Szerző: Carlos Paras
frissítve: November 30, 2021
a Zigbee az intelligens otthoni eszközök vezeték nélküli hálózaton keresztüli csatlakoztatásának számos módja. Ebben a cikkben elmagyarázom, hogyan működik a Zigbee, és miért hasznos az otthoni automatizálás világában.
mi az a Zigbee? A Zigbee egy alacsony fogyasztású vezeték nélküli kommunikációs protokoll, amely az IEEE 802.15.4 szabványra épül az alacsony sebességű személyi hálózatok (LR-WPAN) számára. A hagyományos Bluetooth és Wi-Fi technológiák energiahatékonyabb és költséghatékonyabb alternatívájaként tartják számon.
a ZigBee specifikáció már több mint 15 éve létezik. Leggyakrabban otthonokban és épületekben használják az automatizálási és biztonsági eszközök vezeték nélküli csatlakoztatására az internethez.
az olyan eszközök, mint az intelligens termosztátok, az intelligens fénykapcsolók és az intelligens zárak, vezeték nélküli hálózathoz csatlakoztathatók, amelyet okostelefonon vagy számítógépes interfészen lehet kezelni.
a Zigbee-t más alkalmazásokban is használják, mint például az egészségügy, az intelligens energia, a távirányítók és a kiskereskedelmi szolgáltatások.
okosotthon ajánlatok @ Amazon
a Zigbee Mesh Network
ami megkülönbözteti a Zigbee-t a többi kommunikációs protokolltól, az az, hogy az adatátvitel nem kizárólag pont-pont két nagy teljesítményű eszköz között. Ehelyett a Zigbee eszközök hálós hálózatként működnek, amely nagyobb megbízhatóságot biztosít a felhasználók számára.
mi az a mesh hálózat? A hálós hálózat egy helyi hálózati topológia, ahol az infrastruktúrájában lévő eszközök összekapcsolódnak egymással.
a mesh hálózat összes eszköze együtt működik, hogy hatékonyan továbbítsa az adatokat más eszközökre vagy más eszközökről.
a hálós hálózatok három leggyakoribb példája a LAN (helyi hálózat), a VLAN (virtuális LAN) vagy a WLAN (vezeték nélküli LAN). Egy decentralizált kapcsolatot alkalmaznak, legyen szó részleges hálós topológiáról vagy teljes hálós topológiáról.
részleges hálós topológiában egyes eszközök a hálózat minden eszközéhez kapcsolódnak, míg más eszközök csak azokhoz az eszközökhöz kapcsolódnak, amelyekkel információt cserélnek.
a ZigBee által használt teljes hálós topológia az, ahol minden eszköz csatlakozik a hálózat minden más eszközéhez.
egy Zigbee hálózatban az eszközök rövid távolságra (10-100 méter) továbbítják a jeleket, de mivel a Zigbee hálós hálózatot használ, minden eszköz ismétlőként működik, és kiterjesztheti a kommunikációs tartományt.
ezenkívül a hálós hálózatok “öngyógyítóak”, ami azt jelenti, hogy ha az egyik eszköz nem képes jelet továbbítani és továbbítani, akkor a hálózatban lévő másik eszköz felveszi a jelet, és továbbküldi azt a megcélzott eszközre.
Zigbee interoperabilitás
minden Zigbee-kompatibilis eszköz interoperábilis. Ez azt jelenti, hogy még akkor is, ha az eszközöket különböző gyártók gyártják, összekapcsolhatóság érhető el közöttük.
tegyük fel például, hogy van egy intelligens villanykapcsolója, amelyet az egyik gyártó készített, és egy másik gyártó által készített intelligens villanykörte. Ha mindkét eszköz ZigBee-kompatibilis, akkor képesek lesznek kommunikálni egymással, a villanykapcsoló pedig be-vagy kikapcsolhatja az izzót.
másrészt, ha csak az egyik eszköz ZigBee-kompatibilis, akkor az eszközök nem lesznek képesek kommunikálni vagy dolgozni egymással.
Hogyan Működik A Zigbee?
Kép jóvoltából: Philips
az intelligens otthoni eszközök apró rádióadókkal vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a vezeték nélküli kapcsolatot. Ezek az adók olyan személyes hálózaton keresztül küldenek és fogadnak adatokat, amelyhez csak Ön férhet hozzá.
a ZigBee három eszköztípust használ a hálózati összekapcsolhatóság és kommunikáció lehetővé tételéhez: a ZigBee koordinátor (ZC), a Zigbee Router (ZR) és a Zigbee End Device (ZED).
