Zigbee это: Сети ZigBee. Зачем и почему? / Хабр

Сети ZigBee. Зачем и почему? / Хабр

Чего «репу» чешешь?
На золотую рыбку другая сеть нужна!

Собственно, я собирался продолжить серию топиков, посвященных работе RTLS – системы позиционирования в реальном времени. А именно, рассказать о беспроводной инфраструктуре системы, основанной на сетях ZigBee. Но вдруг с удивлением обнаружил, что на Хабрахабре нет публикаций, посвященных стандарту IEEE 802.15.4 и спецификации ZigBee. Есть лишь немногочисленные упоминания, связанные с тем или иным приложением. Попытаюсь по мерее сил заполнить этот пробел.

В последнее время все большее распространение и значение приобретают беспроводные сенсорные сети. Сети, которые по своему назначению, параметрам, спецификациям существенно отличаются от сетей связи – WiFi, GSM, LTE и т.п. Среди прочих, используемых в сенсорных сетях, выделяется спецификация ZigBee – наиболее продвинутая надстройка к стандарту IEEE 802.15.4
В этом году исполнилось 10 лет со времени основания ZigBee альянса, а в октябре исполняется 5 лет с момента утверждения действующей в настоящее время спецификации ZigBee Pro Feature Set 2006.

Так что публикацию можно считать юбилейной.

Желающих познакомиться с самоорганизующейся самовосстанавливающейся и не требующей специального частотного разрешения сенсорной сетью прошу под кат.

Начну с вынесенных в заголовок вопросов:

Зачем?

Во многих приложениях требуются беспроводные сети связи, не обладающие высокой скоростью передачи, но надежные, живучие (способные к самовосстановлению), простые в развертывании и эксплуатации. Важно также, чтобы оборудование таких сетей допускало длительную работу от автономных источников питания, имело низкую стоимость, и было компактным. Пример такого приложения – «умный дом».
Такому сочетанию требований еще 10 лет назад не отвечал ни один из сетевых стандартов, что и привело к созданию стандартов IEEE 802.15.4 и ZigBee, описывающих устойчивые масштабируемые многошаговые беспроводные сети, простые в развертывании и поддерживающие самые разные приложения.

Почему именно ZigBee?

Сети ZigBee, в отличие от других беспроводных сетей передачи данных, полностью удовлетворяют перечисленные выше требования, а именно:
а) благодаря ячеистой (mesh) топологии сети и использованию специальных алгоритмов маршрутизации сеть ZigBee обеспечивает самовосстановление и гарантированную доставку пакетов в случаях обрыва связи между отдельными узлами (появления препятствия), перегрузки или отказа какого-то элемента;
б) спецификация ZigBee предусматривает криптографическую защиту данных, передаваемых по беспроводным каналам, и гибкую политику безопасности;
в) устройства ZigBee отличаются низким электропотреблением, в особенности конечные устройства, для которых предусмотрен режим «сна», что позволяет этим устройствам работать до трех лет от одной обычной батарейки АА и даже ААА;

г) сеть ZigBee – самоорганизующаяся, ее структура задается параметрами профиля стека конфигуратора и формируется автоматически путем присоединения (повторного присоединения) к сети образующих ее устройств, что обеспечивает простоту развертывания и легкость масштабирования путем простого присоединения дополнительных устройств;
д) устройства ZigBee компактны и имеют относительно невысокую стоимость.
Связь в сети ZigBee осуществляется путем последовательной ретрансляции пакетов от узла источника до узла адресата. В сети ZigBee предусмотрено несколько альтернативных алгоритмов маршрутизации, выбор которых происходит автоматически.
Стандарт предусматривает возможность использования каналов в нескольких частотных диапазонах. Наибольшая скорость передачи и наилучшая помехоустойчивость достигается в диапазоне от 2,4 до 2,48 ГГц. В этом диапазоне предусмотрено 16 каналов по 5 МГц.
Цена, которую пришлось заплатить в сетях ZigBee за минимизацию энергопотребления, компактность и дешевизну – относительно низкая скорость передачи данных.
«Брутто» скорость (включая служебную информацию) составляет 250 кбит/c. Средняя скорость передачи полезных данных, в зависимости от загрузки сети и числа ретрансляций, составляет от 5 до 40 кбит/с.
Расстояние между рабочими станциями сети составляет десятки метров внутри помещений и сотни метров на открытом воздухе. За счет ретрансляций покрываемая сетью зона может быть весьма значительной: до нескольких тысяч квадратных метров в помещении и до нескольких гектар на открытом пространстве. Более того, сеть ZigBee в любой момент может быть расширена добавлением новых элементов или наоборот разбита на несколько зон простым назначением соответствующего числа новых конфигураторов сети. Это бывает полезно для снижения нагрузки и соответственно повышения скорости передачи данных.

Немного истории

Альянс ZigBee был учрежден в 2002 году. Сейчас в него входят более 300 компаний. Цель альянса – разработка эффективных протоколов беспроводной сети и обеспечение совместимости устройств разных производителей. Первые стандарты «родились» в 2003 году и активно совершенствовались и расширялись.
Была внедрена стохастическая адресация, механизмы маршрутизации Many-to-One и Source Routing, а также возможность выявления асимметричных связей, что повысило эффективность сетей ZigBee для ряда специфических приложений.
Разработаны стандартные профили приложений и библиотека стандартных кластеров. Это существенно упростило разработку приложений, облегчило и ускорило внедрение новых решений с использованием аппаратуры разных производителей.

