autor: Carlos Paras
Aktualizováno: Listopad 30, 2021
Zigbee je jedním z mnoha způsobů připojení inteligentních domácích zařízení přes bezdrátovou síť. V tomto článku vysvětlím, jak Zigbee funguje a proč je užitečný ve světě domácí automatizace.
co je Zigbee? Zigbee je nízkoenergetický bezdrátový komunikační protokol postavený na standardu IEEE 802.15.4 pro low-rate personal area networks (LR-WPAN). Je považována za energeticky účinnější a nákladově efektivnější alternativu k tradičním technologiím Bluetooth a Wi-Fi.
SPECIFIKACE Zigbee existuje již více než 15 let. Nejčastěji se používá v domácnostech a budovách k bezdrátovému připojení automatizačních a bezpečnostních zařízení k internetu.
zařízení, jako jsou inteligentní termostaty, inteligentní spínače světla a inteligentní zámky, mohou být propojena v bezdrátové síti, kterou lze spravovat na rozhraní smartphonu nebo počítače.
Zigbee se také používá v jiných aplikacích, jako je zdravotní péče, inteligentní energie, dálkové ovládání a maloobchodní služby.
chytré domácí nabídky @ Amazon
síť Zigbee Mesh
co odlišuje Zigbee od ostatních komunikačních protokolů je, že přenos dat není pouze point-to-point mezi dvěma vysoce výkonnými zařízeními. Místo toho zařízení ZigBee fungují jako síťová síť, která může uživatelům poskytnout větší spolehlivost.
co je síťová síť? Síťová síť je topologie místní sítě, kde jsou zařízení v její infrastruktuře vzájemně propojena.
všechna zařízení v síťové síti spolupracují na efektivním přenosu dat do nebo z jiných zařízení.
tři nejběžnější příklady sítí mesh jsou LAN (local area network), VLAN (virtual LAN) nebo WLAN(wireless LAN). Používá se jedno decentralizované připojení, ať už se jedná o částečnou topologii sítě nebo úplnou topologii sítě.
v částečné topologii sítě jsou některá zařízení připojena ke každému zařízení v síti, zatímco jiná zařízení jsou připojena pouze k zařízením, se kterými si vyměňují informace.
úplná topologie sítě, jako ta, kterou používá Zigbee, je místo, kde je každé zařízení připojeno ke každému jinému zařízení v síti.
v síti Zigbee vysílají zařízení signály v krátké vzdálenosti (10 až 100 metrů), ale protože ZigBee využívá síťovou síť, každé zařízení funguje jako opakovač a může rozšířit komunikační dosah.
kromě toho jsou sítě mesh „samoléčebné“, což znamená, že pokud jedno zařízení nepřenáší a nevydá signál, jiné zařízení v síti může signál zachytit a pokračovat v jeho odesílání do cílového zařízení.
interoperabilita Zigbee
všechna zařízení s podporou Zigbee jsou interoperabilní. To znamená, že i když jsou zařízení vyráběna různými výrobci, lze mezi nimi dosáhnout vzájemného propojení.
řekněme například, že máte inteligentní spínač světla vyrobený jedním výrobcem a inteligentní žárovku vyrobenou jiným výrobcem. Pokud jsou obě zařízení povolena Zigbee, budou schopni spolu komunikovat a spínač světla bude schopen zapnout nebo vypnout žárovku.
na druhou stranu, pokud je povoleno pouze jedno ze zařízení Zigbee, zařízení nebudou schopna vzájemně komunikovat nebo spolupracovat.
Jak Přípravek Zigbee Působí?
obrázek se svolením: Inteligentní domácí zařízení Philips
jsou vybavena malými rádiovými vysílači, které umožňují bezdrátové připojení. Tyto vysílače odesílají a přijímají data prostřednictvím osobní sítě, ke které máte přístup pouze vy.