Zigbee koordinátor
a ZigBee koordinátor létrehozza a hálózat alapját (vagy gyökerét). Minden hálózatnak rendelkeznie kell egy (és csak egy) Zigbee koordinátorral, amely kezeli a hálózati funkciókat és tárolja a hálózati információkat.
a koordinátor úgy hozza létre a hálózatot, hogy kiválasztja, melyik csatornát használja a hálózati kommunikációhoz.
a koordinátor a biztonsági kulcsok kezelésével és terjesztésével a hálózat bizalmi központjaként is szolgál. Ez a folyamat lehetővé teszi más eszközök csatlakozását vagy elhagyását a hálózathoz. A Zigbee koordinátornak állandóan árammal kell rendelkeznie, és nem tud aludni.
Zigbee Router
a Zigbee Router lehetővé teszi az alkalmazás funkcióinak futtatását. Közbenső útválasztóként szolgál más eszközök között, amelyek információkat osztanak meg vagy cserélnek. Információkat küldhet, fogadhat és irányíthat a saját hálózatán belül vagy más meglévő hálózatok között.
arra is képes, hogy engedélyt adjon más útválasztóknak és végberendezéseknek a hálózathoz való csatlakozásra. A Zigbee Router nem tud aludni, és folyamatosan kell táplálni.
Zigbee End Device
a Zigbee End Device csak a Zigbee routerrel vagy a Zigbee koordinátorral tud kommunikálni. Ez a legalapvetőbb eszköztípus a Zigbee hálózatban. Csak információkat küldhet vagy fogadhat, és általában akkumulátorral működik.
a végkészülék nem tudja továbbítani az információkat más eszközökhöz, ezért nem igényel sok memóriát. Azt is nem teszi lehetővé, hogy más eszközök csatlakozzanak a hálózathoz.
a Zigbee Végberendezéseket nem használják gyakran, lehetővé téve számukra, hogy hosszú ideig aludjanak, ami meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát.
Zigbee Rádió sávok
Kép jóvoltából: Yale
a Zigbee ISM rádiófrekvenciás sávokon működik. Az ISM rövidítés jelentése: “ipari, tudományos és orvosi.”Bármely személy vagy vállalat felhasználhatja a rádiófrekvenciás energiát ezekben a sávokban ipari, tudományos vagy orvosi tevékenységekhez kapcsolódó célokra.
az ISM sávokat nem távközlési célokra használják. Az ISM rádiósávokat többnyire alacsony fogyasztású vezeték nélküli kommunikációs rendszerekhez használják, mint például a Zigbee, a Bluetooth, a Wi-Fi és az RFID (rádiófrekvenciás azonosítás).
az ISM rádiósávokat rádiófrekvenciás fűtéshez (így szakácsolják a mikrohullámú sütők az ételeket) és orvosi diatermiás gépekhez is használják.
a Zigbee kommunikáció késése nagyon alacsony, ami azt jelenti, hogy az adatátvitel gyorsan, nagy késés nélkül történik. Minden Zigbee-kompatibilis eszköz egy speciális ZigBee chipet tartalmaz.
minden chip tartalmaz mikrovezérlőket és rádiókat, amelyek lehetővé teszik az eszközök közötti kommunikációt.
a Zigbee a világ legtöbb pontján a 2,4 GHz-es ISM sávon működik. Bár vannak más helyek, ahol a Zigbee alacsonyabb frekvenciákon működhet.
Kínában például a 784 MHz-es sávot használhatja a Zigbee-hez, Európában pedig a 868 MHz-es sávot. Ausztráliában és az Egyesült Államokban a 915 MHz-es sáv használható.
míg a Zigbee több frekvenciasávon is képes működni, általában a 2,4 GHz-es sávban használják.
a 2,4 GHz-es sáv adatátviteli sebessége akár 250 kilobájt / másodperc is lehet. A 868 MHz-es sáv adatátviteli sebessége 20 kilobájt / másodperc. A 915 MHz-es sáv adatátviteli sebessége pedig 40 kilobájt / másodperc.
Zigbee History and the Zigbee Alliance
az 1990-es évek a vezeték nélküli kommunikációs technológia innovációjának jelentős évtizede volt. A Bluetooth 1994-ben, a Wi-Fi pedig 1997-ben jelent meg, míg a Zigbee-t 1998-ban fejlesztették ki.
