مزايا وعيوب بروتوكول زيغبي ومجالات التطبيق الرئيسية لزيغبي

مزايا وعيوب بروتوكول زيغبي ومجالات التطبيق الرئيسية لزيغبي

 بروتوكول ZigBee يلبي متطلبات التكلفة المنخفضة والطاقة المنخفضة وتحمل الأعطال العالي لأجهزة الاستشعار اللاسلكية. زيغبي هو بروتوكول LAN منخفض الطاقة يعتمد على معيار IEEE802.15.4. لكن IEEE يتعامل فقط مع بروتوكولات طبقة MAC منخفضة المستوى والطبقة الفيزيائية، لذا يوسع تحالف Zigbee IEEE لتوحيد بروتوكولات طبقة الشبكة وواجهات برمجة التطبيقات الخاصة به. زيغبي هي تقنية ناشئة لشبكات لاسلكية قصيرة المدى ومنخفضة السرعة. يستخدم بشكل رئيسي للاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى. لديها معيار بروتوكول خاص بها ينسق التواصل بين آلاف الحساسات الصغيرة.

عيوب بروتوكول ZigBee:

أكبر عيب في تقنية ZigBee هو أنها لا يمكن توصيلها مباشرة بالإنترنت ويجب تحويلها عبر بوابة. وهذا أيضا سبب مهم لصعوبة انتشار تقنية ZigBee في مجال المنتجات الاستهلاكية الشخصية. حتى الآن، توجد تقنية ZigBee فقط في أنظمة الاتصالات اللاسلكية للصناعة والطاقة والزراعة وتطبيق أنظمة المنزل الذكية في الفلل الفاخرة.

عادة ما يستخدم بروتوكول ZigBee في معدات التحكم الصناعية، وهو شائع جدا أيضا في المنازل الذكية. على سبيل المثال، يستخدم بروتوكول ZigBee للاتصال بين البوابات وحساسات الأبواب والنوافذ.

مزايا زيغبي هي كما يلي:

1. تكلفة منخفضة. بروتوكول زيغبي يتمتع بمعدل نقل بيانات منخفض وبروتوكول بسيط، لذا فإن تكلفة التطوير منخفضة نسبيا.

2. الأمن. استخدم CRC للتحقق من سلامة حزمة البيانات، ودعم المصادقة والتوثيق، واستخدام aes-128 لتشفير البيانات المرسلة.

3. شبكة منظمة ذاتيا. من خلال وظيفة الشبكة المتصلة ببروتوكول زيغبي، يمكن للشبكة الفرعية دعم ما يصل إلى 65,000 اتصال عقدة، مما يمكنه تنفيذ شبكة مستشعرات واسعة النطاق بسرعة.

4. استهلاك طاقة منخفض. نظرا لمعدل النقل المنخفض لبروتوكول زيغبي، فإن طاقة الإرسال المطلوبة للعقدة هي فقط 1 مللي واط، ويتم اعتماد وضع السكون + الاستيقاظ، مع استهلاك طاقة منخفض للغاية.

ومن الخصائص السابقة، يمكن ملاحظة أن زيغبي مناسب لإدارة المعدات والمراقبة، وجمع بيانات المستشعرات في الوقت الحقيقي.

مكدس بروتوكول ZigBee (من الأعلى إلى الأسفل): طبقة التطبيق، طبقة الشبكة، طبقة MAC، الطبقة الفيزيائية.

حقل تطبيق ZigBee:

1. هناك العديد من المنافذ التي تتطلب جمع البيانات أو المراقبة

2. كمية البيانات المطلوبة للنقل ليست كبيرة، ويجب أن تكون تكلفة المعدات منخفضة

3. يتطلب موثوقية عالية في نقل البيانات وأمانا عاليا

4. حجم الجهاز صغير، ومن غير المريح وضع بطاريات أو وحدات طاقة قابلة لإعادة الشحن أكبر

 5. يعمل بالبطارية

6. التضاريس معقدة وهناك العديد من نقاط المراقبة، مما يتطلب تغطية شبكة واسعة

7. نقاط التغطية العمياء لشبكات الهواة المحمولة القائمة

8. أنظمة القياس عن بعد والتحكم عن بعد باستخدام الشبكات المحمولة الحالية لنقل بيانات منخفض

9. تطبيق تحديد المواقع للأهداف المتحركة في المناطق المحلية حيث يكون التأثير GPSضعيفا أو التكلفة مرتفعة جدا

في المجال الصناعي، يجعل استخدام أجهزة الاستشعار وشبكات ZigBee من السهل جمع البيانات وتحليلها ومعالجتها تلقائيا، ويمكن استخدامه كجزء مهم من أنظمة المساعدة في اتخاذ القرار. على سبيل المثال، الكشف عن المكونات الكيميائية الخطرة، المراقبة المبكرة والتنبؤ بأجهزة إنذار الحريق، الكشف والصيانة للآلات الدوارة عالية السرعة، قراءة العدادات عن بعد، وغيرها. هذه التطبيقات لا تتطلب معدل نقل بيانات عالي وتحديثات حالة مستمرة، وتركز على استهلاك طاقة منخفض وشبكات مرنة لتعظيم عمر البطاريات وتقليل تكاليف صيانة شبكة ZigBee.