Spetsiaalselt nutika kodu jaoks loodud traadita raadiovõrk

Selles artiklis: ZigBee raadioside kavandamise eesmärgid ZigBee raadiovõrgu rakendused; millised seadmed on sellesse võrku kaasatud; ZigBee raadio eelised; nutika kodu juhtimise stsenaariumid.

Inimkond on juba rohkem kui sajandi jooksul kasutanud mitmesuguseid koduseid elektriseadmeid, elektrivalgus on muutunud meile tuttavaks ja igapäevaseks, sest elektrit tarnitakse tänapäeval peaaegu igasse koju. Kodumajapidamises kasutatavaid elektriseadmeid ja -seadmeid tuleb siiski kuidagi hallata, mis sunnib koduomanikke lahendama mitte ainult juhtmega toitesüsteemi tegeliku ehitamise probleemi, vaid ka hoolikalt kavandama lülitite, erinevate nutika kodu süsteemide juhtpaneelide paigutuskohti. Pealegi pole kõigi vajalike lülitite positsioone võimalik täpselt arvestada ning uute punktide all olevate seinte soone remontimine on tüütu ja kulukas. ZigBee raadio baasil põhinev süsteem suudab selle probleemi ja mitte ainult selle täielikult lahendada..

Traadita võrk nutika kodu jaoks

Viimase kahe aastakümne jooksul on traadita sidevõrgud nagu Bluetooth ja wi-fi muutunud laialt levinud ja meile hästi teada. Need sobivad Interneti-võrkude jaoks, kuid pole nutika kodu juhtimissüsteemides kasutamiseks piisavalt mugavad, kuna sellistesse võrkudesse ühendatud seadmete arvule on seatud kitsad piirangud, suur energiatarve, suhteliselt aeglane reageerimine (näiteks Bluetoothi ​​jaoks on see 3 sekundit) ja mis on oluline, ühenduse kvaliteet sõltub võrguseadmete vahelistest struktuurilistest tõketest. ZigBee protokollile rajatud võrgud edestavad kõiki ülalkirjeldatud punktides teisi võrgukaaslasi.

ZigBee raadio baasil võrkude arendamine algas 1998. aastal Philipsi algatusel, pärast mitmete juhtivate tarbe- ja meditsiinielektroonikaettevõtete inseneride ebaõnnestunud katseid kasutada oma rakendustes Bluetoothi ​​ja wi-fi-d. Vastavat digitaalset raadiovõrku arendav ZigBee liit hõlmab täna mitusada ülemaailmset ettevõtet, kes on sellest tootest huvitatud..

Nutikas kodu – rakenduspiirkond ZigBee raadioprotokollidega:

• kodumajapidamiste meelelahutuseks mõeldud kodumasinad (muusika- ja filmiseadmed);
• kontrollerid, mis kontrollivad valgustusseadmeid, temperatuuritingimusi, turvaseadmeid;
• häirekontrollerid, kes vastutavad elektri, vee, gaasi, tulekaitse ja suitsusüsteemide tarbimise jälgimise, hoonele juurdepääsu haldamise eest jne..

ZigBee traadita andurivõrke kasutatakse nii kodu- kui ka tööstussfääris, nende koostisosade energiatarve on äärmiselt madal, mis võimaldab seadmetel korralikult töötada kaks aastat ilma akusid laadimata ega vahetamata. Reageerimiskiirus on sellistes võrkudes 0,015 sekundit, s.t. ületab Bluetooth-võrkude sarnaseid parameetreid 200 korda.

ZigBee raadiovõrgu moodustavad seadmed jagunevad kolme tüüpi – koordinaator, ruuter ja lõppseade.

Koordineeriv seade vastutab võrgupuu moodustamise ja teiste võrkude vahelise kommunikatsiooni eest, igas ZigBee raadiovõrgus on vähemalt üks selline seade, mis võrgu tööle paneb. Samal ajal täidab koordinaator võrgu turvalisuse tagamise ja sellega ühendatud seadmete seadistamise funktsioone. Selle andmebaas salvestab teavet võrgupuu ja kõigi sellesse võrku kuuluvate seadmete kohta – uue seadme avastamisel määrab koordinaator selle lubamise ja sünkroonib võrgutoimingu, võttes arvesse seda seadet.

Ruuter transpordib andmepakette võrguseadmete vahel ja käivitab rakendusi. Ruuterite koguarv konkreetses võrgus sõltub iga sellise seadme pakutavate lõpp-punktide arvust – ühe ruuteriga saab ühendada maksimaalselt 32 mobiilside- või magamissõlme. Kuna nende seadmete töö on seotud võrguandmete pideva saatmise ja vastuvõtmisega, on need ühendatud statsionaarse toiteallikaga.