Введен ряд новых механизмов, повышающих защищенность и надежность сети.
Предусмотрен автоматический переход на «чистый» частотный канал при возникновении помех.
Действующая спецификация ZigBee Pro Feature Set 2006 принята в октябре 2007 г.

Устройства ZigBee

Сети ZigBee строятся из базовых станций трех основных типов: координаторов, маршрутизаторов и конечных устройств.
Координатор запускает сеть и управляет ею. Он формирует сеть, выполняет функции центра управления сетью и доверительного центра (trust-центра) – устанавливает политику безопасности, задает настройки в процессе присоединения устройств к сети, ведает ключами безопасности.
Маршрутизатор транслирует пакеты, осуществляет динамическую маршрутизацию, восстанавливает маршруты при перегрузках в сети или отказе какого-либо устройства.

При формировании сети маршрутизаторы присоединяются к координатору или другим маршрутизаторам, и могут присоединять дочерние устройства – маршрутизаторы и конечные устройства. Маршрутизаторы работают в непрерывном режиме, имеют стационарное питание и могут обслуживать «спящие» устройства. Маршрутизатор может обслуживать до 32 спящих устройств.
Конечное устройство может принимать и отправлять пакеты, но не занимается их трансляцией и маршрутизацией. Конечные устройства могут подключаться к координатору или маршрутизатору, но не могут иметь дочерних устройств.
Конечные устройства могут переводиться в спящий режим для экономии заряда аккумуляторов. Именно конечные устройства имеют дело с датчиками, локальными контроллерами и исполнительными механизмами.

Формирование сети

Сеть ZigBee – самоорганизующаяся, и ее работа начинается с формирования. Устройство, назначенное при проектировании координатором персональной сети (PAN координатор), определяет канал, свободный от помех, и ожидает запросов на подключение.

Устройства, пытающиеся присоединиться к сети, рассылают широковещательный запрос. Пока PAN координатор – единственное устройство в сети, отвечает на запрос и предоставляет присоединение к сети только он. В дальнейшем присоединение к сети могут предоставлять также присоединившиеся к сети маршрутизаторы.
Устройство, получившее ответ на широковещательный запрос, обменивается с присоединяющим устройством сообщениями, чтобы определить возможность присоединения. Возможность определяется способностью присоединяющего маршрутизатора обслужить новые устройства в дополнение к ранее подключенным.
Вступление в сеть (присоединение)
Существует два способа присоединения: МАС ассоциация и повторное сетевое присоединение (NWK rejoin).
МАС ассоциация
МАС ассоциация доступна любому устройству ZigBee и осуществляется на МАС уровне. Механизм МАС ассоциации следующий:
Устройство, позволяющее присоединиться к нему, выставляет на МАС уровне разрешение на присоединение.
Устройство, вступающее в сеть, выставляет на МАС уровне запрос на присоединение и передает широковещательный запрос маячка.
Получив маячок от устройств, готовых подключить присоединяемое устройство, последнее определяет, в какую сеть и к какому устройству оно желает присоединиться, и выставляет на МАС уровне требование о вступлении с флажком «повторное присоединение» в значении FALSE.
Затем вступающее устройство направляет на выбранное для присоединения устройство запрос присоединения и получает ответ с присвоенным ему сетевым адресом.
При МАС ассоциации данные передаются не зашифрованными, поэтому МАС ассоциация не является безопасной.
Повторное сетевое присоединение Повторное сетевое присоединение вопреки названию может применяться и при первичном присоединении. Оно выполняется на сетевом уровне. При этом, если вступающее устройство знает текущий сетевой ключ, обмен пакетами может быть безопасным. Ключ может быть получен, например, при настройке.
При повторном подключении присоединяющееся устройство выставляет на сетевом уровне запрос присоединения и обменивается с подключающим устройством пакетами «запрос присоединения» – «ответ на запрос присоединения».
Динамика сети
Кроме случаев присоединения новых устройств структура сети меняется и в случаях, когда устройства покидают сеть и повторно присоединяться в других местах (это происходит, например, в случае перезагрузки устройства).
На рисунке ниже – пример переподключения. Устройство с адресом «0E3B» переподключается как «097D», а затем как «0260». Каждый раз оно присоединяется к другому маршрутизатору и получает адрес из имеющегося в распоряжении присоединяющего маршрутизатора диапазона адресов.

Переподключение конечного устройства в древовидной сети

Сетевые протоколы

Протоколы, регламентированные стандартами IEEE 802.15.4 и ZigBee 2007 Specification, обеспечивают формирование и функционирование беспроводной сенсорной сети.
Стандарт IEEE 802.15.4 определяет физический и MAC уровни, а спецификация ZigBee определяет сетевой уровень и уровень приложений. На рисунке показан стек протоколов ZigBee.

Стек протоколов ZigBee

Прошу извинить, но на этом месте я в связи с поздним временем вынужден прерваться. Описание стека протоколов можно посмотреть здесь: http://www.rtlsnet.ru/technology/view/3.

