Rangkaian Radio Tanpa Wayar Yang Direka Khas Untuk Rumah Pintar

2023 Pengarang: Douglas Hoggarth | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-05-24 11:24

• Rangkaian tanpa wayar untuk rumah pintar
• Bagaimana anda boleh menggunakan rangkaian radio ZigBee

Selama lebih dari satu abad, umat manusia telah menggunakan pelbagai peralatan elektrik isi rumah, lampu elektrik telah menjadi biasa dan biasa bagi kita, kerana elektrik dibekalkan ke hampir setiap rumah hari ini. Walau bagaimanapun, perkakas dan peranti elektrik isi rumah perlu dikendalikan, yang memaksa pemilik rumah untuk menyelesaikan bukan sahaja masalah dengan pembinaan sistem bekalan kuasa berwayar yang sebenarnya, tetapi juga merancang titik penempatan suis, panel kawalan dengan teliti untuk pelbagai sistem rumah pintar. Lebih-lebih lagi, tidak mungkin dengan tepat memperhitungkan kedudukan untuk semua suis yang diperlukan, dan membosankan dan penuh dengan pembaikan modal yang mahal untuk melekatkan dinding di bawah titik baru. Sistem berdasarkan ZigBee Radio dapat menyelesaikan masalah ini sepenuhnya dan bukan sahaja.

Rangkaian tanpa wayar untuk rumah pintar

Selama dua dekad yang lalu, rangkaian komunikasi tanpa wayar seperti Bluetooth dan wi-fi telah tersebar luas dan terkenal oleh kami. Mereka sesuai untuk rangkaian Internet, tetapi tidak cukup selesa untuk digunakan dalam sistem kawalan rumah pintar kerana keterbatasan bilangan peranti yang disambungkan ke rangkaian seperti itu, penggunaan kuasa tinggi, tindak balas yang agak perlahan (misalnya, untuk Bluetooth adalah 3 saat) dan yang penting, kualiti sambungan bergantung pada halangan struktur antara peranti on-net. Rangkaian yang dibina berdasarkan protokol ZigBee mengatasi rakan rangkaian yang lain dalam semua perkara yang dinyatakan di atas.

Perkembangan jaringan berdasarkan ZigBee Radio bermula pada tahun 1998 atas inisiatif keprihatinan Philips, setelah percubaan jurutera yang tidak berjaya di beberapa syarikat elektronik pengguna dan perubatan terkemuka untuk menggunakan Bluetooth dan wi-fi dalam aplikasi mereka. ZigBee Alliance, yang mengembangkan rangkaian radio digital yang sesuai, hari ini merangkumi wakil beberapa ratus syarikat global yang berminat dengan produk ini.

Rumah pintar - kawasan aplikasi dengan protokol Radio ZigBee:

• perkakas rumah yang bertujuan untuk hiburan rumah tangga (peralatan muzik dan filem);
• pengawal yang mengawal peranti pencahayaan, keadaan suhu, peralatan keselamatan;
• pengawal penggera yang bertanggungjawab untuk memantau penggunaan elektrik, air, gas, sistem perlindungan kebakaran dan asap, mengawal akses ke bangunan, dll.

Rangkaian sensor tanpa wayar ZigBee digunakan dalam bidang isi rumah dan industri, penggunaan kuasa peranti penyusunnya sangat rendah, yang membolehkan peranti berfungsi dengan baik selama dua tahun tanpa mengecas atau mengganti bateri. Kelajuan tindak balas dalam rangkaian tersebut adalah 0.015 saat, iaitu melebihi parameter rangkaian Bluetooth yang serupa sebanyak 200 kali.

Peranti yang membentuk rangkaian radio ZigBee dibahagikan kepada tiga jenis - penyelaras, penghala dan peranti akhir.

Peranti koordinasi bertanggung jawab untuk pembentukan pohon jaringan dan komunikasi antara rangkaian lain, di setiap rangkaian Radio ZigBee terdapat sekurang-kurangnya satu perangkat seperti itu yang memulakan rangkaian agar beroperasi. Pada masa yang sama, koordinator melakukan fungsi memastikan keselamatan rangkaian dan mengkonfigurasi peranti yang disambungkan kepadanya. Pangkalan data mengandungi maklumat mengenai rangkaian rangkaian dan semua peranti yang termasuk dalam rangkaian ini - setelah menemui peranti baru, penyelaras menentukan kemasukannya dan menyegerakkan operasi rangkaian dengan mempertimbangkan peranti ini.

Penghala mengangkut paket data antara peranti rangkaian dan melancarkan aplikasi. Jumlah penghala dalam rangkaian tertentu bergantung pada jumlah titik akhir yang dilayani oleh setiap peranti tersebut - maksimum 32 nod mudah alih atau tidur dapat disambungkan ke satu penghala. Oleh kerana pengoperasian peranti ini dikaitkan dengan penghantaran dan penerimaan data rangkaian yang berterusan, ia disambungkan ke sumber kuasa pegun.

