Kifejezetten az intelligens otthonhoz tervezett vezeték nélküli rádióhálózat

Ebben a cikkben: A ZigBee vezeték nélküli kommunikáció tervezési célja ZigBee rádióhálózati alkalmazási területek; milyen eszközök vannak ebbe a hálózatba; a ZigBee Radio előnyei; intelligens otthonvezérlési forgatókönyvek.

Az emberiség több mint egy évszázadon keresztül különféle háztartási elektromos készülékeket használ, az elektromos fény világossá vált és megszokottá vált számunkra, mivel manapság szinte minden házban áramszolgáltatást kapnak. A háztartási elektromos készülékeket és eszközöket azonban valamilyen módon kell kezelni, ami arra kényszeríti a háztulajdonosokat, hogy ne csak a vezetékes tápegység tényleges kialakításával járó problémát oldják meg, hanem gondosan megtervezzék a kapcsolók, a különféle intelligens otthoni rendszerek vezérlőpaneleinek elhelyezési pontjait is. Ráadásul nem lehet pontosan figyelembe venni az összes szükséges kapcsoló helyzetét, és unalmas és tele van költséges tőkejavításokkal, hogy az új pontok alatt barázdáljuk a falakat. A ZigBee Radio alapú rendszer képes teljes mértékben megoldani ezt a problémát, és nem csak azt..

Vezeték nélküli hálózat az intelligens otthonhoz

Az elmúlt két évtizedben a vezeték nélküli kommunikációs hálózatok, mint például a Bluetooth és a wi-fi, széles körben elterjedtek és jól ismertek számunkra. Internet hálózatokhoz alkalmasak, de nem eléggé kényelmesek intelligens otthoni vezérlő rendszerekben való használatra, mivel az ilyen hálózatokhoz csatlakoztatott eszközök számának szűk korláta van, nagy energiafogyasztás, viszonylag lassú válasz (például Bluetooth esetén 3 másodperc), és ami fontos, a kapcsolat minősége az on-net eszközök közötti tervezési akadályoktól függ. A ZigBee protokollra épített hálózatok felülmúlják a többi hálózati megfelelőt a fent leírt pontokban.

A ZigBee Radio alapú hálózatok fejlesztése 1998-ban kezdődött a Philips kezdeményezésére, miután számos vezető fogyasztói és orvosi elektronikai vállalat mérnökei sikertelenül próbálták használni a Bluetooth-ot és a wi-fi-t alkalmazásukban. A ZigBee Szövetség, amely a megfelelő digitális rádióhálózatot fejleszti, ma több száz, a termék iránt érdeklődő globális vállalat képviselőit foglalja magában..

Okos otthon – alkalmazási terület a ZigBee Radio protokollokkal:

• háztartások szórakoztatására szolgáló háztartási készülékek (zenei és filmkészülékek);
• világítóberendezéseket, hőmérsékleti viszonyokat, biztonsági berendezéseket vezérlő vezérlők;
• riasztóvezérlők, amelyek felelősek az elektromos áram, a víz, a gáz, a tűz- és a füstrendszerek fogyasztásának ellenőrzéséért, az épülethez való hozzáférés irányításáért stb..

A ZigBee vezeték nélküli érzékelőhálózatokat háztartási és ipari területeken egyaránt használják, alkotóelemeik energiafogyasztása rendkívül alacsony, ami lehetővé teszi az eszközöknek két év megfelelő működését anélkül, hogy elemeket kellene feltölteni vagy cserélni. A válaszsebesség ilyen hálózatokban 0,015 másodperc, azaz 200-szor meghaladja a Bluetooth-hálózatok hasonló paramétereit.

A ZigBee rádióhálózatot alkotó eszközöket három típusra osztják: koordinátor, router és végkészülék.

A koordinációs eszköz felel a hálózati fa kialakításáért és a többi hálózat közötti kommunikációért, minden ZigBee Radio hálózatban van legalább egy ilyen eszköz, amely a hálózat működését elindítja. Ugyanakkor a koordinátor elvégzi a hálózati biztonság biztosításának és a hozzá csatlakoztatott eszközök konfigurálásának a feladatait. Az adatbázis tárolja a hálózati fa és a hálózatba tartozó összes eszköz információit – egy új eszköz felfedezésekor a koordinátor meghatározza annak belépését és szinkronizálja a hálózat működését, figyelembe véve ezt az eszközt.

A router továbbítja az adatcsomagokat a hálózati eszközök között és elindítja az alkalmazásokat. Az útválasztók teljes száma egy adott hálózatban az egyes eszközök által kiszolgált végpontok számától függ – egy routerhez legfeljebb 32 mobil vagy alvó csomópont csatlakoztatható. Mivel ezeknek az eszközöknek a működése a hálózati adatok folyamatos küldésével és fogadásával jár, azok egy helyhez kötött áramforráshoz vannak csatlakoztatva.