Если хабравчане выкажут заинтересованность темой, обязуюсь описать профиль стека, варианты топологии сети, алгоритмы маршрутизации, профили приложений, кластеры, конечные точки, привязки, а также обеспечение безопасности. То есть рассказать, как, собственно, формируется топология, строятся и восстанавливаются маршруты, как подключаются и программируются стандартным образом внешние устройства – датчики, контроллеры, исполнительные механизмы.

ZigBee – протокол передачи данных

Что такое ZigBee протокол в системе “умный дом” Xiaomi?

У многих устройств и датчиков умного дома Xiaomi мы видим приписку ZigBee, что это за зверь, какие плюсы и минусы он несет, я постараюсь разобрать в этой статье.

Наверное, все представляют что такое Wi-Fi сеть, которая есть почти в каждой квартире. Есть устройство передатчик (роутер) и приемники (телефон, ноутбук и другие устройства), их связывает единая сеть, которая создается на уровне роутера. Схематично это выглядит так:

Такой тип сети называется “Звезда”, из-за визуального сходства (Центральное устройство и лучи отходящее от него). Тут все кажется довольно просто.

Как вы можете заметить, на схеме присутствуют устройства из системы “Умный дом” от Xiaomi. Получается, что на протоколе Wi-Fi можно построить свою систему автоматизации? Ответ – да, можно.

А зачем тогда что-то придумывать?

Если вы обратите внимание на схему, то заметите, что все устройства либо подключаются к розетке, либо требуют частой зарядки. Тут во всей красе предстает главный минус Wi-Fi сети, а именно высокое энергопотребление. И если для устройств питающихся от розетки это не страшно, то для устройств и датчиков работающих от батарейки – это смертельно. Согласитесь, зачем нужен датчик, в котором нужно каждый день заряжать аккумулятор?

Но ведь есть протокол передачи данных, с низким энергопотреблением, который нам давно известен и до сих пор активно используется. Вспомните фразу: “включи блютуз, я тебе перекину фотки.”. Да, именно Bluetooth, который раньше использовался для передачи данных, а сейчас занял нишу подключения беспроводных аудио-устройств и гаджетов, так же применяется в системе “Умный дом”. Чаще конечно идет в пару с Wi-Fi, но есть и устройства только с bluetooth, например чайник Mi Smart Kettle.

Но и тут все не так гладко, как хотелось бы. Как и Wi-Fi, Bluetooth использует топологию “Звезда”. А что в этом страшного? Ответ прост, малая дальность действия и низкая отказоустойчивость. Основное устройство необходимо размещать максимально по центру помещения, чтобы обеспечить связь со всеми устройствами. И если для квартиры это не так критично, то в частном доме просто не получится обеспечить постоянную связь между устройствами, находящимися на заметном удалении друг от друга. Для решения этой проблемы были внедрены Bluetooth шлюзы. И постепенно развивается система Mesh, для которой выпустили специальные лампочки.

ZigBee

Логично, что нужен был протокол передачи данных с низким энергопотреблением и надежностью соединения. Поэтому еще в 2003 году была ратифицирована спецификация ZigBee. Основное отличие от Bluetooth – это топология “Mesh”.

В ней подразумевается наличие 3 типов устройств:

1. Координатор – головное устройство, которое создает сеть. В умном доме сяоми эту роль выполняет один из шлюзов.
2. Роутер – устройство, которое имеет постоянное питание. Эту роль берут на себя выключатели и розетки.
3. Конечные устройства – датчики и гаджеты работающие от батарейки.

На схеме умного дома Xiaomi протокол будет выглядеть так:

Ничего не понятно? Давайте попробуем разобраться.

У нас на схеме есть шлюз Gateway 2, он выполняет роль координатора. К нему, в приложении MiHome мы подключаем все остальные устройства. Как и в Wi-Fi и Bluetooth, только стрелочек тут заметно больше. Все это потому, что розетки и выключатели выполняют роль “Роутера”, они принимают сигнал от головного устройства и транслируют его дальше по сети до конечных датчиков. Это позволяет масштабировать сети до уровня дома или даже большого производственного здания. А выход из строя одного из устройств-роутеров не скажется на работоспособности всей сети.

Сравнительная таблица характеристик этих протоколов связи:

Технология	Wi-Fi	Bluetooth	ZigBee
Стандарт связи	IEEE 802.11	IEEE 802.15.4	IEEE 802.15.4
Скорость передачи данных	300+ Мбит/с	до 3 Мбит/с	250 Кбит/с
Энергопотребление	Высокое	Низкое	Низкое
Частотный диапазон	2.4 Ггц	2.4 Ггц	2. 4 Ггц
Поддержка IP	+	–	–
Топология	“звезда” “mesh”	“звезда”, “mesh”	“звезда”, “mesh”

Из минусов можно отметить низкую скорость передачи данных – до 250 кбит/сек. Ради низкого энергопотребления, приходится чем то жертвовать, но это не критично для задач домашней автоматизации.

Обратите внимание, если в вашей системе 2 шлюза, то это будет 2 разных, независимых ZigBee сети только в случае недосягаемости. А так второй и последующий шлюз подхватывает сеть первого. Но если вдруг один из шлюзов умрет, то датчики можно переподключить к другому.