Lõppseade (mobiilne või magav sõlme) on võimeline vastu võtma ja edastama teavet ainult ühele sõlmele (kas ruuterile või koordinaatorile), see seade ei tegele seadmete vahelise andmeedastusega ja on mõeldud võrgusõlmede koormuse vähendamiseks, mis võimaldab neil energiatarbimist minimeerida. Põhimõtteliselt on lõppseadmed mitmesugused täidesaatvad kontrollerid ja andurid.

Kuidas saate ZigBee raadiovõrku kasutada?

Üks juhtmestiku toodete populaarsetest kasutusvaldkondadest, milles rakendatakse ZigBee tehnoloogiat, on nutika kodu juhtimissüsteemi poolt vastusena teatud sündmusele rakendatud stsenaariumitoimingute programmeerimine. Selliseks sündmuseks võib olla teatud lülitusnupu puudutus, ühe anduri signaal (näiteks valgustuse tase, suits, niiskus, temperatuur, liikumine jne) või taimer.

Seega järgneb ühe klahvi vajutamisele rida stsenaariumi määravaid toiminguid – mõned lampide rühmad lülituvad välja ja teised aktiveeritakse, rull-aknaluugid muudavad oma positsiooni, kütteseadmete temperatuurirežiimi, turvasüsteemi töörežiimi jne..

Nuppude vajutamise ja selle vajutamise jaoks programmeeritud skriptide sisselülitamisega kaasneb klahvi lähedal märgutuli – punane LED-tuli tähendab selle stsenaariumi aktiveerimist, roheline tähistab toiteallika olemasolu (lülitub klahvi vajutamisel punasele tulele). Stsenaariume saab juhtida ka kaugjuhtimisega – nutitelefonist kaugjuhtimispuldi abil või GSM-kanali kaudu.

Muidugi on klassikaliste juhtmestike abil võimalik ehitada vajalikke võrke ja neid teatud stsenaariumide jaoks programmeerida, kuid selleks on vaja kümneid meetreid kaablit, seintes mitmemeetriseid sooni, märkimisväärset tööd ja palju aega, rääkimata vältimatutest suurematest remonditöödest. Ja siis – kas sellise töö käigus on võimalik ette näha kõiki majapidamiste tulevasi vajadusi, sest mõne aja pärast need vajadused muutuvad, siis on soov midagi muuta, näiteks täiendada olemasolevat süsteemi uute võrguseadmetega, mis tähendab uusi suuremaid remonditöid ja uusi kulutusi?

Vahepeal ei nõua nutika kodu raadiovõrgud uute elektriliinide paigaldamist ja lülitite paigutuspunktide muutmist – traditsioonilise juhtmestiku jaoks on olemas lahendused, mis võimaldavad seda ühendada traadita võrguga, eeldusel, et vanad lülitid asendatakse uutega, mis on varustatud raadioseadmega..

Traditsioonilise juhtmestiku lahendused

ZigBee Raadio baasil asuvate võrkude vaieldamatu eelis on võime laiendada võrgus osalejate arvu 65 000 seadmele, saata ja vastu võtta pakette võrgus kiirusega 250 Kbps, pole vaja neutraalset (maandamist), enesetaastamist ja konfigureerimist. Ühe võrgu ruuteri seadme rikke korral ei katke ühendus käsu ja täidesaatva seadme vahel, sest vajadusel saab iga täidesaatev seade oma kanalite kaudu käskude raadiosignaale edastada võrgus olevatele seadmetele.

Raadio ZigBee suurus ei ületa 25 mm, seetõttu saab sellega varustatud juhtmestiku lisaseadmeid paigaldada standardsuuruses kinnitusavadesse ja elektrijuhtmestiku vajaduse puudumine võimaldab teil sellise lüliti ruumis asetada ükskõik millisele pinnale, kleepides selle külge. Ja kui varem pidite valguse intensiivsuse muutmiseks tõusma ja minema seadme paigutamise punkti, hindama külalist ukse taga, vähendama või tõstma ruumi temperatuuri jne, siis ZigBee Radio seadmetega pole see vajalik – peate lihtsalt pöörduma seadme poole, mis asub mis tahes leibkonnaliikmetele mugavas kohas, näiteks oma lemmiktooli või töölaua lähedal.

Meie majade ja korterite mugavusaste koosneb paljudest komponentidest – umbes 30–40 aastat tagasi olid peamisteks kriteeriumiteks eraldi vannitoa, prügikuuri ja gaasipliidi olemasolu, bussipeatuse või metroojaama maja lähedus. Täna sõltub mugavuse tase otseselt heast puhkusest pärast tööpäevi, võimalusest puhata ilma vahelduva tööta ja koduste probleemidega üksteisega. Ja ZigBee raadio baasil põhinevad süsteemid on loodud just selleks..