2002-ben több technológiai alapú vállalat csatlakozott a Zigbee Szövetség létrehozásához. Céljuk a ZigBee szabvány kezelése, használatának előmozdítása és alkalmazásprofilok terjesztése más vállalatok számára, hogy technológiai termékeikben felhasználhassák őket.
ezek a profilok lehetővé teszik a különböző gyártók számára, hogy Zigbee-kompatibilis termékeket állítsanak elő, amelyek képesek együttműködni és információkat megosztani más Zigbee-kompatibilis termékekkel.
a Zigbee Szövetségnek három tagsági szintje van: az örökbefogadó szint, a résztvevő szint és a Promotor szint.
az alkalmazói szint a tagok számára hozzáférést biztosít a befejezett ZigBee szabványokhoz és specifikációkhoz. Az örökbefogadó tagok közé tartozik az ARC Technology Company Limited, az Emporia Energy, a Verizon, a SmartPlus Inc., AXIS Labs Inc. Katapult Technologies és Carrier.
a résztvevők szintje szavazati jogot biztosít a Tagoknak, és befolyásolja a ZigBee jövőbeli fejleményeit. Jogosultak továbbá a termékfejlesztési szabványokhoz és specifikációkhoz való korai hozzáférésre.
a résztvevők közé tartozik a V-Mark Universal Electronics, a Toshiba, a Telink Semiconductor, A Data Communications Company, a Samsung, a Bosch, a Lowe ‘ s, az IKEA és a Spectrum.
a Promoter szint végső jóváhagyással rendelkezik minden szabvány felett. A Zigbee Alliance igazgatótanácsának tagjai, és minden Munkacsoportnak automatikus szavazati jogot biztosítanak.
a legnagyobb Promotor tagok közé tartozik az Amazon, a Comcast, a Huawei, az MMB Networks, az NXP, a Legrand és a Texas Instruments.
megalakulása óta a Zigbee Szövetség több mint 400 különböző szervezetre bővült a világ 37 országában.
a Zigbee szabványosítására 2003-ban került sor, az IEEE 802.15.4 specifikáció ratifikálására pedig 2004-ben került sor. A következő évben a ZigBee specifikáció nyilvános elérhetőségét 13.június 2005-én jelentették be.
Zigbee Security
a Kép jóvoltából: SmartThings
a Zigbee AES 128 bites titkosítást használ, és az IEEE 802.15-ben meghatározott biztonsági modellre épül.4 szabvány. A Zigbee hálózatok és eszközök kétféle biztonsági kulcsot használnak a kommunikációhoz: hálózati kulcsot és linkkulcsot.
hálózati kulcs
a hálózat összes eszköze megosztott hálózati kulcsot használ az üzenetek biztonságos átviteléhez. Ezt a bizalmi Központ generálja (amely leggyakrabban a hálózat koordinátora), és elküldi a hálózathoz csatlakozó összes új eszközre.
Link kulcs
a hálózati kulcs soha nem kerül elküldésre titkosítatlan eszközökre. A bizalmi Központ előre konfigurálva van egy linkkulccsal, amelyet a hálózati kulcs védelmére használnak, amikor azt összekötő eszközökre továbbítják.
a Linkkulcsokat két eszköz közötti titkosított kommunikációhoz is használják. Ezek az egyedi linkkulcsok csak a két eszköz között vannak megosztva, és a bizalmi Központ generálja és biztosítja őket.
Zigbee biztonsági modellek
a Zigbee kétféle biztonsági modellt kínál: elosztott és központosított. Ez a két modell abban különbözik, hogy lehetővé teszik az új eszközök csatlakozását a hálózathoz, és hogyan biztosítják a kommunikációt az egész hálózaton.
elosztott biztonsági modell
az elosztott biztonsági modell egy egyszerű, de kevésbé biztonságos típusú rendszer. Két eszköztípusból áll, routerekből és végberendezésekből. Ha az útválasztó be van kapcsolva, akkor elosztott biztonsági hálózatot hozhat létre, ha nem észlel meglévő hálózatot.
ebben a típusú hálózatban bármely útválasztó engedélyezheti más útválasztók és végberendezések csatlakozását a hálózati kulcs kiadásával. Az elosztott biztonsági hálózat összes eszköze ugyanazt a hálózati kulcsot használja az üzenetek titkosításához.
a hálózathoz való csatlakozáshoz az útválasztóknak és eszközöknek előre konfigurált linkkulccsal kell rendelkezniük. Ez a linkkulcs a hálózati kulcs titkosítására szolgál, amikor az újonnan csatlakozott eszközökre továbbítja.
központosított biztonsági modell
a központosított biztonsági modell magasabb szintű biztonságot nyújt, ami egy kicsit bonyolultabbá teszi a rendszert. Az útválasztók és végberendezések mellett ez a modell tartalmaz egy harmadik eszköztípust is: a hálózati koordinátort vagy a bizalmi központot.