Zigbee používá tři typy zařízení, aby bylo možné propojit síť a komunikaci: koordinátor Zigbee (ZC), směrovač Zigbee (ZR) a koncové zařízení Zigbee (ZED).
koordinátor Zigbee
koordinátor Zigbee vytváří základnu (nebo kořen) sítě. Každá síť musí mít jednoho (a pouze jednoho) koordinátora Zigbee, který spravuje síťové funkce a ukládá informace o síti.
koordinátor vytvoří síť výběrem kanálu, který bude použit pro síťovou komunikaci.
koordinátor také slouží jako centrum důvěry pro síť správou a distribucí bezpečnostních klíčů. Tento proces umožňuje ostatním zařízením připojit se nebo opustit síť. Koordinátor Zigbee musí být neustále napájen a nemůže spát.
Zigbee Router
Zigbee Router umožňuje spuštění aplikačních funkcí. Slouží jako přechodný směrovač mezi jinými zařízeními, která sdílejí nebo vyměňují informace. Může odesílat, přijímat a směrovat informace v rámci své vlastní sítě nebo mezi jinými stávajícími sítěmi.
je také schopen udělit povolení dalším směrovačům a koncovým zařízením pro připojení k síti. Směrovač Zigbee nemůže spát a musí být neustále napájen.
koncové zařízení Zigbee
koncové zařízení Zigbee může komunikovat pouze se směrovačem Zigbee nebo koordinátorem Zigbee. Jedná se o nejzákladnější typ zařízení v síti Zigbee. Může odesílat nebo přijímat pouze informace a je obvykle napájen z baterie.
koncové zařízení nemůže směrovat informace do jiných zařízení, a proto nevyžaduje mnoho paměti. Rovněž nemůže povolit připojení dalších zařízení k síti.
koncová zařízení Zigbee se nepoužívají často, což jim umožňuje spát po dlouhou dobu, což prodlužuje životnost baterie.
Zigbee Radio Bands
obrázek se svolením: Yale
ZigBee pracuje na rádiových frekvenčních pásmech ISM. Zkratka ISM znamená “ průmyslové, vědecké a lékařské.“Každá osoba nebo společnost může využívat vysokofrekvenční energii v těchto pásmech pro účely související s průmyslovými, vědeckými nebo lékařskými činnostmi.
pásma ISM nejsou určena k použití pro telekomunikační účely. Z větší části se rádiová pásma ISM používají pro bezdrátové komunikační systémy s nízkým výkonem, jako jsou Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi a RFID (radiofrekvenční identifikace).
rádiová pásma ISM se také používají pro radiofrekvenční vytápění (což je způsob, jakým mikrovlnné trouby vaří jídlo) a lékařské diatermické stroje.
ZigBee komunikace má velmi nízkou latenci, což znamená, že přenos dat probíhá rychle bez velkého zpoždění. Každé zařízení s podporou Zigbee má v sobě integrovaný speciální čip Zigbee.
každý čip obsahuje mikrokontroléry a rádia, která umožňují zařízením vzájemně komunikovat.
ZigBee pracuje na pásmu ISM 2,4 GHz na většině míst po celém světě. I když existují i jiná místa, kde Zigbee může pracovat na nižších frekvencích.
například v Číně můžete použít pásmo 784 MHz pro Zigbee a v Evropě můžete použít pásmo 868 MHz. V Austrálii a ve Spojených státech můžete použít pásmo 915 MHz.
zatímco Zigbee je schopen pracovat na více frekvenčních pásmech, obvykle se používá v pásmu 2.4 GHz.
pásmo 2.4 GHz může mít rychlost přenosu dat až 250 kilobajtů za sekundu. Pásmo 868 MHz má datovou rychlost 20 kilobajtů za sekundu. A pásmo 915 MHz má datovou rychlost 40 kilobajtů za sekundu.
historie Zigbee a ZigBee Alliance
1990 byl hlavní desetiletí pro inovace bezdrátových komunikačních technologií. Bluetooth se objevil v roce 1994 a Wi-Fi v roce 1997, zatímco Zigbee byl vyvinut v roce 1998.
v roce 2002 se několik technologických společností spojilo a založilo Alianci Zigbee. Jejich účelem je spravovat standard Zigbee, propagovat jeho použití a distribuovat aplikační profily pro jiné společnosti, které používají ve svých technologických produktech.
tyto profily umožňují různým výrobcům vyrábět produkty s podporou Zigbee, které budou moci spolupracovat a sdílet informace s ostatními produkty s podporou Zigbee.
existují tři úrovně členství v Alianci Zigbee: úroveň osvojitele, úroveň účastníka a úroveň Promotora.