Значимость ZigBee в системе умного дома Xiaomi

На конец 2017 года, в системе Xiaomi 22 устройства, которые используют ZigBee протокол. Wi-Fi используют около 80, а блютуз около 25.

Да, самая маленькая доля устройств, но стоит отметить, что ZigBee устройства предназначены именно для автоматизации жилища, и их доля в вашей системе скорее будет доминировать.

Если у вас появились вопросы, смело задавайте в комментариях.

До новых встреч!

Дата публикации: 21.12.2017Дата изменения: 18.10.2021

• 2022-11-23T10:49:46+00:00

  xiaomi

  Добрый день! Шлюз подключается к облаку через интернет. А уже с телефона идет подключение к облаку а оттуда на шлюз. Поэтому доступ к шлюзу можно получить с нескольких устройств.

• 2022-11-21T23:40:54+00:00

  Евгений

  Якщо через одну учетку то да.

• 2022-11-21T01:09:05+00:00

  Romiras

  Добрый день. Подскажите пожалуйста, можно ли подключить 2 телефонам к одному шлюзу zigbee?

• 1

  2022-01-21T16:57:43+00:00

  клоун твой продавец.

• 1

  2021-11-06T17:20:52+00:00

  Евгений

  Спасибо

• org/Comment” itemscope=””>

  3

  2021-11-06T14:33:33+00:00

  xiaomi

  Добрый день! Смартфон не главное устройство, а просто как терминал доступа. Главное чтоб был WiFi и интернет, в таком случае информация будет уходить на сервера умного дома и там же выполняться сценарии (не считая тех, что выполняются локально).

• 2021-11-05T19:15:29+00:00

  Евгений

  Продавец розетки говорит что не будет работать. Для такого решения нужно брать вайфай розетку.

• 2021-11-05T19:13:53+00:00

  org/Person”> Евгений

  Добрый день. Подскажите имеется розетка zigbee, шлюз тоже есть. Будут ли работать сценарии если мой смартфон( главное устройство) будет находится в другом городе. В доме стоит роутер. На телефоне 4Г.

• 1

  2021-07-31T13:42:27+00:00

  Благодарю, за ответ, переподключились, но не в течении часа где то, но главное переподключились

• 1

  2021-07-30T10:15:17+00:00

  xiaomi

  Добрый день! Должен сам переподключиться, но может потребоваться некоторое время. Если этого не происходит, надо 1 раз нажать кнопку на датчике температуры.

• 2021-07-26T00:16:02+00:00

  Здравствуйте, пропало питание, после включения шлюз в сети а датчики температуры офлайн

• 2

  2020-05-15T09:47:42+00:00

  xiaomi

  Добрый день! В таком наборе будет работать, даже если Wi-Fi роутер выключен. Но при условии, что в сценариях не будет параметров требующих интернета (например, работа по расписанию).

• 2020-05-13T00:54:51+00:00

  org/Person”> Вячеслав

  Добрый день! Подскажите пожалуйста, приобрёл умные реле Акара и беспроводные выключатели акара, использовать планирую для управление освещением. Рассматриваю вариант чтоб вообще не проводить проводные выключатели, поэтому такой набор. Так же шлюз акара для связи всего. Вопрос следующий, настройка шлюза происходит через сеть вай фай, а если вдруг интернет отрубят, или ещё что-то произойдёт, что пропадёт сигнал вай фай, будут ли беспроводные выключатели так же корректно подавать сигналы реле, или ничего работать не будет ?

• 2020-04-02T13:56:55+00:00

  xiaomi

  Добрый день! Нет, чайник не подключится ни к ZigBee шлюзам, ни к Bluetooth. Он работает напрямую с телефоном.

• 2020-04-01T15:50:24+00:00

  Имеется чайник с блютуз 4.0. Можно ли его подключить к шлюзу сяоми?

• 3

  2019-11-22T10:04:55+00:00

  xiaomi

  Добрый день! 1. Нет, это будут 2 разные ZigBee сети, но они могут взаимодействовать между собой через сервер. 2. Могут, можно подключить к сторонней системе напрямую (минуя шлюз Gateway).

• 2

  2019-11-21T16:47:54+00:00

  org/Person”> Михаил

  Добрый день! Такой вопрос. Может ли в протоколе Zigbee быть одновременно два мастера? Например, есть модемы, которые конвертируют Zigbee в Modbus. На основе такого модема мы собираем умный дом, только локальный, не зависящий от внешних серверов. Модем конвертирует данные в старый добрый Modbus, где мы их вычитываем на верхнем уровне и отображаем в Scada-системе, скажем, на HMI панели. То есть у нас в доме висит красивая панелька с приятным графическим интерфейсом, где видно погоду дома, на улице, можно включить/выключить свет в том или ином помещении и т.д. Но вот при этом отсутствует управление голосом… Итак, вопросы: 1. Может ли в одной сети Zigbee существовать два мастера (наш модем и шлюх Xiaomi)? 2. Будет ли работать железо Xiaomi (датчики температуры и влажности, герконы, датчики движения, умные реле) со сторонним модемом? Заранее благодарен за ответы!

