مروری بر تکنولوژی های بیسیم در خانه هوشمند

تکنولوژی Zigbee

روند و تغییرات پیش آمده در نحوه زندگی انسانها در عصر حاضر گسترش هرچه بیشتر ارتباطات را در پی دارد. گسترش ارتباطات از توسعه سیستم های مخابراتی، اینترنت و ... آغاز شد و هم اکنون با توسعه روز افزون شبکه های اجتماعی مجازی به حد نهایی خود رسیده است. حال این گسترش وارد ارتباطات اشیا شده و باعث پدید آمدن فن آوری جدیدی به نام اینترنت اشیا گردیده هست که در آن اشیا از طریق شبکه بیسیم و اینترنت با یکدیگر در تعامل قرار می گیرند. امروزه تکنولوژی اینترنت اشیا به سرعت درحال پیشرفت بوده و لزوم استفاده از استانداردها در این سیستم ضروری می نماید.

تکنولوژی Zigbee

Zigbee تنها تکنولوژی باز بی سیم بر اساس تکنولوژی اینترنت اشیا (IOT) میباشد که امکان ارتباط هوشمند اشیا را با یکدیگر با هدف فراهم آوردن زندگی راحت و کارآمد میسر می سازد .

مزایای سیستم هوشمند بیسیم IOT:

- عدم نیاز به تغییر در ساختار سیم کشی ساختمان

- قابل اجرا در ساختمانهای در حال ساخت یا ساخته شده

- جلوگیری از کابل کشی پیچیده و هزینه های بالای آن

- ارزانتر در مقایسه به سیستم کابلی

- عدم نیاز به پنل کنترلی و تخصیص فضا جهت آن

- راه اندازی و نصب آسان

- کاربری ساده و آسان حتی برای کودکان و سالمندان

- برنامه ریزی و سناریو پردازی بسیار ساده حتی توسط کاربران آماتور

مشخصات کلیدی سیستم اینترنت اشیاء

- بدون نیاز به سیم کشی جدید

- نصب و نگه داری آسان

- مطمئن و قابل اعتماد (شبکه مش ، کانالهای متعدد ، ضد تداخل)

- امنیت بالا ( AES 128 )

- قابلیت مقیاس پذیری بالا – تا هزاران حالت

- کم هزینه

ناحیه های کاربردی Zigbee

ارتباط با سیم و بدون سیم :

در تکنولوژی های سیمی نظیر KNX , BUS , S-BUS , X10, جهت ارتباط بین تجهیزات نیاز به سیم کشی می باشد. کابلهای سیگنال از کنترلرها ترسناکترند. در این سیستم هنگامی که مشکلی رخ می دهد بررسی و پیدا کردن ، بسیار مشکل است . معایب سیستم سیمی بسیار واضح است پیچیدگی سیم کشی ، حجم کاری زیاد ، هزینه بالا ، شبکه و تعمیر و نگهداری سخت و پیچیده ، توسعه سخت و ... این معایب در خانه های کوچک سریعا خود را آشکار می کند و در پروژه های بزرگ خیلی سریعتر خود را نمایان خواهد ساخت.

خانه های هوشمند بی سیم :

از امکانات مهم سیستم خانه هوشمند بی سیم می توان از توان مصرفی پایین ، توسعه آسان بدون تخریب و هزینه پایین نام برد . یقینا سرعت امکان کلیدی این سیستم نمی باشد.

مقایسه بین Zigbee و Zwave

1 – Zigbee امکان پیکربندی و تقریبا ساخت همه ی توابع بی سیم در فاصله کوتاه را داشته که آن را از Zwave متمایز می نماید . توسعه نرم افزاری آن تا حد زیادی نسبت به نرم افزارهای رایج کوتاه تر است. به عنوان مثال از Zigbee می توان در اتوماسیون خانه ، شبکه هوشمند ، کنترل از راه دور و غیره استفاده نمود. در حالی که Zwave تنها می تواند در شبکه اتوماسیون خانگی استفاده شود.

2 – تراشه Zwave تنها توسط شرکت Sigma Designs تولید می شود در صورتیکه ماژول Zigbee توسط شرکت های مختلف نظیر Texas instruments ، Ember ، Free Scale ، Microchip ، Atmel ، CEL ، Digi jennic ، Lemos ، PFM تولید می گردد.

3 – بیش از 500 کمپانی بزرگ در سرتاسر دنیا از عضو Zigbee هستند و محصولات آنها این پروتکل را پشتیبانی می کند در حالیکه تعداد شرکتهای پشتیبانی کننده از Zwave بسیار کمتر هستند. محصولات Zigbee در مقیاسی بزرگ عرضه می گردد. بدیهی است تکنولوژی Zigbee در حال فراگیر شدن در کل دنیا می باشد و جهان اینترنت اشیاء در اختیار Zigbee خواهد بود.

4 – ساختار توپولوژی Zigbee مش ، ستاره و درختی می باشد.

