Спящий режим прослушивания эфира:

• Устройства могут находиться в спящем режиме, слушая эфир для минимизации потребления энергии

4. Слайд

В основе сети Zigbee лежит ячеистая топология (mesh-топология). В такой сети, каждое устройство может связываться с любым другим устройством как напрямую, так и через промежуточные узлы сети. Ячеистая топология предлагает альтернативные варианты выбора маршрута между узлами. Сообщения поступают от узла к узлу, пока не достигнут конечного получателя. Возможны различные пути прохождения сообщений, что повышает доступность сети в случае выхода из строя того или иного звена. Также возможна реализация более простых топологий, таких как "Дерево" или "Звезда".

Сети Zigbee строятся из базовых станций трех основных типов: координаторов, маршрутизаторов и конечных устройств.

Координатор запускает сеть и управляет ею. Он формирует сеть, выполняет функции центра управления сетью и доверительного центра (trust-центра) – устанавливает политику безопасности, задает настройки в процессе присоединения устройств к сети, ведает ключами безопасности. Маршрутизатор транслирует пакеты, осуществляет динамическую маршрутизацию, восстанавливает маршруты при перегрузках в сети или отказе какого-либо устройства. При формировании сети маршрутизаторы присоединяются к координатору или другим маршрутизаторам, и могут присоединять дочерние устройства – маршрутизаторы и конечные устройства. Маршрутизаторы работают в непрерывном режиме, имеют стационарное питание и могут обслуживать «спящие» устройства. Маршрутизатор может обслуживать до 32 спящих устройств. Конечное устройство может принимать и отправлять пакеты, но не занимается их трансляцией и маршрутизацией. Конечные устройства могут подключаться к координатору или маршрутизатору, но не могут иметь дочерних устройств. Конечные устройства могут переводиться в спящий режим для экономии заряда аккумуляторов. Именно конечные устройства имеют дело с датчиками, локальными контроллерами и исполнительными механизмам

5. Слайд

ZigBee — не единственный протокол беспроводной связи, используемый в IoT. К другим протоколам беспроводной связи относятся Wi-Fi, Bluetooth и Thread. В таблице рассмотрены беспроводные протоколы связи для частоты 2,4 ГГц. Каждый протокол имеет свои преимущества и недостатки.

Wi-Fi — это высокоскоростной протокол беспроводной связи, который широко используется для подключения к Интернету. Однако Wi-Fi потребляет много энергии, что делает его непригодным для устройств, работающих от батарей.

Bluetooth — это протокол беспроводной связи с низким энергопотреблением, который широко используется для связи на короткие расстояния. Однако Bluetooth имеет ограниченный радиус действия, что делает его непригодным для крупномасштабных приложений IoT.

Thread — это протокол беспроводной связи, который похож на ZigBee. Однако в Thread добавлена поддержка IP-протокола, что упрощает интеграцию сетей Thread с сетевыми приложениями.

По сравнению с другими протоколами, ZigBee — это маломощная, недорогая и надежная технология, которая широко используется в устройствах IoT.

6 Слайд.

В сетях Bluetooth и Wi-Fi сетевое взаимодействие идет через центральный шлюз. И если он выйдет из строя, то обмен данными станет невозможным. Кроме этого отдельные узлы могут остаться без связи, если неожиданно возникла преграда на пути следования радиосигнала.

В сетях ZigBee и Thread надежность связи повышается за счет наличия избыточных связей между устройствами. Все устройства, которые не уходят в спящий режим, выполняют роль роутеров, которые ответственны за маршрутизацию сетевого трафика, выбора оптимального маршрута следования и ретрансляцию (повторную передачу) пакетов. Даже если из строя выйдет устройство, которое выступало в качестве организатора сети, ZigBee-сеть продолжит функционировать дальше. Возникновение помехи или преграды, а также выход какого-либо из роутеров из строя не является критичным за счет наличия избыточных связей. Поэтому с введением дополнительных узлов, которые имеют стационарное питание и могут выполнять задачи роутера, сеть становится надежнее.

7. Слайд.

Технология Zigbee позиционировалась своими авторами для применения в системах контроля и управления, которые передают небольшие объемы данных, например, контроллеры освещенности помещения, термостаты, кондиционеры, пульты дистанционного управления, беспроводные клавиатуры и мыши для компьютера, датчики дыма и углекислого газа, устройства вызова помощи для пожилых людей и детей, устройства домашней автоматизации и т. п. В корпоративном секторе это могут быть, например, складские системы, системы автоматизации производства, различные датчики.