• 2019-08-24T17:42:10+00:00

  org/Person”> xiaomi

  Добрый день! Как я понял у Вас первая версия, которая прямоугольная? 1. Да, можно. Но потребуется шлюз ZigBee. 2. Вроде бы такой функции именно в этом замке не было. Может конечно добавили с обновлениями. 3. Да, можно сделать чтобы замок смог открыть только администратор.

• 2019-08-24T17:15:43+00:00

  xiaomi

  Это вы про эту розетку? Тогда да, она является ретранслятором.

• 1

  2019-08-23T12:31:38+00:00

  Aleksandr

  Скажите, а работает ретранслятором не встроенная розетка Xiaomi aqara Zigbee Smart Socket?

• org/Comment” itemscope=””>

  1

  2019-08-22T18:03:28+00:00

  xiaomi

  Добрый день! Можно, но тут стоит обратить внимание, что есть 2 версии такого выключателя. Который с нулевой линией (zero line) точно увеличивает радиус действия. А который без неё нет. Это по последней информации которой я владею, может конечно уже обновили и добавили функцию во все выключатели.

• 2019-08-21T20:50:54+00:00

  Добрый день, получается можно увеличить радиус действия zigbee, к примеру выключателем (https://xiaomi-smarthome.ru/product/aqara-wall-light-switch-double-key) или я что то неправильно понял?

• org/Comment” itemscope=””>

  2019-08-21T15:44:54+00:00

  Евгений

  Здравствуйте, у меня замок xiaomi aqara smart door lock ZMNMS11LM. 2 вопроса: 1. Можно ли подключить замок через Интернет к моему смартфону на андроид? Хочу просматривать статистику кто когда входил, когда я нахожусь вне дома. 2. Можно ли ограничить доступ некоторым пользователям замка по времени суток / дням недели? 3. Может ли администратор удаленно заблокировать замок через приложение?

• 1

  2019-07-14T20:28:03+00:00

  xiaomi

  Добрый вечер! А какой конкретно функционал Вам требуется? Mi Ai Speaker – это больше голосовой помощник, но поскольку он только на китайском языке – вещь бесполезная. Можете посмотреть список колонок (которые могут участвовать в сценариях) в приложении Mi Home, выбрав добавление новых устройств. Там в разделе Speaker доступно 8 колонок. Но нужно детально смотреть каждую, вот например Xiaomi Mi Internet Speaker вроде функциональная, но судя по форуму много проблем.

• 2

  2019-07-13T00:07:48+00:00

  Добрый день. По аудиосистеме умного дома крайне скудная информация. Какие колонки могут участвовать в создании сценариев (шлюз gateway2) с поддержкой карты памяти? Или подключать только через Mi AI Speaker?

• 2019-06-27T21:42:51+00:00

  org/Person”> xiaomi

  Датчик подцепляется автоматически, но иногда это происходит не сразу, а минут через 10-15 (при условии, что датчик в зоне действия шлюза). А дальше уже можно настроить автоматизацию (сценарии).

• 1

  2019-06-24T16:19:38+00:00

  Константин

  да про этот. спасибо. Датчик как – то сам подцепится к дивайсу со шлюзом который будет находится в радиусе 10 м или нужно прописывать какую-то автоматизацию?

• 1

  2019-06-24T09:47:56+00:00

  org/Person”> xiaomi

  Добрый день! Речь про этот датчик? Тогда посмотрите в этой статье есть список, + еще шлюзом может быть такой будильник.

• 2

  2019-06-24T09:28:31+00:00

  константин

  добрый день. скажите, пожалуйста, какие дивайсы будут ble шлюзом для датчика температуры и влажности xiaomi?

• 2

  2019-06-09T23:01:33+00:00

  xiaomi

  Тогда Вам надо либо такую ZigBee розетку, либо Wi-Fi удлинитель.

• 4

  2019-06-09T22:51:03+00:00

  Максим

  Да, необходимо понять как сэкономить электричество. Поэтому нужно знать сколько тратим электричество.

• 2

  2019-06-09T20:55:39+00:00

  xiaomi

  Добрый вечер! Да, для ZigBee розетки необходим еще один из шлюзов управления. А Вам считать потребление энергии необходимо, или просто удаленно управлять? Если только управлять, можно рассмотреть Wi-Fi версию.

• org/Comment” itemscope=””>

  2019-06-09T17:06:01+00:00

  Максим

  Хочу купить умную розетку Xiaomi mi jia ZigBee для бойлера нужно ли мне что-нибудь докупать к ней?

• 2019-01-27T20:13:14+00:00

  […] шаг, вместо Wi-Fi протокола добавил в лампочку протокол ZigBee. Сделано это для возможности интеграции лампы в умный […]

• 2019-01-09T00:17:02+00:00

  […]  ZigBee […]

• 2018-12-07T13:32:01+00:00

  […] ZigBee […]

• org/Comment” itemscope=””>

  2018-11-23T19:57:34+00:00

  […] ZigBee […]

• 2018-11-10T18:51:31+00:00

  […] датчик температуры использует протокол ZigBee, для его работы необходим один из шлюзов экосистемы […]

• 2018-11-08T14:37:56+00:00

  […] сожалению, в устройстве нет ни Wi-Fi ни ZigBee интерфейсов, из-за чего устройство не получится […]

• 2018-10-08T01:53:18+00:00

  […] шлюз управления ZigBee устройствами. Визуально шлюз очень похож на Xiaomi Gateway 2, […]

• 2018-08-19T10:13:30+00:00

  xiaomi

  Добрый день, тут протокол не совсем открытый, и по умолчанию сопрягается только с устройствами Xiaomi. А по сопряжению со сторонними системами, например тут парень подробно описывает интеграцию с Domoticz.