úroveň osvojitele dává členům právo na přístup k dokončeným standardům a specifikacím Zigbee. Mezi členy osvojitele patří ARC Technology Company Limited, Emporia Energy, Verizon, SmartPlus Inc., AXIS Labs Inc., Katapultové technologie a nosič.
úroveň účastníka dává členům právo hlasovat a ovlivňovat budoucí vývoj Zigbee. Mají také nárok na včasný přístup ke standardům a specifikacím vývoje produktů.
mezi účastníky patří V-Mark Universal Electronics, Toshiba, Telink Semiconductor, Data Communications Company, Samsung, Bosch, Lowe ‚ s, IKEA a Spectrum.
úroveň promotéra má konečné schválení nad všemi normami. Jsou součástí představenstva ZigBee Alliance a každé pracovní skupině dávají automatická hlasovací práva.
mezi největší promotory patří Amazon, Comcast, Huawei, MMB Networks, NXP, Legrand a Texas Instruments.
od svého vzniku se Aliance Zigbee rozšířila na více než 400 různých organizací ve 37 zemích po celém světě.
standardizace Zigbee proběhla v roce 2003 a ratifikace specifikace IEEE 802.15.4 proběhla v roce 2004. Následující rok byla veřejná dostupnost SPECIFIKACE Zigbee oznámena 13. června 2005.
Zigbee Security
obrázek s laskavým svolením: SmartThings
ZigBee využívá 128bitové šifrování AES a je postaven na bezpečnostním modelu definovaném v IEEE 802.15.4 Standardní. Sítě a zařízení Zigbee používají ke komunikaci dva typy bezpečnostních klíčů: síťový klíč a odkazový klíč.
síťový klíč
síťový klíč je sdílen a používán všemi zařízeními v síti k bezpečnému přenosu zpráv. Je generován centrem důvěry (které je nejčastěji koordinátorem v síti) a je odesláno do všech nových zařízení, která se připojují k síti.
odkazový klíč
síťový klíč není nikdy odeslán do zařízení nešifrovaných. Centrum důvěry je předkonfigurováno pomocí propojovacího klíče, který se používá k ochraně síťového klíče, když je přenášen do spojovacích zařízení.
linkové klíče se také používají pro šifrovanou komunikaci mezi dvěma zařízeními. Tyto jedinečné propojovací klíče jsou sdíleny pouze mezi oběma zařízeními a jsou generovány a poskytovány centrem důvěry.
Zigbee bezpečnostní modely
ZigBee nabízí dva typy bezpečnostních modelů: distribuované a centralizované. Tyto dva modely se liší tím, jak umožňují připojení nových zařízení k síti a jak zabezpečují komunikaci v celé síti.
distribuovaný bezpečnostní Model
distribuovaný bezpečnostní model je jednoduchý, ale méně bezpečný typ systému. Skládá se ze dvou typů zařízení, směrovačů a koncových zařízení. Když je router zapnutý, může vytvořit distribuovanou bezpečnostní síť, pokud nezjistí existující síť.
v tomto typu sítě může každý směrovač Povolit připojení dalších směrovačů a koncových zařízení vydáním síťového klíče. Všechna zařízení v distribuované bezpečnostní síti používají pro šifrování zpráv stejný síťový klíč.
aby se routery a zařízení mohly připojit k síti, musí mít předem nakonfigurovaný odkazový klíč. Tento odkazový klíč se používá k šifrování síťového klíče při jeho předávání nově připojeným zařízením.
Model centralizovaného zabezpečení
model centralizovaného zabezpečení poskytuje vyšší úroveň zabezpečení, což činí systém trochu komplikovanějším. Kromě směrovačů a koncových zařízení zahrnuje tento model i třetí typ zařízení: koordinátor sítě nebo centrum důvěry.
centrum důvěry tvoří centralizovanou bezpečnostní síť konfigurací a ověřováním zařízení, která se připojují k síti. Generuje síťový klíč, který každé zařízení použije pro šifrování zpráv v celé síti. Tento síťový klíč lze pravidelně aktualizovat (automaticky nebo na vyžádání), aby se snížilo riziko hackování.
