Радіомодеми Xbee Pro для мереж ZigBee – як це працює?

радіомодеми XBee

XBee – це радіомодеми для мереж ZigBee, призначених для максимально захищеною передачі даних, з мінімальним рівнем електроспоживання і невисокою швидкістю. Ці пристрої застосовують в різних системах автоматики, що дуже затребуване в «розумному будинку», адже дозволяє не тільки управляти віддаленими пристроями, а й організовувати цілі мережі, що регулюють роботу безлічі пристроїв.

ZigBee і інші мережі

радіомодулі XBee

На відміну від Wi-Fi, Bluetooth і дротових мереж, призначених для передачі великих обсягів інформації і повністю відсутнім шифруванням, мережі ZigBee забезпечують в десятки разів більшу надійність.

  • По перше, вони підтримують досить серйозне шифрування.
  • По-друге, структура ZigBee мереж дозволяє автоматично налагоджувати обхідні шляхи, якщо порушена пряма зв’язок між пристроями. Наприклад, мережа складається з 20 різних пристроїв, пов’язаних між собою, серед яких є блок управління автоматичними гаражними воротами і механізм, що відкриває і закриває їх.

Якщо, з якихось причин, буде порушено зв’язок між виконавчим пристроєм і блоком управління, то мережу забезпечить двосторонню передачу сигналів через інші пристрої. Завдяки такій архітектурі, мережі ZigBee відрізняються високою надійністю, що дуже важливо для систем управління розумного будинку.

З чого складається ZigBee мережу

Як влаштована ZigBee мережу

ZigBee мережа складається з різних комбінацій наступних елементів:

  • маршрутизаторів;
  • координаторів;
  • кінцевих пристроїв.

Координатор виконує функції керуючого центру, визначає налаштування роботи і безпеки, підключає і від’єднує кінцеві пристрої. Маршрутизатор визначає порядок зв’язку між пристроями (маршрут), усуває пошкодження мережі, створюючи нові напрямки, управляє роботою кінцевих пристроїв. В якості кінцевих пристроїв можуть використовуватися комп’ютери, окремі датчики або виконавчі механізми, а також цілі автоматизовані системи.

Радіомодеми, підключені до відповідного адаптера, можуть виконувати функції як маршрутизаторів, так і координаторів. Крім того, ZigBee пристрої можуть використовуватися не в складі організованої мережі, а за принципом «кожен з кожним». Таке підключення знижує швидкодію мережі, але підвищує надійність.

Адаптер ZigBee мережі з встановленим радіомодемом

Ще одне призначення подібних мереж – максимальне енергозбереження. У порівнянні з Wi-Fi, в робочому режимі радіомодеми мереж ZigBee споживають в десятки разів менше електроенергії, що дуже важливо для автономних пристроїв. Підключення до датчика руху Wi-Fi модема призведе до необхідності заміни або зарядки акумулятора один раз в 2-3 дня.

Підключення цього датчика до мережі ZigBee дозволить збільшити термін роботи до заміни акумулятора до 5-10 днів. Така різниця в енергоспоживанні виникає через різних швидкостей передачі інформації (до 250 кбіт / c). Адже чим вище швидкість передачі, тим більше енергоспоживання і нижче надійність. Крім того, перехід від сплячого до робочого стану для ZigBee пристроїв становить десятки мілісекунд. У Bluetooth і Wi-Fi мережах час на такий перехід обчислюється сотнями мілісекунд, а іноді і секундами.

радіомодеми XBee

Спочатку радіомодеми під маркою XBee виробляла компанія Maxstream (Перше покоління), потім їх виробництвом зайнялася фірма Digi International. У 2015-2015 році їх виробництвом зайнявся ще кілька компаній. Продукція різних поколінь несумісна між собою, тому що випускалася під стандарти ZigBee, існуючі на той момент. Стандарти кожні 2-3 роки змінювалися, тому виробники також міняли і свої пристрої. Однак ці зміни не стосувалися технічних характеристик, таких як потужність сигналу, енергоспоживання і так далі.

Підключення радиомодема до Адаптори

Ось технічні характеристики радіомодемів XBee і XBee pro:

Технічні характеристики XBee XBee pro
Струм, споживаний в сплячому режимі < 10 мкA < 10 мкA
Струм, споживаний в режимі активного прийому 50 мА 55 мА
Струм, споживаний в режимі активної передачі 45 мА 215 мА
потужність сигналу 1 мВт (0 dBm) 100 мВт (20 dBm)
Дальність зв’язку в приміщенні або місті 30 метрів 100 метрів
Дальність зв’язку на відкритому просторі 100 метрів 1500 метрів
Напруга живлення 3.3 У 3.3 У
Розміри 2,438 см х 2,761см 2,438 см х 3,294 см

Вартість радіомодемів залежить від модифікації і становить 500-3000 гривень для XBee і 2,5-5 тисяч гривень для XBee pro.

Ссылка на основную публикацию