در صورتیکه Zwave تنها ساختار درختی دارد. Zigbee در ارتباط مستقیم استفاده می شود. با این حال بیشتر کاربرد آن بر اساس ساختار توپولوژی درختی و ستاره می باشد. در این حالت نقطه اصلی سایر نقاط را کنترل می نماید ، اگر ارتباط یکی از نقاط با نقطه دیگری قطع شود این دو نقطه به عنوان تکرار کننده جهت اتصال به سایر نقاط عمل می کنند. Zigbee دارای 65000 نقطه می باشد در حالیکه Zwave 232 نقطه ارتباطی دارد.

5 – Zigbee دارای سرعت بالاتری در تبادل اطلاعات می باشد. نرخ تبادل اطلاعات در Zigbee برابر 250kbps و در Zwave برابر 9.6kbps می باشد.

6 – هرچند پروتکل Zigbee از Zwave پیچیده تر می باشد در عوض Zigbee دارای کابری های بیشتری می باشد.

به علت اینکه Zwave تنها دارای یک کانال می باشد این امکان برای آن میسر نمی باشد. Zigbee از تکنولوژی FHSS جهت انتقال اطلاعات استفاده می کند که در آن باندهای فرکانسی به زیر باندها تقسیم می شوند که به سرعت عملیات سوئیچینگ در بین زیر باندها صورت می پذیرد و داده ها با قابلیت اطمینان بالا در مقابل امواج تداخل به مقصد می رسند.

استفاده از این تکنولوژی در Zigbee قابلیت استفاده حداکثری از آن فراهم می آورد آنرا به پرکاربردترین تکنولوژی بیسیم تبدیل می کند که در همه ی موارد کاربرد دارد.برای متخصصان اتوماسیون ساختمان این نحوه عملکرد در ساختمان های اداری ، آپارتمان ها ، و سایر فضاها نقش حقیقی را دارد.

این مسئله از آن لحاظ اهمیت می یابد که شبکه Zigbee این امکان را نداشته و در معرض بالایی در تداخل امواج قرار می گیرد.

مقایسه بین Zigbee و Enocean

تکنولوژی Enocean تنها در باند 868MHZ کار می کند و تنها در کشورهایی که از باند 868MHZ استفاده می کنند قابل استفاده می باشد. در حالیکه Zigbee در پهنای باند 2.4 GHZ , 868/928 MHZ کار می کند و قابل استفاده در همه جهان حتی در قطب جنوب می باشد .

از دیگر تفاوت ها قابلیت اطمینان پایین تر ، سرعت پایین تر 9.6kbps عدم تکرار دیتاهای دریافت نشده در مقصد ، عدم کد سازی اطلاعات و ایمنی پایین تر را نام برد.

روند آینده خانه هوشمند Zigbee

بازار جهانی اصلی در حال ترویج و گسترش فن آوری Zigbee در مقیاسی بزرگ می باشد. در حال حاضر بیش از 500 شرکت صاحب تکنولوژی نصر Zigbee می باشند و همه متعهد به ارتقای آن می باشند. به طور یقین Zigbee تکنولوژی خانه های هوشمند در آینده ای نه چندان دور می باشد.

بازار عظیم خانه هوشمند Zigbee :

در حال حاضر به طور عمده خانه های هوشمند با سیم نظیر C-BUS,PLC-BUS,XIO,KNX بازار را در دست دارند اما به زودی خانه های هشمند سیمی از بازار خارج شده و جای خود را به خانه های هوشمند بی سیم خواهند داد و Zigbee تکنولوژی بی سیم خانه های هوشمند خواهد شد، ویژگی های بی نظیر آن نظیر نصب ساده ، انعطاف پذیری جهت کنترل ، مصرف انرژی پایین ، امنیت بالا ، حفاظت از محیط زیست ، شبکه غیر پیچیده ، توسعه پذیری بالا و ... برتری های آن نسبت به سیستم های با سیم می باشد و آنرا تکنولوژی یگانه خانه هوشمند در آینده می سازد.

چشم انداز Zigbee

کلیه خانواده ها نیاز به هوشمندی ، آسایش ، آرامش ، راحتی ، سادگی ایمنی و امنیت بیشتر در زندگی را دارند. امکاناتی که همگی آنها را در خانه های هوشمند Zigbee به سادگی محقق می گردد و آن را عامه پسند می نماید. هر خانواده ای در آینده نزدیک آن را قبول کرده و شروع به استفاده از آن خواهد نمود. آیا می توانید بگویید چند خانواده در کشور وجود دارد؟ همه ی آنها در این سیستم بزرگ وارد خواهد شد.

اینترنت و ارتباطات تلفن همراه در بیش از 15 سال پیش بوجود آمد و رونق گرفت برخی از بازرگانان از این فرصت بزرگ و نادر استفاده کرده و با درک آن و با تلاش زیاد به یک میلیونر تبدیل شدند. امروز Zigbee به عنوان یک فرصت طلایی می باشد و فرصت دستیابی به موفقیت بزرگ در بازار کسب و کار را فراهم نموده است.

استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع بلامانع می باشد.

تاریخ : 95/02/18
نویسنده:مهدی محمدی