Что такое модуль ZigBee?

Что такое модуль ZigBee?

Модуль ZigBee — это модуль со встроенной микросхемой, поддерживающий ZigBee, международный стандарт связи.

Стандарт связи ZigBee — один из стандартов беспроводной связи на короткие расстояния. Хотя дальность передачи небольшая, а скорость передачи относительно низкая, он отличается недорогими схемами с низким энергопотреблением. По этой причине ZigBee используется в относительно больших количествах для внедрения в компактные и мобильные устройства.

Название «ZigBee» происходит от того факта, что пчела, пчела медоносная, летает зигзагом.

Применение модулей ZigBee

Модули ZigBee используются для дистанционного управления бытовыми приборами, связи датчиков с домашним оборудованием и визуализации питания, что позволяет использовать их низкое энергопотребление для приложений связи на коротких расстояниях.

В последние годы относительное преимущество Bluetooth уменьшается из-за его улучшенных характеристик энергосбережения, и Bluetooth все чаще используется в относительно широком спектре электронных устройств и сцен.

Одной из уникальных особенностей ZigBee является его преимущество в максимальном количестве одновременных подключений, что делает его пригодным для сбора информации с большого количества датчиков одновременно.

Принцип модулей ZigBee

Модули ZigBee представляют собой коммуникационные модули, оснащенные ИС для использования ZigBee, стандартизированного альянса для целей подключения устройств связи с питанием от батареи, таких как датчики, с максимально низким энергопотреблением. В частности, электрические характеристики стандартизированы в IEEE 802.15.4.

Одной из самых больших особенностей ZigBee является его чрезвычайно низкое энергопотребление в режиме ожидания во время сна.

Система также имеет чрезвычайно быстрое время отклика из режима ожидания в режим связи. Это делает ZigBee подходящим для таких приложений, как удаленное управление бытовыми приборами и оборудованием для жилья, где данные не обмениваются постоянно, но передаются мгновенно при необходимости, а затем снова переходят в режим ожидания.

С другой стороны, низкая скорость передачи до 250 кбит/с в диапазоне 2,4 ГГц не подходит для приложений, требующих передачи больших объемов данных, таких как голос и видео. Кроме того, поскольку Wi-Fi и Bluetooth также используют диапазон 2,4 ГГц, необходимо уделять пристальное внимание радиопомехам, и в зависимости от среды могут потребоваться экранированные устройства.

Другая информация о модулях ZigBee

1. Совместимость с Интернетом

Стек протоколов ZigBee не является TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol), и в целом он не очень совместим с Интернетом. Поэтому, если вы хотите подключиться к среде Интернета, вам необходимо настроить отдельную шлюзовую ретрансляционную станцию.

2. Сравнение с Bluetooth

ZigBee часто сравнивают с Bluetooth, другим беспроводным стандартом, используемым для встраиваемых устройств, который также использует тот же диапазон частот 2,4 ГГц, что и ZigBee, и имеет те же характеристики связи на короткие расстояния, низкоскоростную связь и низкое энергопотребление.

В целом ZigBee более энергоэффективен, но из-за разницы в функциях между Bluetooth и ZigBee необходимо различать Bluetooth и ZigBee в зависимости от ситуации, в которой он используется.

ZigBee подходит для коммуникаций, в которых передача данных выполняется через определенный интервал времени из-за его низкого энергопотребления в спящем режиме и малого времени восстановления. Обратите внимание, что если интервал передачи данных не может быть достаточно длинным, эффект энергосбережения будет низким.

Напротив, Bluetooth требует времени для подключения и отключения, поэтому лучше выключить сам источник питания модуля, а не переводить его в спящий режим при использовании Bluetooth для экономии энергии.

ZigBee также допускает несколько одновременных подключений, что может быть полезно при построении системы, которая собирает информацию с нескольких датчиков.

3. Метод одновременного подключения

ZigBee предлагает различные методы для нескольких одновременных подключений. Он может поддерживать методы древовидного и сетчатого подключения, а также передачу данных с помощью реле ковша через маршрутизаторы. Это одна из особенностей ZigBee.

В качестве примера, если сеть связи построена с использованием ZigBee, то в соответствии со стандартом можно подключить до 65 536 терминалов (использующих адреса до 0xFFFF).

Поэтому модули ZigBee подходят для приложений, требующих низкого энергопотребления и одновременной связи с большим количеством датчиков с использованием различных методов.