Bezdrôtová rádiová sieť navrhnutá špeciálne pre inteligentný domov

V tomto článku: Ciele návrhu bezdrôtovej komunikácie ZigBee Aplikácie rádiovej siete ZigBee; aké zariadenia sú zahrnuté v tejto sieti; výhody ZigBee Radio; scenáre ovládania inteligentného domu.

Už viac ako storočie ľudstvo používa rôzne domáce elektrické spotrebiče, elektrické svetlo sa pre nás stalo známym a bežným javom, pretože elektrina sa dnes dodáva takmer do každého domu. Domáce elektrické spotrebiče a zariadenia je však potrebné nejakým spôsobom riadiť, čo núti majiteľov domov, aby vyriešili nielen problém so skutočnou výstavbou káblového napájacieho systému, ale aj starostlivo naplánovali miesta umiestnenia spínačov, ovládacích panelov pre rôzne inteligentné domáce systémy. Okrem toho nie je možné presne brať do úvahy polohy všetkých potrebných prepínačov a je to únavné a nákladné nákladné kapitálové opravy drážok stien pod novými bodmi. Systém založený na ZigBee Radio dokáže tento problém úplne vyriešiť a nielen to..

Bezdrôtová sieť pre inteligentný domov

V posledných dvoch desaťročiach sa bezdrôtové komunikačné siete ako Bluetooth a wi-fi stali rozšírenými a dobre známymi nám. Sú vhodné pre internetové siete, ale nie sú dostatočne vhodné na použitie v inteligentných domácich riadiacich systémoch z dôvodu obmedzených obmedzení v počte zariadení pripojených k takým sieťam, vysokej spotreby energie, relatívne pomalej odozvy (napríklad pre Bluetooth je to 3 sekundy) a čo je dôležité, kvalita komunikácie závisí od štrukturálnych bariér medzi zariadeniami na sieti. Siete postavené na protokole ZigBee prevyšujú ostatné sieťové náprotivky vo všetkých vyššie uvedených bodoch.

Vývoj sietí založených na ZigBee Radio sa začal v roku 1998 z iniciatívy spoločnosti Philips, po neúspešných pokusoch inžinierov viacerých popredných spoločností v oblasti spotrebnej a lekárskej elektroniky o použitie Bluetooth a wi-fi vo svojich aplikáciách. Aliancia ZigBee, ktorá vyvíja zodpovedajúcu digitálnu rádiovú sieť, dnes zahŕňa zástupcov niekoľkých stoviek globálnych spoločností, ktoré sa zaujímajú o tento produkt..

Smart home – aplikačná oblasť s protokolmi ZigBee Radio:

• domáce spotrebiče určené na zábavu pre domácnosť (hudobné a filmové vybavenie);
• ovládače, ktoré ovládajú osvetľovacie zariadenia, teplotné podmienky, bezpečnostné vybavenie;
• poplašné ovládače zodpovedné za monitorovanie spotreby elektrickej energie, vody, plynu, požiarnej ochrany a dymových systémov, riadenie prístupu do budovy atď..

Bezdrôtové senzorové siete ZigBee sa používajú v domácnostiach aj v priemyselných oblastiach, spotreba energie ich komponentov je extrémne nízka, čo umožňuje zariadeniam pracovať dva roky bez nabíjania alebo výmeny batérií. Rýchlosť odozvy v takýchto sieťach je 0,015 sekúnd, t.j. 200-krát prekračuje podobné parametre sietí Bluetooth.

Zariadenia, ktoré tvoria rádiovú sieť ZigBee, sú rozdelené do troch typov – koordinátor, router a koncové zariadenie.

Koordinačné zariadenie je zodpovedné za vytvorenie sieťového stromu a komunikáciu medzi ostatnými sieťami, v každej sieti ZigBee Radio je najmenej jedno také zariadenie, ktoré uvedie sieť do prevádzky. Koordinátor zároveň vykonáva funkcie na zabezpečenie bezpečnosti siete a nastavenie zariadení k nej pripojených. Jeho databáza ukladá informácie o sieťovom strome a všetkých zariadeniach zahrnutých v tejto sieti – po objavení nového zariadenia koordinátor určí jeho prijatie a synchronizuje sieťovú prevádzku s prihliadnutím na toto zariadenie..

Smerovač prenáša dátové pakety medzi sieťovými zariadeniami a spúšťa aplikácie. Celkový počet smerovačov v danej sieti závisí od počtu koncových bodov obsluhovaných každým takýmto zariadením – k jednému smerovaču môže byť pripojených maximálne 32 mobilných alebo spacích uzlov. Pretože prevádzka týchto zariadení je spojená s neustálym vysielaním a prijímaním sieťových dát, sú pripojené k stacionárnemu zdroju energie.

