Zigbee: nye Bluetooth?

Når biene leter etter nektar kommuniserer de med hverandre med en slags dans. Signalene går fra bie til bie slik at budskapet til slutt når alle. Biene opererer altså med et maskenettverk, «mesh». Slik fungerer også kommunikasjonen i Zigbee – små enheter med lang batterilevetid kommuniserer med hverandre på korte avstander.

Oppfinneren av Ethernet og gründeren av 3Com, Bob Metcalfe, er ivrig deltaker i Zigbee Alliance, hvor norske Chipcon har vært en viktig bidragsyter. Så viktig at Texas Instruments har kjøpt bedriften for 1,3 milliarder kroner og døpt den om til Texas Instruments Norway.

Zigbee er primært rettet mot rimelige applikasjoner som bruker lite strøm. Integrerte Zigbee- brikkesett, med batterikraft nok til vare fra seks til 24 måneder, er tilgjengelige for under en dollar per stykk.

Helse og automatisering

Et Zigbee-nettverk kan bestå av opptil 65 536 noder (16 bit adressering), som kommuniserer på 2,4 GHz-frekvensen. Bruksområdene skal være automatisering av hjem, med intelligente sensorer for håndtering av lys, varme, vann, sikkerhet og bruk av apparater. Et eksempel kan være at om du går fra strykejernet, så vil det bli slått av etter en viss tid.

Helsesektoren med sine behov for pasientovervåking er også en stor målgruppe. Zigbee Alliance ser også for seg løsninger i industrien, innen skipsfart og andre steder hvor applikasjoner i selvkonfigurerende nettverk med intelligente sensorer kan gjøre nytte.

65 000 enheter

Zigbee-aktiverte enheter kan lett settes i nettverk; opptil 65 536 slike enheter kan knyttes sammen i en stjerne-topologi eller en "peer-to-peer"-konfigurasjon, skriver Network World. Dataraten for denne kostnadseffektive og lite strømkrevende teknologien er fra 20K til 250Kbps.

Zigbee er basert på standarden IEEE 802.15.4. Den skal fungere svært bra i miljøer med en lavt signal-til-støy-frekvens. Radiosingalene kan strekke seg fra 10 til 40 meter, avhengig av innstillinger og signalstyrke.

Zigbee bygger på det fysiske laget (PHY) og mediekontrollaget (MAC) i standarden IEEE 802.15.4, og har spesifisert standarder for applikasjonsprofillag, sikkerhetslag og nettverkslag. ZigBee har lagt til AES 128 kryptering i forhold til 802.15.4, men jobber tett med IEEE for å sikre standardiserte løsninger.

Standardisering, lav pris og enkel nettverksopkobling gjør at Zigbee kan innta en posisjon på siden av Bluetooth som en mye brukt trådløskomponent i årene som kommer.

De første enhetene er laget, og ifølge pådriveren Bob Metcalfe var Zigbee i 2005 på samme stadium som Ethernet var i 1982. Les mer på zigbee.org .

Strømstyring

Zigbee støtter flere nettverkstopologier full ut. Dette gjelder også maske-konfigurasjoner med ruter mellom ulike noder, som endres dynamisk ut fra tilgjengeligheten av mellomliggende ruter-noder. Standarden er også optimert for tidskritiske applikasjoner og strømstyring.

Det tar under 30 millisekunder å koble seg på et nettverk, under 15 millisekunder å fra dvale til aktivt modus og like kort tid å akessere en kanal.

Det finnes tre kategorier av nettverksnoder for Zigbee:

Zigbee koordinator -det trengs bare en slik for hvert Zigbee-nettverk: den igangsetter nettverksformasjonen og opptrer som nettverkskoordinator. Når nettverket er etablert kan de fungere som ruter.

Zigbee ruter - valgfri komponent som kan knyttes til en Zigbee-koordinator eller en annen Zigbee-ruter - deltar i multihop-ruting av meldinger.

Zigbee sluttenhet - valgfri nettverkskomponent som ikke deltar i ruting.

Ekstra RAM

Prokotollstakken for Zigbee krever minst en 8-bits mikrokontroller for implementering av kjernefunksjonene. En full protokollstakk opptar mindre enn 32KB plass; å implementere bare noden tar mindre enn 4 KB. Koordinatorer krever ekstra RAM fordi på grunn av funksjoner som enhetsdatabase og tabeller for paring og transaksjoner.

Zigbee-teknologien kan brukes til alt fra industrielle lysarmaturer til kjøkkenutstyr og forbrukerelektronikk.

På grunn av den trådløse kommunikasjonen er det svært enkelt å installere Zigbee-enheter i eksisterende miljøer. Støtten for maske-nettverk muliggjør mangflodige tilkoblinger og automatisk ruting av data som sendes mellomo enhetene. Siden teknologien krever lite strøm, krever den lite vedlikehold. Den er derfor svært anvendelig for forbrukerprodukter.

Samferdsel

Zigbee er blant annet brukt med stor suksess i intelligente transportsystemer. Zigbee trådløsdata brukes til å kommunisere mellom busser og busstasjoner og tl vise tider for ankomster og avganger.

Modulene brukes i buss-sammenheng til å kommunisere på en måte som hindrer utilsiktet feilkommunikasjon med andre stasjoner. Avhengig av hvor bussen befinner seg, vil den mobile Zigbee-enheten etablere en forbindelse bare med den Zigbee-enheten som er på den første stasjonen på ruten - alle andre enheter blir oversett.

Siden den mobile enheten vet den eksakte adressen til stasjonsenheten, etableres kommunikasjonen raskt. Det blir derfor ingen forsinkelser i kommunikasjonen når bussen nærmer seg stasjonen, og dermed kan ankomst- og avgangstider oppdateres med stor nøyaktighet.