Centrum důvěryhodnosti také distribuuje jedinečný klíč odkazu centra důvěryhodnosti zařízením, když se připojují k síti. Tento klíč odkazu používají zařízení k bezpečné komunikaci s centrem důvěry.
Zigbee výhody
abychom to shrnuli, ZigBee nabízí levný, nízkoenergetický, vysoce spolehlivý a bezpečný způsob bezdrátového připojení zařízení přes internet. Se stovkami dostupných inteligentních domácích zařízení Zigbee není divu, proč je Zigbee tak populární a tak široce používaný.
doporučené produkty
- PREMIUM SOUND: bohatý, podrobný zvuk, který se automaticky přizpůsobí každé místnosti. Podporuje bezztrátový HD zvuk dostupný na select…
- hlasové ovládání hudby: Streamujte skladby z Amazon Music, Apple Music, Spotify, SiriusXM a dalších. HD vyžaduje kompatibilní…
- SMART HOME HUB: vestavěný rozbočovač pro hlasové ovládání kompatibilních světel, zámků a senzorů. Snadno nastavit kompatibilní zařízení Zigbee…
- ALEXA je připravena pomoci: nastavit časovače, připomenutí a alarmy. Alexa odpovídá na otázky jako “ Alexo, kolik je hodin?“
- začněte své rutiny pohybem – zapněte kompatibilní světla, Zahrajte si Briefing blesku nebo zapněte kávovar, když jste…
- seznamte se s Echo Plus-stejný skvělý zvuk jako naše Echo (3. Gen) s vestavěným rozbočovačem Zigbee PRO snadné nastavení a ovládání vašeho…
- užijte si prémiový zvuk-Přizpůsobte si zážitek z poslechu úpravou nastavení ekvalizéru. Nebo spárujte s druhou ozvěnou…
- hlasové ovládání vaší hudby-požádejte Alexu o píseň, umělce nebo žánr z Amazon Music, Apple Music, Spotify, Pandora, SiriusXM,…
- hlasové ovládání inteligentní domácnosti – Zapněte světla , nastavte termostaty, zamkněte dveře a další pomocí kompatibilních připojených zařízení….
- Udržujte svou rodinu v synchronizaci-Používejte zařízení Alexa jako interkom a promluvte si s jakoukoli místností v domě s poklesem a…
- Alexa vám může ukázat ještě více – s obrazovkou 10.1″ HD, která je navržena tak, aby se s vámi pohybovala, videohovory, recepty a show jsou…
- Zůstaňte v rámečku – videohovor s přáteli a rodinou nebo pořiďte snímek, zatímco 13 MP fotoaparát s automatickým rámováním a pohybem vás udrží…
- Smart home made simple-nastavení kompatibilních zařízení Zigbee nebo inteligentních produktů bez samostatného rozbočovače. Požádejte Alexu, aby vám to ukázala…
- podívejte se kolem sebe, když jste pryč-bezpečně přistupovat vestavěný fotoaparát na dálku sledovat svůj domov kdykoliv s…
- tolik zábavy-požádejte Alexu, aby hrála vaše oblíbené pořady, hudbu a podcasty z Prime Video, Netflix, Amazon Music,…
- Prémiové reproduktory s Dolby zpracováním umožňují streamovat hudbu a knihy v ostrém stereofonním zvuku. S živým 10,1 “ HD displejem…
- Spojte se s videohovory a zprávami – uskutečňujte videohovory komukoli se Skype, aplikací Alexa, Echo Spot nebo Echo…
- vyrobeno tak, aby vyhovovalo vašemu životu-požádejte Alexu, aby viděla texty a alba s Amazon Music. Snadno aktualizovat seznamy úkolů a kalendáře….