az Adatvédelmi Központ központi biztonsági hálózatot hoz létre a hálózathoz csatlakozó eszközök konfigurálásával és hitelesítésével. Létrehozza azt a hálózati kulcsot, amelyet az egyes eszközök az üzenetek titkosításához használnak az egész hálózaton. Ez a hálózati kulcs rendszeresen frissíthető (akár automatikusan, akár igény szerint) a hackelés kockázatának csökkentése érdekében.
a bizalmi Központ egy egyedi bizalmi Központ Linkkulcsot is forgalmaz a hálózathoz csatlakozó eszközökhöz. Ezt a linkkulcsot az eszközök használják a bizalmi központtal való biztonságos kommunikációhoz.
a Zigbee előnyei
összefoglalva, a Zigbee alacsony költségű, alacsony fogyasztású, rendkívül megbízható és biztonságos módot kínál az eszközök vezeték nélküli csatlakoztatására az Interneten keresztül. Mivel több száz ZigBee intelligens otthoni eszköz áll rendelkezésre, nem csoda, hogy a Zigbee miért olyan népszerű és széles körben használt.
ajánlott termékek
- PREMIUM SOUND: gazdag, részletes hang, amely automatikusan alkalmazkodik bármely helyiséghez. Támogatja a veszteségmentes HD hangot, amely elérhető a select-en…
- zene hangvezérlése: zeneszámok streamelése az Amazon Music, az Apple Music, a Spotify, a SiriusXM stb.szolgáltatásokból. HD igényel kompatibilis…
- SMART HOME HUB: beépített hub a hangvezérléshez kompatibilis fények, zárak és érzékelők. Könnyen beállítható kompatibilis Zigbee eszközök…
- ALEXA kész segíteni: Időzítők, emlékeztetők és riasztások beállítása. Alexa olyan kérdésekre válaszol, mint “Alexa, mennyi az idő?”
- indítsa el rutinjait a MOTION segítségével – kapcsolja be a kompatibilis lámpákat, játssza le a Flash eligazítást, vagy kapcsolja be a kávéfőzőt…
- Ismerje meg az Echo Plus – t-ugyanaz a nagyszerű hang, mint az Echo (3. generáció) beépített Zigbee hub-val, hogy könnyen beállíthassa és vezérelhesse…
- élvezze a prémium hangzást – a hangszínszabályzó beállításainak módosításával személyre szabhatja a hallgatási élményt. Vagy párosítson egy második visszhangot…
- hangvezérlés a zene-kérje Alexa egy dalt, előadó, vagy műfaj Amazon Music, Apple Music, Spotify, Pandora, SiriusXM,…
- Hangvezérlés intelligens otthona – kapcsolja be a lámpákat, állítsa be a termosztátokat, zárja be az ajtókat és még sok más kompatibilis csatlakoztatott eszközökkel….
- tartsa a család szinkronban – használja az Alexa eszközök, mint egy kaputelefon, és beszélni minden szobában a házban Drop in és…
- az Alexa még többet tud mutatni – egy 10,1″ – es HD képernyővel, amelyet úgy terveztek, hogy veled mozogjon, videohívások, receptek és műsorok vannak…
- marad a keretben-videohívás barátok és a család, vagy készítsen egy képet, míg a 13 MP kamera automatikus keretezés és mozgás tart…
- Smart home made simple – kompatibilis ZigBee eszközök vagy intelligens termékek beállítása külön hub nélkül. Kérd meg Alexát, hogy mutassa meg…
- nézzen körül, amikor távol van-biztonságosan hozzáférhet a beépített kamerához, hogy bármikor távolról figyelhesse otthonát a…
- annyi szórakozás-kérje meg Alexát, hogy játssza le kedvenc műsorait, zenéit és podcastjait a Prime Video, A Netflix, az Amazon Music,…
- a Dolby feldolgozással rendelkező prémium hangszórók lehetővé teszik a zene és a könyvek éles, sztereó hangzását. Élénk 10,1 ” HD képernyővel…
- Csatlakozás videohíváshoz és üzenetküldéshez – videohívásokat kezdeményezhet bárki számára a Skype, az Alexa alkalmazás, az Echo Spot vagy az Echo használatával…
- Made to fit your life – kérd meg Alexát, hogy nézze meg a dalszövegeket és az albumborítókat az Amazon Music segítségével. Könnyen frissítheti a teendők és naptárak listáját….
