Síť ZigBee – co to je a kde se používá?

Chytrá domácnost definitivně vstoupila do našich domovů. Domácí sítě (PAN) se staly nutností, protože téměř každý má dnes na dosah ruky řešení, která zlepšují pohodlí a hospodárnost domácnosti: ovladače, senzory, chytré zásuvky, termostaty.

Taková zařízení v domácnosti musí pracovat rychle a být vzájemně propojena. Výrobci nových technologií proto nabízejí svým zákazníkům stále lepší nástroje pro vytváření propojení a závislostí mezi domácími zařízeními. Aby spolu však zařízení mohla bezdrátově komunikovat, potřebují vhodnou cestu pro přenos dat, tzv. komunikační protokol. Například ZigBee.

Technologie ZigBee a domácí automatizace

ZigBee je protokol pro bezdrátový přenos dat, který se používá pro obousměrnou komunikaci mezi zařízeními. Obousměrná komunikace znamená, že každé zařízení může signál přijímat i vysílat. Systém byl vytvořen v roce 2002 organizací ZigBee Alliance, která jej dodnes vyvíjí a propaguje. Hlavními rysy nového komunikačního standardu měla být nízká spotřeba energie a jednoduchá, levná konstrukce. A toho bylo dosaženo. S aliancí ZigBee spolupracuje mnoho známých technologických značek, jako jsou Philips, Siemens, Samsung, Amazon a Bosch.

Ve skutečnosti si lze jen těžko představit inteligentní domácnost bez technologie ZigBee. Slouží ke správě zařízení, která usnadňují každodenní používání domu (ovládání osvětlení, žaluzií, topení), ale také ke zvýšení bezpečnosti (čidla, alarmy).

Nejde jen o vzdálené ovládání zařízení, ale také o vytváření uživatelsky definovaných vztahů mezi nimi. Například: když pohybový senzor zjistí něčí přítomnost, vyšle signál a na jeho základě se rozsvítí světla, zatáhnou žaluzie, zvýší teplota. To se děje automaticky, bez zásahu člověka – jakmile jsou zařízení naprogramována, vysílají si navzájem signály, aby “jednala”. Moderní automatizace budov je založena na scénářích (pravidlech, vztazích), které si uživatel vytváří podle svých potřeb.

Výhody ZigBee

Systém ZigBee byl vyvinut pro domácí síť (PAN) a je pro tento účel vhodný. Jeho hlavními výhodami jsou:

• Nízká spotřeba energie.
• Okamžitý přístup do sítě.
• Snadné použití.
• Snadné rozšíření o nové komponenty.
• Ověřený přenos dat (zabezpečení přenosu).
• Široký dosah přenosu: od 10 do 100 metrů.
• Příznivá cena zařízení podporujících standard ZigBee.

Jak je síť ZigBee organizována?

Domácí síť ZigBee může být uspořádána podle tří typologií: hvězdy, stromy a mřížky (jinak: mesh). Jde o to, aby prvky, které v něm pracují – koordinátor, zesilovač signálu a koncová výkonná zařízení – dobře implementovaly komunikační schéma, a plnily tak svou úlohu v automatizované domácnosti.

Hvězda

Jednoduchá typologie používaná například u Bluetooth. Jedno zařízení je koordinátorem a všechna ostatní jsou podřízená zařízení – komunikují přímo a pouze s koordinátorem.

 Strom

Typologie má hierarchické uspořádání. Koordinátor je “kmen” a řídí “větve”. Každý uzel má prvky, které jsou mu podřízeny. Koncová zařízení (provozovatelé) mohou být umístěna pouze na konci větve, s ostatními nekomunikují. Provádějí pouze “příkazy”.

Síť

Typologie sítě není hierarchická. Zde může jakékoli zařízení komunikovat s jiným zařízením – buď přímo, nebo prostřednictvím zprostředkujícího zařízení. To zlepšuje funkčnost systému, a proto je ZigBee považováno za nejlepší typ organizace sítě.

Síť ZigBee v technologii SALUS Controls

Technologie SALUS Controls je založena na síťové typologii: po instalaci koordinátoru je třeba instalovat zařízení napájená elektřinou. Měli byste instalovat zařízení napájená ze sítě (zároveň se z nich stanou síťové opakovače) a teprve na konci zařízení napájená z baterie. Díky tomu je komunikace mezi všemi prvky rychlá a bezproblémová.

Zařízení ve standardu ZigBee jsou koordinována internetovou bránou, která je připojuje k systému v domácí síti. Díky online ovládání je však také spojovacím článkem mezi domácí sítí a vnějším světem. Ve spojení s webovou aplikací umožňuje brána ovládat domácnost odkudkoli. 

ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth – jaký je mezi nimi rozdíl?

Wi-Fi (Wireless Fidelity) je celosvětově používaná metoda bezdrátové komunikace. Používá se jak v sítích PAN (domácí sítě), tak na všech veřejných místech. Jak se liší od ZigBee? Především spotřebovává více energie. ZigBee navíc vytváří síť spojení mezi zařízeními, čímž se dosah prodlužuje až na 100 m.

Jedno zařízení vyšle signál na vzdálenost 10 m nebo méně. V případě Wi-Fi jsou k rozšíření dosahu sítě zapotřebí další opakovače. Dosah Bluetooth je pouze 10 m. Spotřeba energie je nízká, ale přenos dat vyžaduje připojení k jinému zařízení, které tento protokol podporuje. Zařízení se musí navzájem “najít” a “vidět”. Bluetooth se používá především v mobilních zařízeních.