تمامی گره‌های تشکیل دهنده مطلع است، اطلاعات را مدیریت و ذخیره می‌کند، به عنوان مخزن برای کلیدهای امنیتی عمل می‌کند و اطلاعات فرستاده شده و دریافت شده درون شبکه را مدیریت می‌کند. روترها به عنوان میانجی عمل کرده و اطلاعات را بین دستگاه‌ها channeling میکنند.
دستگاه‌های endpoint کاربرد محدود دارند، تا هزینه و پیچیدگی سیستم را کاهش دهند. همچنین آن‌ها دستگاه‌هایی با ارزان‌ترین هزینه ساخت هستند. آن‌ها 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 می‌کند: beacon mode (مد برج دیده بانی) و non-beacon mode. Beacon mode برای هماهنگ کننده‌هایی که با باطری کار میکنند می‌باشد و لذا حداکثر ذخیره انرژی را دارد، در حالی که non-beacon mode برای هماهنگ کننده‌هایی است که با برق کار میکنند. در شبکه‌های با beacon، هماهنگ کننده به صورت پریودیک بیدار شده و beacon هایی را به روترها در شبکه اش ارسال می‌کند. این beacon ها سایر گره‌ها را بیدار میکنند تا از وارد شدن یا نشدن پیام جدید با خبر شوند. اگر هیچ اثری دیده نشد، هم گره‌ها و هم هماهنگ کننده‌ها بار دیگر به خواب می‌روند. شبکه‌های beacon دار از شکاف‌های زمانی ضمانت شده استفاده میکنند؛ به عبارتی دیگر دستگاه تنها زمانی فعال است که یک بیکن فرستاده می‌شود. نتیجه اش آن سیکل وظیفه کوتاه‌تر و طول عمر بیشتر باطری است.
در مد non-beacon، برخی دستگاه‌ها همواره فعال هستند و سایرین در خواب می‌باشند. هماهنگ کننده و دریافت کننده‌های روترها هیچ گاه به خواب نمی‌روند زیرا امکان دارد هریک از گره‌ها بیدار شده و با آن‌ها ارتباط برقرار کند. اگرچه مد non-beacon نیازمند یک منبع انرژی قوی (برق) است و انرژی بیشتری مصرف می‌کند، مصرف توان کلی اش پایین است چرا که بیشتر دستگاه‌های شبکه میتوانند در طی مدت زمان طولانی غیرفعال باقی بمانند.
حتی در آرایش کامل دستگاه‌های ZigBee با اختلاف زیاد، از نظر مصرف انرژی، نسبت به دستگاه‌های RF اولیه، WiFi و همچنین بلوتوث مقرون به صرفه‌تر هستند. رادیوهای مبتنی بر ZigBee تنها برای ارسال و دریافت بیدار می‌شوند. نتیجتاً دستگاه‌های باطری دار سیکل وظیفه کوچک‌تر و مصرف توان کمتر را نشان می‌دهند.
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 و یا اشتباهی در این قسمت ما را مجبور به پرداخت هزینه‌های 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 صرفه‌تر هستند.
بسیار ایمن و بدون نویز هستند. هزینه و مصرف برق را کاهش می‌دهند.