- Big Entertainment – nézze meg a Prime Video és a Netflix díjnyertes filmjeit és műsorait, vagy Élő TV-t és sportot Huluval…
- az új konyha társa – szakács együtt Food Network Kitchen, Állítsa időzítő és riasztók, és adjunk hozzá elemeket a vásárlás…
- kapcsolat: Vezeték nélkül csatlakoztathatja és vezérelheti a kompatibilis intelligens eszközök széles skáláját több mint 40 partnermárkától, beleértve…
- otthoni automatizálás: tanítsa meg a hubnak a jó reggelt, viszlát, jó éjszakát és egyéb rutinokat az eszközök automatikus bekapcsolásához vagy…
- 24/7 Monitoring: fogadása app figyelmeztetéseket csatlakoztatott eszközök, ha van váratlan tevékenység otthonában. Anyag:…
- Hangvezérlés: hangutasításokkal vezérelheti a csatlakoztatott eszközöket a SmartThings és a Google Assistant segítségével
- továbbfejlesztett DIY megoldás: továbbfejlesztett útmutatás beszálláskor a könnyebb beállítás érdekében. A Hub csatlakozik a Wi-Fi-hez, így nem kell csatlakoztatni…
- hangvezérlés: működik az Alexa és a Google Assistant szolgáltatással (külön megvásárolható eszközök)
- csatlakoztassa az összes intelligens eszközt: egyszerűen csatlakoztassa és kezelje intelligens otthoni ökoszisztémáját a Wink Hub 2 segítségével. Kompatibilis az összes…
- egy egyszerű alkalmazás: vezérelje otthona összes intelligens eszközét, függetlenül attól, hogy hol tartózkodik, az okostelefon Wink alkalmazásával….
- végső kompatibilitás: a Wink Hub 2 lehetővé teszi több mint 400 intelligens otthoni eszköz csatlakoztatását és vezérlését, beleértve a Nest által készítetteket is,…
- a legnagyobb protokoll támogatás: a Wink Hub 2 Támogatja a Bluetooth LE, a ZigBee, A Z-Wave, a Kidde és a Lutron Clear Connect funkciót. Működik…
- egyszerű az induláshoz; állítsa be a hangulatot 16 millió színben. Irányítsd a Philips Hue intelligens fények minden csak az érintés…
- élettartam: 22 év vagy 25 000 élettartam óra (az ipari átlagos használat alapján), Energy Star tanúsítvánnyal
- korábbi Hue ügyfelek; ez az intelligens fény, bár Bluetooth kompatibilis, továbbra is működik a Hue Hub-val, és lehet…
- állítsa be a megfelelő hangulatot: Stílusosítsa otthoni dekorációját színes ékezetekkel, vagy állítson be szórakoztató világos színeket a következő partira. Támogassa a…
- emberek számára tanúsított: Küzdelemmentes, bádogmentes, stresszmentes. Nincs szükség türelemre—valójában egyszerűek.
- legvékonyabb érintőképernyős deadbolt a piacon a #1 smart lock márka 2017-ben, szavazott CEPro
- működik közvetlenül a cepro Echo Plus, nincs szükség hubra, így zárolhatja és feloldhatja az Alexa
- feloldást az egyedi pin-kód megadásával a háttérvilágítású érintőképernyős billentyűzeten zárja be az ajtót maga mögött, egyszerűen megérintve…
- a 100 százalékos kulcsmentes azt jelenti, hogy a zár szabotázsbiztos, így biztonságosabb, mint a hagyományos reteszek, amelyek miatt soha nem kell aggódnia…
- együttműködik a Zigbee intelligens otthonával és riasztórendszereivel, beleértve az Xfinity Home, A Samsung SmartThings és az Iris rendszereket.Arc Furat Dims: 2 1/8…
- intelligens vezérlés: az Innr intelligens csatlakozójával az összes hagyományos lámpát csatlakoztathatja intelligens világítási rendszeréhez, és bekapcsolhatja és bekapcsolhatja…
- MŰKÖDIK A PHILIPS HUE-VAL*: Közvetlenül csatlakozik a Zigbee kompatibilis hubokhoz, beleértve a Philips Hue*, SmartThings és Alexa eszközöket…
- hangvezérlésre alkalmas: párosítsa az intelligens csatlakozókat egy kompatibilis elosztóval a teljes hangvezérlés aktiválásához az Alexa és a…
- kompakt kialakítás: a kompakt kialakítás nem zárja le a szomszédos aljzatokat.
- működik, mint egy RANGE EXTENDER: használ mesh networking, hogy növelje a tartományban más Zigbee eszközök a hálózaton, amelyek…