A végkészülék (mobil vagy alvó csomópont) csak egyetlen csomópontra képes információt fogadni és továbbítani (akár egy útválasztóval, akár egy koordinátorral), ez az eszköz nem vesz részt az eszközök közötti adatátvitelben, és célja a hálózati csomópontok terhelésének csökkentése, amely lehetővé teszi számukra az energiafogyasztás minimalizálását. A végberendezések alapvetően különféle végrehajtó vezérlők és érzékelők..

Hogyan lehet használni a ZigBee rádióhálózatot

A kábelezési termékek használatának egyik népszerű területe, amelyben a ZigBee technológiát alkalmazzák, az intelligens otthoni vezérlőrendszer által egy adott eseményre reagálva végrehajtott forgatókönyv-műveletek programozása. Ilyen esemény lehet egy adott kapcsológomb megérintése, az érzékelők egyikének jele (például a megvilágítás szintje, füst, páratartalom, hőmérséklet, mozgás stb.) Vagy egy időzítő.

Így egyetlen gomb lenyomásával a forgatókönyvet meghatározó műveletek sorozatát követik – egyes lámpacsoportok kialszanak, mások aktiválódnak, a redőnyök megváltoztatják helyzetüket, a fűtőberendezések hőmérsékleti rendszerét, a biztonsági rendszer működési módját stb..

A gombok megnyomása és az erre a megnyomáshoz beprogramozott szkriptek bekapcsolásakor a gomb közelében egy fényjelzés jelenik meg – a piros LED jelzi a forgatókönyv aktiválását, egy zöld jelzi az áramellátás jelenlétét (a gomb megnyomásakor piros fényre vált. A forgatókönyveket távolról is vezérelheti – távirányítóval vagy egy GSM-csatornán keresztül, okostelefonról.

Természetesen klasszikus huzalozással is felépíthetjük a szükséges hálózatokat, és programozhatjuk azokat bizonyos forgatókönyvekhez, de ehhez több tíz méteres kábel, több méteres barázdához lesz szükség a falakban, ez jelentős munkát és sok időt igényel, nem is beszélve az elkerülhetetlen nagyjavításról. És akkor – lehet-e előre látni a háztartások minden jövőbeni igényét egy ilyen munka során, mert egy idő múlva ezek az igények megváltoznak, akkor valamit meg akar változtatni, például kiegészíteni a meglévő rendszert új hálózati eszközökkel, ami új jelentős javításokat és új költségeket jelent?

Eközben az intelligens otthon rádióhálózatai nem igényelnek új távvezetékek elhelyezését és a kapcsolók elhelyezési pontjának megváltoztatását – vannak olyan megoldások a hagyományos huzalozáshoz, amelyek lehetővé teszik a vezeték nélküli hálózat kombinálását, feltéve, hogy a régi kapcsolók helyébe újak kerülnek, amelyek rádióegységgel vannak felszerelve.

Megoldások a hagyományos vezetékekhez

A ZigBee Radio alapú hálózatok vitathatatlan előnye az, hogy a hálózat résztvevőinek számát 65 000 eszközre lehet bővíteni, csomagokat küldhet és fogadhat a hálózaton belül 250 Kbps sebességgel, nincs szükség semleges (földelésre), ön-helyreállításra és konfigurálásra. Az egyik hálózati eszköz-útválasztó meghibásodása esetén a kapcsolat a parancs és az végrehajtó eszköz között nem szakad meg, mert minden egyes végrehajtó eszköz, ha szükséges, csatornákon keresztül továbbítja a parancsok rádiójeleit a hálózaton belüli eszközökre.

A ZigBee rádióegység mérete nem haladja meg a 25 mm-t, ezért az azzal felszerelt vezetéktartozékok szabványos méretű szerelőnyílásokba szerelhetők, és mivel nincs szükség elektromos vezetékekre, lehetővé teszi, hogy egy ilyen kapcsolót a helyiség bármely felületére felragasztva rögzítsen. És ha korábban fel kellett kelnie, és arra a pontra kellett mennie, ahol az eszközt elhelyezték, hogy megváltoztassa a fényerőt, értékelje a látogatót az ajtóban, csökkentse vagy növelje a helyiség hőmérsékletét, stb., Akkor a ZigBee Radio készülékeknél ez nem szükséges – csak forduljon az eszközhöz. bármilyen, háztartási tagok számára kényelmes helyen, például a kedvenc szék vagy az asztal közelében.

Házunk és apartmanjaink kényelme sok szempontból áll – mintegy 30–40 évvel ezelőtt a fő kritériumok külön fürdőszoba, szeméttároló és gáztűzhely jelenléte, buszmegálló vagy metrómegálló közelsége volt. Manapság a kényelem szintje közvetlenül függ a munkanapok utáni jó pihenéstől, a váltakozó munkavégzés lehetőségétől és a háztartási problémáktól. És a ZigBee Radio alapú rendszereket erre a célra tervezték..