• 2018-08-16T10:00:51+00:00

  Grigore

  Добрый день, приобрел такой Gateway, для измерение температуры, но могу подключить его с Mikrotik RB951G-2HnD. Помогите пожалуйста разбиратся.

• 2018-08-01T17:20:08+00:00

  […] и устройствами, которые работают по протоколу ZigBee и выполнять сценарии с их участием. Если у вас нет […]

• 2018-08-01T16:52:28+00:00

  […] работает по протоколу ZigBee, энергоэффективность которого позволяет работать […]

• 2018-08-01T16:00:06+00:00

  […] Работа датчика будет осуществляться по протоколу ZigBee, поэтому для его работы потребуется шлюз Xiaomi […]

• org/Comment” itemscope=””>

  2018-08-01T11:17:57+00:00

  […] работы первого знакомы все, второй разобран в отдельной статье, то по блютус протоколу могут возникнуть вопросы. […]

• 2018-07-23T18:01:19+00:00

  […] датчик работает по протоколу ZigBee,  для его работы необходим один из шлюзов управления. […]

• 2018-06-29T17:35:36+00:00

  […] (Обратите внимание, большинство датчиков работает по ZigBee протоколу, и для их корректного подключения необходим […]

• 2018-05-28T13:57:13+00:00

  org/Person”> xiaomi

  Тут есть один нюанс, я не официальный представитель 🙂 Официальный представитель Смарт Оранж, можно через них попробовать, но скорее всего придется выходить на китайцев.

• 1

  2018-05-28T13:17:27+00:00

  Nikolay

  Возможно получится, через Вас, как официального представителя бренда в РФ, наладить партнерское взаимодействие с некоторыми сторонними производителями? В данном случае вопрос задаю как представитель нескольких разработчиков.

Откройте для себя протокол Zigbee 3.0 | Digi International

Что такое Zigbee?

Zigbee — это беспроводная технология, разработанная в качестве стандарта подключения на открытом глобальном рынке для удовлетворения уникальных потребностей недорогих и маломощных беспроводных сетей передачи данных IoT. Стандарт подключения Zigbee работает в соответствии со спецификацией радиосвязи физической платы IEEE 802.15.4 и работает в нелицензируемых радиодиапазонах, включая 2,4 ГГц, 900 МГц и 868 МГц.

Спецификация беспроводной связи 802.15.4, на основе которой работает стек Zigbee, была одобрена Советом директоров Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике (IEEE) в 2003 году. устройства и продукты. Протокол позволяет устройствам передавать данные в различных сетевых топологиях, а срок службы батареи может составлять несколько лет.

Протокол Zigbee 3.0

Протокол Zigbee был создан и ратифицирован компаниями-членами Zigbee Board Alliance. Более 300 ведущих на рынке производителей полупроводников, технологических фирм, OEM-производителей и сервисных компаний входят в членский совет Zigbee Alliance. Протокол Zigbee был разработан, чтобы обеспечить простое в использовании решение для беспроводной передачи данных, характеризующееся безопасной и надежной архитектурой беспроводной сети.

Преимущество Zigbee

Протокол Zigbee 3.0 предназначен для передачи данных через радиочастотные помехи, которые часто встречаются в коммерческих и промышленных приложениях. Версия 3.0 основана на существующем стандарте подключения Zigbee, но унифицирует профили приложений для конкретных рынков, чтобы все устройства могли быть подключены по беспроводной сети к одной и той же сети, независимо от их рыночного назначения и функций. Кроме того, схема сертификации Zigbee 3.0 обеспечивает совместимость продуктов разных производителей устройств. Подключение сетей Zigbee 3.0 к IP-домену открывает доступ к беспроводному мониторингу и управлению с радиоустройств, таких как смартфоны и планшеты, в локальной или глобальной сети, включая Интернет, и позволяет реализовать настоящий Интернет вещей.

Функции протокола Zigbee включают:

• Поддержка нескольких сетевых топологий, таких как точка-точка,
  многоточечные и ячеистые сети
• Низкий рабочий цикл — обеспечивает длительный срок службы батареи
• Низкая задержка
• Расширенный спектр прямой последовательности (DSSS)
• До 65 000 узлов в сети
• 128-битное шифрование AES для безопасных подключений к данным
• Предотвращение столкновений, повторные попытки и подтверждения

Программный стек Zigbee 3. 0 включает в себя «базовое устройство», которое обеспечивает согласованное поведение при вводе в эксплуатацию узлов и устройств в сети. Предоставляется общий набор методов ввода в эксплуатацию, включая Touchlink, метод бесконтактного ввода в эксплуатацию.

Zigbee Wireless Security

Zigbee 3.0 обеспечивает повышенную безопасность сети. Существует два метода обеспечения безопасности, которые приводят к возникновению двух типов сетей:

• Централизованная безопасность: в этом методе используется координатор/центр доверия, который формирует сеть и управляет распределением ключей безопасности сети и каналов для присоединяющихся узлов.
• Распределенная безопасность: этот метод не имеет координатора/центра доверия и формируется маршрутизатором. Любой узел маршрутизатора Zigbee может впоследствии предоставить сетевой ключ присоединяющимся узлам.

