پروتکل Zigbee یا زیگبی چیست؟ و هر آنچه نیاز است درباره ی آن بدانید

معرفی پروتکل Zigbee

Zigbee از پروتکل های بی سیم خانه هوشمند است که تحت شبکه WAN عمل می کند. امروزه برند ها و شرکت های خانه هوشمند زیادی به کمک این پروتکل به هوشمند سازی منازل و ساختمان ها پرداخته اند. به وسیله پروتکل زیگبی (zigbee) اشیا و تجهیزات درون خانه بدون نیاز به هیچ گونه سیم کشی به یکدیگر متصل می شوند.

نحوه عملکرد

پروتکل Zigbee و Z-Wave عملکردی مشابه با یکدیگر دارند و نسبت به Wi-Fi و Bluetooth که از پروتکل های شناخته شده دنیا به حساب می آیند؛ کمی متفاوت تر هستند.

Zigbee و Z-Wave به جای هاب یا روتر که یک نقطه اتصال مشترک میان اشیا و تجهیزات درون شبکه محلی هستند؛ از شبکه های مش (mesh networks) استفاده می کنند.

مش وای فای به روز ترین نوع تکنولوژی می باشد که مشکلات روتر را برطرف نموده است و با استفاده از آن مشکلات قطعی یا ضعیف بودن wi-fi را برطرف می کند.

در واقع شبکه مش از چندین روتر کوچک تشکیل شده است که Node نام دارند. یکی از Node ها به مودم خانه متصل می شود و دیگر Node ها در نقاط مختلف خانه قرار می گیرند. بدین صورت با استفاده از Node ها به صورت بی سیم به wi-fi در تمام نقاط خانه دسترسی خواهید داشت و مشکل قطعی یا ضعیفی wi-fi به دلیل دوری از دستگاه مودم برطرف می شود.

اسامی سه گره مهم در Zigbee

وقتی نام Zigbee به میان میرسد، اسامی سه گره به میان آورده می شود که عبارتند از :

• Coordinator
• Router
• End Device

هر یک از این گره ها نقش به خصوصی دارند :

Coordinator

وظیفه این گره تامین امنیت شبکه و دسته بندی اطلاعات می باشد.

Router

روتر ها گره های داخل شبکه (Node) هستند که داده ها را بین تجهیزات منتقل می کنند.

End Device

End Device یا سیستم پایانی، رایانه هایی با توان مصرفی کم هستند که در لبه شبکه قرار گرفته اند. این رایانه ها با Coordinator در ارتباط هستند که این ارتباط به صورت مستقیم و یا به وسیله روتر ها برقرار می شود.

نکته آخر در رابطه با این سه نوع گره، تعداد آن ها می باشد که با توجه به نوع شبکه مشخص می شود؛ که ممکن است نوع شبکه توپولوژی ستاره ای، درختی و یا مش باشد. زیگبی با وجود پهنای باند پایین با پشتیبانی و استفاده از این سه نوع توپولوژی برد بیشتری ایجاد کرده و انرژی کمی مصرف می کند.

توپولوژی شبکه چیست؟

توپولوژی شبکه به نوع چینش رایانه های درون شبکه و نحوه ارتباط بین آن ها و تجهیزات درون شبکه گفته می شود. در اینجا به بیان مختصری از سه نوع توپولوژی ستاره ای، درختی و مش که به پروتکل Zigbee مرتبط می باشند؛ می پردازیم.

توپولوژی ستاره ای

آرایش رایانه ها در توپولوژی ستاره ای همان طور که از نام آن مشخص می باشد شبیه طرح ستاره است. در مرکز چینش رایانه ها، هاب قرار گرفته و رایانه ها از طریق کابل به هاب متصل می شوند. در این نوع توپولوژی اگر دستگاه مرکزی آسیب ببیند، کل شبکه مختل می شود. اما اگر یک رایانه یا یک کابل که رایانه را به هاب متصل می کند آسیب ببیند؛ مشکلی برای کل شبکه ایجاد نمی شود و فقط همان رایانه از دسترس شبکه خارج می شود.

توپولوژی درختی

توپولوژی درختی در طراحی شبکه  Zigbee بسیار کاربرد دارد. در این توپولوژی یک دستگاه مرکزی یا همان ریشه وجود دارد. رایانه های دیگر نیز در هر سطح به چند شاخه تبدیل شده و به وسیله هاب (HUB) که در هر سطح قرار دارد؛ با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. برای تشکیل یک توپولوژی درختی حداقل سه سطح باید ایجاد شود.

در ساخت شبکه های بزرگ از توپولوژی درختی استفاده می شود و امکان مدیریت و نگهداری رایانه ها به راحتی صورت می گیرد.

در این توپولوژی در صورت آسیب دیدن دستگاه مرکزی کل شبکه از کار می افتد که از معایب این نوع توپولوژی و توپولوژی ستاره ای می باشد.

توپولوژی مش

در توپولوژی مش تمام دستگاه های درون شبکه به (node) و یا گره دیگر دستگاه های موجود در شبکه متصل می شوند. این اتصال بین دو رایانه به وسیله یک نقطه اختصاصی صورت می گیرد. در واقع معنای نقطه اختصاصی این است که لینک موجود در توپولوژی مش فقط اطلاعات و داده های مرتبط با دو رایانه متصل را دارد.

در این توپولوژی دستگاه مرکزی وجود ندارد و هر رایانه با رایانه دیگر از چندین راه ارتباط دارد و نبود دستگاه مرکزی خود یک مزیت محسوب می شود زیرا دیگر امکان از کار افتادن کل شبکه بر اثر خرابی دستگاه مرکزی وجود ندارد.

همچنین انتقال بدون مشکل داده بین دو رایانه و ایمنی بالا جهت تبادل اطلاعات بین آن ها از دیگر مزیت های توپولوژی مش به شمار می آید که از طریق پیوند نقطه به نقطه صورت می گیرد. به کمک این توپولوژی در صورت وجود مشکل و یا خرابی در شبکه، به راحتی می توان مشکل را شناسایی کرد.

نمونه بارزی از توپولوژی مش اینترنت می باشد که Zigbee  قابلیت اتصال به اینترنت را هم دارد.

کاربردهای پروتکل Zigbee

با توجه به گسترش ساخت خانه های هوشمند، روز به روز شاهد کاربرد و کارایی بیشتر پروتکل Zigbee در تجهیزات خانه هوشمند می باشیم. برخی از این موارد عبارتند از:

• سیستم روشنایی هوشمند
• سیستم های سرمایشی و گرمایشی
• بخش امنیت درب ها و دوربین های نظارتی
• مانیتورینگ شبکه
• پرده های هوشمند

علاوه بر موارد گفته شده از زیگبی در صنایع مختلف، فروشگاه ها، بیمارستان ها و حتی جهت پشتیبانی از کارت های خرید هوشمند استفاده می شود. با استفاده از این پروتکل شاهد مصرف بهینه انرژی در خانه و ساختمان خود خواهید بود.

اگر علاقه دارید با برندهای خانه هوشمندی که اساس کار آن ها با پروتکل Zigbee است، بیشتر آشنا شوید؛ توصیه می کنیم مقاله زیر را مطالعه نمایید:

برترین برندهای خانه هوشمند کدامند؟ و چه محصولاتی ارائه می دهند؟