Koncové zariadenie (mobilný alebo spací uzol) je schopné prijímať a vysielať informácie iba do jedného uzla (smerovača alebo koordinátora), toto zariadenie sa nezúčastňuje na prenose údajov medzi zariadeniami a je navrhnuté tak, aby znížilo zaťaženie sieťových uzlov, čo im umožňuje minimalizovať ich spotrebu energie. Koncové zariadenia sú v zásade rôzne výkonné ovládače a senzory.

Ako môžete používať rádiovú sieť ZigBee

Jednou z populárnych oblastí použitia elektroinštalačných produktov, v ktorých sa používa technológia ZigBee, je programovanie scenárových akcií implementovaných inteligentným systémom riadenia domácnosti v reakcii na určitú udalosť. Takáto udalosť môže byť dotykom určitého spínača, signálom jedného zo senzorov (napríklad úroveň osvetlenia, dym, vlhkosť, teplota, pohyb atď.) Alebo časovač.

Po stlačení jediného tlačidla bude nasledovať séria akcií, ktoré určia scenár – niektoré skupiny svetiel sa vypnú a iné sa aktivujú, rolety zmenia svoju polohu, teplotný režim vykurovacích zariadení, prevádzkový režim bezpečnostného systému atď..

Stlačenie tlačidiel a zapnutie skriptov naprogramovaných na toto stlačenie je sprevádzané svetelnou indikáciou v blízkosti tlačidla – červené LED svetlo znamená aktiváciu tohto scenára, zelené svetlo indikuje prítomnosť napájacieho zdroja (po stlačení klávesu sa prepne na červené svetlo). Scenáre je možné ovládať aj diaľkovo – pomocou diaľkového ovládača alebo prostredníctvom kanála GSM zo smartfónu.

Samozrejme si môžete vytvoriť potrebné siete a naprogramovať ich pre určité scenáre pomocou klasického zapojenia, ale bude to vyžadovať desiatky metrov kábla, viacmetrových drážok v stenách, značné množstvo práce a veľa času, nehovoriac o nevyhnutných veľkých opravách. A potom – počas tejto práce bude možné predvídať všetky budúce potreby domácností, pretože po chvíli sa tieto potreby zmenia, budete chcieť niečo zmeniť, napríklad, doplniť existujúci systém novými sieťovými zariadeniami, čo bude znamenať nové väčšie opravy a nové výdavky.?

Medzitým si rádiové siete v inteligentnom dome nebudú vyžadovať pokládku nových elektrických vedení a zmenu bodov umiestnenia prepínačov – existujú riešenia pre tradičné zapojenie, ktoré umožňujú kombináciu s bezdrôtovou sieťou, ak sú staré vypínače nahradené novými prepínačmi vybavenými rádiovou jednotkou..

Riešenia pre tradičné zapojenie

Nespornou výhodou sietí založených na ZigBee Radio je možnosť rozšíriť počet účastníkov siete na 65 000 zariadení, odosielať a prijímať pakety v sieti rýchlosťou 250 Kbps, bez potreby neutrálneho (uzemňovacieho), samoobnovovania a konfigurácie. V prípade zlyhania jedného zo smerovačov sieťových zariadení nebude spojenie medzi príkazovým a výkonným zariadením prerušené, pretože každé výkonné zariadenie, ak je to potrebné, je schopné prenášať rádiové signály príkazov cez svoje kanály na zariadenia v sieti.

Veľkosť rádiovej jednotky ZigBee nepresahuje 25 mm, takže príslušenstvo s príslušenstvom pre elektroinštaláciu sa môže inštalovať do montážnych otvorov štandardných rozmerov a absencia potreby elektrického vedenia vám umožňuje umiestniť taký prepínač na akýkoľvek povrch v miestnosti jeho prilepením. A ak ste predtým museli vstať a ísť do bodu umiestnenia zariadenia, aby ste zmenili intenzitu svetla, vyhodnoťte návštevníka pri dverách, znížte alebo zvýšte teplotu v miestnosti atď., Potom u zariadení ZigBee Radio to nie je potrebné – stačí sa obrátiť na zariadenie umiestnené na akomkoľvek mieste vhodnom pre členov domácnosti, napríklad v blízkosti obľúbenej stoličky alebo stolného počítača.

Miera komfortu našich domov a bytov pozostáva z mnohých komponentov – približne pred 30 – 40 rokmi boli hlavnými kritériami prítomnosť samostatnej kúpeľne, sklzu na odpadky a plynový sporák, blízkosť autobusovej zastávky alebo stanice metra k domu. Úroveň pohodlia dnes v súčasnosti priamo závisí od dobrého odpočinku po pracovných dňoch, možnosti relaxácie bez striedania pracovných a domácich problémov. A systémy založené na ZigBee Radio sú navrhnuté práve pre tento účel..