Узлы принимают тот метод безопасности, который используется в узловой сети, к которой они присоединяются. Zigbee 3.0 поддерживает растущий масштаб и сложность беспроводных сетей и справляется с большими локальными сетями, насчитывающими более 250 узлов. Zigbee также обрабатывает динамическое поведение этих сетей (с появлением, исчезновением и повторным появлением узлов в сети) и позволяет потерянным узлам, возникшим в результате потери родителя, повторно присоединиться к сети через другого родителя. Самовосстанавливающаяся природа сетей Zigbee Mesh также позволяет узлам выходить из сети без какого-либо нарушения внутренней маршрутизации.

Совместимость с протоколом Zigbee

Обратная совместимость Zigbee 3.0 означает, что приложения и устройства умного дома, уже разработанные в рамках профиля Zigbee Light Link 1.0 или Home Automation 1.2, готовы для Zigbee 3.0. Профиль Zigbee Smart Energy также совместим с Zigbee 3.0 на функциональном уровне, но у Smart Energy есть дополнительные требования безопасности, которые рассматриваются только в рамках профиля.

Данные устройства Zigbee

Функция обновления Zigbee по беспроводной сети (OTA) для обновления программного обеспечения во время работы устройства гарантирует, что приложения на устройствах, уже развернутых в полевых условиях/рынке, могут быть беспрепятственно перенесены на Zigbee 3. 0. OTA-обновление — это необязательная функция, которую производителям рекомендуется поддерживать на уровне приложений своих продуктов Zigbee.

Ячеистые сети Zigbee

Ключевым компонентом протокола Zigbee является возможность поддержки ячеистых сетей. В ячеистой сети узлы взаимосвязаны с другими узлами, так что каждый узел соединяют несколько путей. Соединения между узлами динамически обновляются и оптимизируются с помощью сложной встроенной сетки маршрутизации.

Ячеистые сети носят децентрализованный характер; каждый узел способен к самообнаружению в сети. Кроме того, когда узлы покидают сеть, ячеистая топология позволяет узлам перенастраивать пути маршрутизации на основе новой структуры сети. Характеристики ячеистой топологии и специальной маршрутизации обеспечивают большую стабильность при изменении волновых условий или сбоях в отдельных узлах.

Беспроводные приложения Zigbee

Zigbee обеспечивает широкомасштабное развертывание беспроводных сетей с помощью недорогих решений с низким энергопотреблением. Он обеспечивает возможность работы в течение многих лет на недорогих батареях для множества приложений мониторинга и управления. Интеллектуальная энергия / интеллектуальная сеть, AMR (автоматическое считывание показаний счетчиков), управление освещением, системы автоматизации зданий, мониторинг резервуаров, управление HVAC, медицинские устройства, dbm-радио, беспроводные протоколы ГГц, беспроводные сенсорные сети и приложения для автопарка — это лишь некоторые из многих областей, где Технология Zigbee делает значительные успехи.

Digi XBee 3 Zigbee Technology

Digi является членом Zigbee Alliance и разработала широкий спектр сетевых решений для передачи данных на основе протокола Zigbee. Digi XBee 3 является новейшим в длинной линейке радиоустройств, которые представляют собой простое в реализации решение, обеспечивающее функциональность для подключения к широкому спектру устройств с надежными стандартами подключения.

Что такое Zigbee и почему он важен для вашего умного дома?

За последние несколько лет произошел взрыв устройств для умного дома. То, что когда-то называлось «домашней автоматизацией» и до сих пор называется «Интернетом вещей», теперь перешло в более дружественную категорию, которую мы называем умным домом. У нас есть отопление, освещение, камеры, датчики практически для всего, а также новые устройства, которые появляются каждую неделю, чтобы перетащить ваш дом в подключенное будущее.

За последние несколько лет мы перешли от позиции разрозненных систем к миру с новыми концентраторами, где большие устройства, такие как Amazon Echo и Nest Audio, действуют как концентраторы, чтобы связать воедино все ваши подключенные сервисы, наряду с такими платформами, как Apple HomeKit и Samsung SmartThings.

Итак, какую роль должен сыграть Zigbee в этом дивном новом мире умного дома? Pocket-lint здесь, чтобы дать все ответы.

• Echo, Echo Plus, Echo Dot, Echo Spot и Echo Show: сравнение всех устройств Echo

Умный дом

Вся идея умного дома заключается в том, чтобы все общалось со всем, чтобы вы были в курсе, а ваши устройства тоже были в курсе. Это может быть связано с тем, что ваше освещение общается с камерой наблюдения или ваша умная кофемашина включается, когда вы встаете с постели. Интернет вещей может быть довольно бесполезным термином, но, по сути, это то, что происходит — все связано, а это означает, что можно обмениваться информацией и контролировать свою жизнь без необходимости посещать каждую вещь по отдельности.

Все эти подключенные устройства управляются автоматическими системами по одной сети. Результат? У вас есть умный дом благодаря умным приложениям и устройствам. Но есть только одна проблема: многие компании производят все эти разные устройства. Чтобы заставить их работать вместе в одной сети, вы должны использовать один общий язык. Вот тут-то и появляется Zigbee.