Электронный медицинский мониторинг - это недавняя горячая точка исследований. На тело человека надевают множество датчиков для измерения таких показателей, как пульс, кровяное давление и состояние здоровья. Мониторы и сигнализация также размещены в больничной палате, чтобы в любое время можно было проверить физическое состояние. При возникновении проблемы вы можно вовремя отреагировать.

С помощью технологии ZigBee эти датчики, мониторы и сигналы тревоги могут соединяться для создания сети мониторинга. Поскольку это беспроводная технология, нет необходимости в проводном соединении между датчиками, и человек, за которым ведется наблюдение, может свободно перемещаться.

Таким образом, стандарт ZigBee ориентирован, главным образом, на использование в качестве средства связи между автономными приборами и оборудованием управления.

8. Слайд

ZigBee Alliance — это некоммерческий альянс около 400 технологических компаний, созданный в 2002 году, со штаб-квартирой в Дэвисе, Калифорния. Причиной этого альянса является продвижение функциональной совместимости маломощных беспроводных продуктов.

На сегодняшний день ZigBee Alliance выпустил три поколения стандартов: ZigBee 1.0 (2004 г.), ZigBee 2.0 (2007 г.) и ZigBee 3.0 (2014 г.). ZigBee 3.0 является самой последней и всеобъемлющей стандартной версией, обеспечивающей значительные улучшения по сравнению с предыдущими версиями в отношении безопасности, дальности действия, скорости передачи данных и энергопотребления.

8. Слайд

1. Технология Zigbee имеет многообещающие перспективы развития, особенно в контексте расширения интернета вещей (IoT) и развития умных систем

2. . Оптимизация энергопотребления : Разработка новых методов, уменьшающих энергопотребление и повышающих долговечность устройств.

3. Расширение дальности передачи данных: Разработка технологий для увеличения зоны покрытия и проникновения сигнала

4. Улучшенная безопасность: Разработка более надежных методов защиты данных и противодействия кибератакам.

. 5. Интеграция с 5g и беспроводными технологиями следующего поколения:

• Использование возможностей 5G: Интеграция сетей Zigbee с 5G для более широких возможностей в области передачи данных и обработки информации.

3. Стандартизация и совместимость:

• Улучшение стандартов, обеспечивающих совместимость между устройствами разных производителей для упрощения использования и развертывания умных систем.

• Развитие интеграции с другими беспроводными протоколами для обеспечения более широкого спектра функциональности и возможностей.

Эти направления развития делают технологию Zigbee перспективной и востребованной в области IoT, умного дома, промышленности и других отраслях, где важны надежность, энергоэффективность и безопасность передачи данных.

Фигня :

• Зарождение и стандартизация: Технология ZigBee была представлена как открытый стандарт на основе протокола IEEE 802.15.4 в начале 2000-х годов. Её основной целью было создание надежной и энергоэффективной беспроводной сети для устройств Интернета вещей (IoT).

• Этапы развития: В начале своего пути ZigBee был ориентирован на различные сферы применения, от умных домов до промышленных систем управления. С течением времени стандарт прошёл через несколько итераций и улучшений, повышая свою эффективность, дальность действия и надёжность передачи данных.

• Применение в различных областях: ZigBee обрел широкое применение в сферах, где требуется надёжная и энергоэффективная передача данных. Это включает умные дома и здания, где используются для управления освещением, климатом, системами безопасности; промышленность, где используются для мониторинга и управления системами; а также в сенсорных сетях для сельского хозяйства и здравоохранения.

• Стандартный рост: Важно отметить, что стандарт ZigBee продолжает развиваться. Появляются новые версии и улучшения, такие как ZigBee 3.0, расширяющие функционал и возможности сетей ZigBee.

Применение:

1. Умные дома и здания: Управление освещением, климатом, системами безопасности, умные розетки, датчики утечек и т.д.

2. Промышленность: Мониторинг и управление процессами, отслеживание инвентаря, контроль качества, умные системы энергосбережения.

3. Здравоохранение: Медицинские сенсоры, мониторинг состояния пациентов, системы удаленного мониторинга.

4. Сенсорные сети: Агротехнологии, системы контроля окружающей среды, мониторинг и контроль водных и энергетических ресурсов.

1. Рост применения в Интернете вещей (IoT): С увеличением числа устройств IoT, ZigBee становится одним из ключевых стандартов связи в этой области, благодаря своей энергоэффективности и надежности.

2. Усиление безопасности: С ростом интереса к безопасности данных в IoT, акцент делается на улучшении защиты сетей ZigBee от взломов и кибератак.

3. Увеличение разнообразия устройств: За счет улучшений в протоколе ZigBee появляется больше устройств, способных работать в этой сети, от датчиков до умных устройств и интегрированных систем управления.