Žodis angliškai:

ZigBee

Santrumpa:

ZigBee

Žodis lietuviškai:

Apibrėžimas:

ZigBee – tai aukšto lygio bevielio duomenų perdavimo protokolas, pagrįstas IEEE 802.15.4 standartu asmeniniams tinklams. Jis užtikrina efektyvius energijos taupymo algoritmus ir sumanų duomenų maršrutizavimą. Šis protokolas naudojamas gyvenamųjų namų ir industrinių patalpų automatizavimui, gamybos procesų automatizavimui bei nuotoliniam parametrų stebėjimui. Pagrindinis tokių įrenginių privalumas – naujų sistemų projektavimo paprastumas ir naujų sprendimų integracija į jau egzistuojančią sistemą, nes nebūtina tiesti naujų ar keisti esamų duomenų perdavimo linijų bei nebūtinas nuolatinis maitinimo šaltinis.

Pagrindinės šio protokolo charakteristikos:

• Protokolas pagrįstas IEEE 802.15.4 standartu, taigi užtikrina visas šiam protokolui būdingas charakteristikas ir funkcionalumą;

• Palaiko skirtingas tinklo topologijas: įrenginys – įrenginys, žvaigždinę, medžio, tinklinis;

• Maksimalus įrenginių skaičius tinkle iki 65535 (64 bitų IEEE adresavimo standartu);

• Veikimas apie 50 metrų;

• Veikia švyturėlio režimu. Tai leidžia įgyvendinti energiją taupančius koordinatorius ir maršrutizatorius;

• Pasižymi energiją taupančiais maršrutizavimo algoritmais, duomenys persiunčiami geriausią signalo kokybę turinčiais maršrutizatoriais;

• Naudoja 128 bitų AES duomenų kodavimo algoritmą;

• Pasižymi mažais išteklių reikalavimais: ZigBee steko dydis apie 32 kB (sumažinto funkcionalumo įrenginiams apie 4 kB), IEEE 802.15.4 standartas reikalauja 8 bitų 4 MHz procesoriaus, 32 kB ROM atminties ir apie 8 kB RAM atminties. Šie reikalavimai priklauso nuo įrenginių tipo ir sistemos ir tinklo sudėtingumo.

Dėl protokolo sudėtingų algoritmų, didelio funkcionalumo ir universalumo, ZigBee protokolas energijos suvartojimu nusileidžia paprastesniems, konkrečiam funkcionalumui orientuotiems protokolams. Todėl projektuojant tik tai sričiai pritaikytus bevielius įrenginius, kurie reikalauja ypač ilgo veikimo laiko iš ribotos energijos maitinimo šaltinio, šis protokolas nėra tinkamas pasirinkimas. Kiekvienas ZigBee funkcionalumas kainuoja papildomą energijos suvartojimo dalį. Pavyzdžiui didelio įrenginių skaičiaus tinkle palaikymas kainuoja 8 baitus informacijos, kai tuo tarpu paprastesniam tinklui užtenka 1 baito, taigi 7 baitai yra papildoma nepanaudota informacija. Šių papildomų duomenų perdavimas užtrunką papildomą laiką, už ką reikia sumokėti papildomomis energijos sąnaudomis.

ZigBee standartas:

ZigBee standartizuoja aukštesnius protokolo lygmenis. Tinklo lygmuo yra atsakingas už maršruto organizavimą ir aprūpinimą multi-šuolių (angl. multi-hop) tinkle, o programinis lygmuo – suteikia kuriamų programų struktūrą ir komunikacijos ryšius (žr. 1 pav.)

1 pav. ZigBee funkcinių lygmenų struktūra

APL susideda iš programinės struktūros, ZigBee objektų ir pa-programinio lygmens. Programinė struktūra gali turėti iki 240 programinių objektų, t.y. vartotojo nustatyti programiniai moduliai, kurie yra dalis ZigBee programos. ZDO teikia paslaugas, kurios leidžia atrasti AP objektams vienus kitus ir paskirti sudarytą programą. APS po-lygmenyje yra sąsajos, duomenų ir apsaugos, ZDO ir AP objektams. ZigBee tinklai gali būti pertvarkomi taip, kad galėtų veikti daugeliu skirtingų būdų, atitinkančių sąsają ir aplinką. Palaikomos tinklų sudarymo technologijos: įrenginys – įrenginys (angl. peer-to-peer), žvaigždinis (angl. star), medžio (angl. tree) ir tinklo (angl. mesh) tipo.

2 pav. Žvaigždės tipo tinklas

Žvaigždės tipo tinkle naudojamas vienas PAN koordinatorius (žr. 2 pav.). Kiekvienas tinklo įrenginys (mazgas) jungiamas tiesiogiai prie koordinatoriaus – visi duomenų apsikeitimai tarp įrenginių vyksta per koordinatorių

Naudota literatūra:

1. Wikipedia The Free Encyclopedia [interaktyvus]. 2012. Wikipedia portalo straipsnių rašytojai [žiūrėta 2012 m. gegužės 6 d.]. Prieiga per internetą: http://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee

2. Paolo Barontib; Prashant Pillaia; Vince W.C. Chooka; Stefano Chessab; Alberto Gottab; Y. Fun Hua. 2007. Wireless sensor networks: A survey on the state of the art and the 802.15.4 and ZigBee standards, Computer Communications 30(12): 1655–1695.

3. John‘s Specifications [interaktyvus]. 2008. John Ploeg [žiūrėta 2012 m. gegužės 6 d.]. Prieiga per internetą: http://www.specifications.nl/zigbee/zigbee_UK.php

4. Software technologies group [interaktyvus]. Services for Product Developers. [žiūrėta 2012 m. gegužės 6 d.]. Prieiga per internetą: http://www.stg.com/wireless/ZigBee_netw.html

5. ZigBee Alliance. 2008. ZigBee specification, ZigBee Standards Organization: 604 p.

6. Eligijus Mauragas. 2009. Wireless sensors network protocol, Magistro tezės: 68 p.

7. Kęstutis Kvietkauskas. 2008. Bevielio tinklo kolizijos, Magistro tezės: 58 p.

CategoryŽodis