Peranti akhir (node bergerak atau tidur) dapat menerima dan menghantar maklumat hanya ke satu node (sama ada penghala atau koordinator), peranti ini tidak memindahkan data antara peranti dan direka untuk mengurangkan beban pada nod rangkaian, yang memungkinkan mereka meminimumkan penggunaan daya. Pada dasarnya, peranti akhir adalah pelbagai pengawal dan sensor eksekutif.

Bagaimana anda boleh menggunakan rangkaian radio ZigBee

Salah satu bidang popular dalam menggunakan produk pendawaian, di mana teknologi ZigBee diterapkan, adalah pengaturcaraan tindakan senario yang dilaksanakan oleh sistem kawalan rumah pintar sebagai tindak balas terhadap peristiwa tertentu. Kejadian seperti itu boleh menjadi sentuhan butang suis tertentu, isyarat dari salah satu sensor (misalnya, tahap pencahayaan, asap, kelembapan, suhu, pergerakan, dll.) Atau pemasa.

Oleh itu, menekan satu kekunci akan diikuti dengan serangkaian tindakan yang menentukan senario - beberapa kumpulan lampu akan padam dan yang lain akan diaktifkan, penutup roller akan mengubah kedudukannya, rejim suhu peranti pemanasan, mod operasi sistem keselamatan, dan lain-lain akan berubah.

Menekan butang dan menghidupkan skrip yang diprogramkan untuk menekan ini disertai dengan petunjuk cahaya di dekat butang - lampu LED merah bermaksud pengaktifan senario ini, yang hijau menunjukkan kehadiran bekalan kuasa (ia beralih ke lampu merah ketika tombol ditekan). Senario juga dapat dikendalikan dari jauh - menggunakan alat kawalan jauh atau melalui saluran GSM, dari telefon pintar.

Sudah tentu, mungkin untuk membina rangkaian yang diperlukan dan memprogramnya untuk senario tertentu menggunakan pendawaian klasik, tetapi ini memerlukan puluhan meter kabel, alur berbilang meter di dinding, ia memerlukan banyak kerja dan banyak masa, apatah lagi pembaikan besar yang tidak dapat dielakkan. Dan kemudian - adakah mungkin untuk meramalkan semua keperluan masa depan rumah tangga dalam proses pekerjaan tersebut, kerana setelah beberapa saat keperluan ini akan berubah, anda ingin mengubah sesuatu, sebagai contoh, untuk melengkapkan sistem yang ada dengan peranti rangkaian baru, yang bermaksud pembaikan besar baru dan perbelanjaan baru?

Sementara itu, rangkaian radio di rumah pintar tidak memerlukan meletakkan talian kuasa baru dan menukar titik penempatan suis - ada penyelesaian untuk pendawaian tradisional yang membolehkannya digabungkan dengan rangkaian tanpa wayar, dengan syarat bahawa suis lama diganti dengan yang baru yang dilengkapi dengan unit radio.

Penyelesaian untuk pendawaian tradisional

Kelebihan rangkaian yang tidak dapat dipertikaikan berdasarkan ZigBee Radio adalah kemampuan untuk memperluas jumlah peserta rangkaian ke 65,000 peranti, menghantar dan menerima paket dalam rangkaian pada kelajuan 250 Kbps, tidak perlu netral (pembumian), pemulihan diri dan konfigurasi. Sekiranya kegagalan salah satu router-peranti rangkaian, hubungan antara peranti perintah dan eksekutif tidak akan putus, kerana setiap peranti eksekutif, jika perlu, mampu menyampaikan isyarat radio arahan melalui salurannya ke peranti dalam rangkaian.

Ukuran unit radio ZigBee tidak melebihi 25 mm, jadi aksesori pendawaian yang dilengkapi dengannya dapat dipasang pada lubang pemasangan dengan ukuran standard, dan ketiadaan keperluan untuk pendawaian elektrik membolehkan anda meletakkan suis sedemikian pada permukaan mana pun di dalam bilik dengan melekat padanya. Dan jika sebelumnya anda harus bangun dan pergi ke titik di mana peranti diletakkan untuk mengubah intensiti cahaya, menilai pelawat di pintu, mengurangkan atau meningkatkan suhu di dalam bilik, dan lain-lain, maka dengan peranti Radio ZigBee ini tidak perlu - anda hanya perlu beralih ke peranti yang berada di mana-mana tempat yang sesuai untuk ahli isi rumah, misalnya, di dekat kerusi atau desktop kegemaran anda.

Tahap keselesaan rumah dan pangsapuri kami terdiri daripada banyak komponen - kira-kira 30-40 tahun yang lalu, kriteria utamanya adalah adanya bilik mandi yang berasingan, saluran sampah dan dapur gas, jarak dekat perhentian bas atau stesen metro ke rumah. Hari ini, tahap keselesaan secara langsung bergantung pada rehat yang baik setelah hari bekerja, peluang untuk berehat, tanpa bergantian masalah kerja dan rumah antara satu sama lain. Dan sistem berdasarkan ZigBee Radio direka untuk tujuan ini.