- velká zábava – Sledujte oceněné filmy a pořady z Prime Video a Netflix nebo živou televizi a sport s Hulu…
- váš nový společník v kuchyni – vařte spolu s kuchyňskou sítí potravin, nastavte časovače a alarmy a přidejte položky do svých nákupů…
- Konektivita: Bezdrátově připojte a ovládejte širokou škálu kompatibilních inteligentních zařízení od 40 + partnerských značek, včetně…
- domácí automatizace: Naučte rozbočovač své dobré ráno, sbohem, Dobrou noc a další rutiny pro automatické zapnutí zařízení nebo…
- 24/7 Monitoring: příjem app upozornění z připojených zařízení, když je neočekávaná aktivita ve vaší domácnosti. Materiál:…
- hlasové ovládání: použijte hlasové příkazy k ovládání připojených zařízení pomocí SmartThings a Google Assistant
- vylepšené řešení pro kutily: vylepšené vedení při nástupu pro snadnější nastavení. Hub se připojuje k Wi-Fi, takže nemusí být připojen…
- hlasové ovládání: pracuje s Alexou a Asistentem Google (zařízení se prodávají samostatně)
- připojte všechna inteligentní zařízení: snadno připojte a spravujte svůj inteligentní domácí ekosystém pomocí Wink Hub 2. Kompatibilní se všemi…
- jedna jednoduchá aplikace: Ovládejte všechna inteligentní zařízení Vašeho domova bez ohledu na to, kde se nacházíte, pomocí aplikace Wink na smartphonu….
- konečná Kompatibilita: Wink Hub 2 umožňuje připojit a ovládat více než 400 inteligentních domácích zařízení, včetně zařízení vyrobených společností Nest…
- největší podpora protokolu: Wink Hub 2 podporuje Bluetooth LE, ZigBee, Z-Wave, Kidde a Lutron Clear Connect. Pracovat…
- jednoduché začít; nastavte náladu 16 miliony barev. Ovládejte inteligentní světla Philips Hue pouhým dotykem…
- životnost: 22 let nebo 25 000 hodin životnosti (na základě průměrného využití v průmyslu), Energy Star Certified
- předchozí zákazníci Hue; toto inteligentní světlo, i když je kompatibilní s technologií Bluetooth, bude i nadále pracovat s vaším Hubem Hue a může být…
- nastavte správnou náladu: Upravte svůj domov s barevnými akcenty nebo nastavte zábavné světlé barvy pro vaši příští párty. Podpořte své…
- certifikováno pro člověka: bez boje, bez drátků, bez stresu. Není potřeba trpělivost—jsou ve skutečnosti jednoduché.
- nejtenčí dotyková obrazovka na trhu od značky # 1 smart lock v roce 2017, hlasoval CEPro
- pracuje přímo s Echo Plus, není vyžadován žádný rozbočovač, takže můžete zamknout a odemknout tím, že požádáte Alexu
- odemknout pomocí zadání jedinečného pin kódu na podsvícené dotykové klávesnici zamkněte dveře za Vámi pouhým klepnutím…
- 100 procent bez klíčů znamená, že zámek je odolný proti manipulaci, takže je bezpečnější než tradiční závorky, o které se nikdy nebudete muset starat…
- pracuje s inteligentními domácími a poplašnými systémy Zigbee včetně Xfinity Home, Samsung SmartThings a Iris.Tvář Vrtání Dims: 2 1/8…
- inteligentní ovládání: s inteligentní zástrčkou Innr můžete připojit všechna tradiční světla k inteligentnímu osvětlovacímu systému a zapnout a…
- PRACUJE S PHILIPS HUE*: Připojuje se přímo k rozbočovačům kompatibilním s ZigBee, včetně zařízení Philips Hue*, SmartThings a Alexa…
- vhodné pro hlasové ovládání: spárujte inteligentní zástrčky s kompatibilním rozbočovačem a aktivujte úplné hlasové ovládání s Alexou a…
- kompaktní provedení: kompaktní konstrukce neblokuje sousední zásuvky.
- funguje jako RANGE EXTENDER: používá síťovou síť ke zvýšení rozsahu dalších zařízení Zigbee ve vaší síti, která jsou…