Что такое Zigbee?

Zigbee основан на стандарте IEEE для персональных сетей 802.15.4. Все, что вам нужно знать, это то, что Zigbee — это спецификация, которая существует уже более десяти лет и широко считается альтернативой Wi-Fi и Bluetooth для некоторых приложений, включая маломощные устройства, которым не требуется большая пропускная способность. как датчики вашего умного дома.

Типичный пример: у вас есть лампочка с поддержкой Zigbee и переключатель света с поддержкой Zigbee, и вы хотите, чтобы выключатель света управлял лампочкой. Благодаря Zigbee два устройства, даже если они от разных производителей, говорят на одном языке, поэтому для общения не существует препятствий.

Pocket-lint

Zigbee не фокусируется на двухточечной связи, такой как Bluetooth, но работает в ячеистой сети, поэтому отлично подходит для умного дома.

На самом деле, для клиента, который строит умный дом, устройство, поддерживающее протокол Zigbee, может по-прежнему быть разрозненным, но по мере того, как мы движемся вперед, с большим количеством устройств, желающих выступать в качестве центрального контроллера, и с меньшим количеством беспроводных протоколов для ваших интеллектуальных устройств. имеет явное преимущество, особенно если это означает, что вы можете избежать подключения огромного количества концентраторов к вашему маршрутизатору.

Что такое ячеистая сеть?

Ячеистая сеть — это когда сетевое соединение распределено между беспроводными узлами, которые могут взаимодействовать друг с другом и совместно использовать сетевое соединение на большой территории. Думайте об узлах как о небольших передатчиках, которые работают так же, как беспроводной маршрутизатор. Способность Zigbee поддерживать ячеистую сеть означает, что он может увеличить диапазон передачи данных и обеспечить большую стабильность (даже когда один подключенный узел выходит из строя и не работает).

При использовании Zigbee у вас, скорее всего, будет главный узел-координатор, который контролирует другие подключенные узлы — например, последнюю версию Amazon Echo. Если один узел по какой-либо причине выходит из строя и не может обмениваться данными со вторым узлом в ячеистой сети, главный узел и второй узел могут обмениваться данными, связываясь с третьим узлом в пределах диапазона. Каждый узел действует как своего рода повторитель, и все узлы сотрудничают в распределении данных — отсюда и ячеистая сеть.

Zigbee поддерживает до 65 000 узлов в одной сети.

Какие устройства используют Zigbee?

Теперь вы знаете, что такое Zigbee, стоит прогнать устройства, которые работают с Zigbee. Тот факт, что они используют этот стандарт беспроводной сети, еще не означает, что все будет работать гармонично, в конце концов, у вас может не быть управляющего приложения, которое знает, что представляют собой все эти устройства.

Вот некоторые из крупных пользователей Zigbee в умном доме:

• Amazon
• Comcast
• Honeywell
• Huawei
• Philips
• SmartThings
• Texas Instruments
• Amazon
• Belkin
• Ikea
• Lutron
• Nokia
• Osram
• Bosch
• Indesit
• Samsung
• Velux
• Humax
• Panasonic
• Miele

Однако тот факт, что компания использует протокол, не означает, что он сразу же будет работать хорошо. Philips Hue использует Zigbee для подключения своих ламп, но это не всегда означает, что вы можете добавить дополнительные лампочки от другого производителя.

Однако с появлением таких устройств, как Amazon Echo Plus или последней модели Echo, подход к устройствам Zigbee изменился, потому что Alexa может управлять всеми этими различными типами устройств без использования концентраторов или приложений от каждого производителя. Echo Plus можно заставить искать устройства и, например, найти лампочку Philips Hue и иметь возможность управлять ею, вообще не нуждаясь в каком-либо входе от Philips.

Чем интересны устройства Amazon Echo (и Google Home или Apple HomeKit), так это то, что они представляют собой интеллектуальные устройства с искусственным интеллектом, которые будут контролировать гораздо больше. Например, Echo Plus может напрямую управлять устройствами Zigbee, но также позволит вам активировать навыки управления устройствами, работающими по другим стандартам, например дверным видеозвонком.

Самый большой вопрос, когда дело доходит до использования Zigbee, заключается в том, удовлетворит ли он ваши потребности, потому что существуют также соединения Wi-Fi и концентраторы для конкретных производителей, в зависимости от того, что вы хотите сделать и как вы хотите этого достичь.

• Arlo Audio Doorbell vs Nest Hello vs Ring Video Дверные звонки: в чем разница?

Что такое Zigbee Alliance?

Здесь все становится немного запутанным. С момента своего создания в 2002 году Альянс Zigbee, состоящий из сотен различных компаний, использующих технологию Zigbee, таких как Amazon, Samsung и Ikea, стремился поддерживать и публиковать стандарт.

Однако после формирования более унифицированного стандарта умного дома Matter в 2021 году Zigbee Alliance был переименован в Альянс стандартов подключения (CSA).

Идея состоит в том, что CSA сделает для Matter то же, что Zigbee Alliance сделал для Zigbee.

Устройства Zigbee и технология Zigbee не исчезнут в одночасье из-за этого недавнего изменения.