مزايا وعيوب بروتوكول زيجبي ومجالات التطبيق الرئيسية لبروتوكول زيجبي

مزايا وعيوب بروتوكول زيجبي ومجالات التطبيق الرئيسية لزيجبي

 يلبي بروتوكول ZigBee متطلبات التكلفة المنخفضة والطاقة المنخفضة والتسامح العالي مع الأخطاء لأجهزة الاستشعار اللاسلكية. ZigBee هو بروتوكول LAN منخفض الطاقة يعتمد على معيار IEEE802.15.4. لكن IEEE لا يتعامل إلا مع طبقة MAC منخفضة المستوى وبروتوكولات الطبقة المادية، لذلك يقوم تحالف Zigbee بتوسيع IEEE لتوحيد بروتوكولات طبقة الشبكة وواجهات برمجة التطبيقات الخاصة به. Zigbee هي تقنية شبكة لاسلكية ناشئة قصيرة المدى ومنخفضة السرعة.تستخدم بشكل رئيسي للاتصالات اللاسلكية قصيرة المدى. لديها معيار بروتوكول خاص بها ينسق الاتصال بين آلاف أجهزة الاستشعار الصغيرة.

عيوب بروتوكول زيجبي:

أكبر عيب في تقنية ZigBee هو أنه لا يمكن توصيلها مباشرة بالإنترنت ويجب تحويلها من خلال بوابة. وهذا أيضًا سبب مهم وراء صعوبة نشر تقنية ZigBee في مجال المنتجات الاستهلاكية الشخصية.وحتى الآن، لا توجد تقنية زيجبي إلا في نظام الاتصالات اللاسلكية للصناعة والطاقة والزراعة وتطبيق نظام المنزل الذكي في الفيلات الفاخرة.

يُستخدم بروتوكول ZigBee عادةً في معدات التحكم الصناعية، كما أنه شائع جدًا في المنازل الذكية. على سبيل المثال، يتم استخدام بروتوكول ZigBee للاتصال بين البوابات وأجهزة استشعار الأبواب والنوافذ.

مزايا زيجبي هي كما يلي:

1. منخفضة التكلفة. يتمتع بروتوكول Zigbee بمعدل نقل بيانات منخفض وبروتوكول بسيط، وبالتالي فإن تكلفة التطوير منخفضة نسبيًا.

2. الأمن. استخدم crc للتحقق من سلامة حزمة البيانات، ودعم المصادقة والمصادقة، واستخدم aes-128 لتشفير البيانات المرسلة.

3. شبكة ذاتية التنظيم. من خلال وظيفة الشبكة التي تأتي مع بروتوكول زيجبي، يمكن للشبكة الفرعية أن تدعم ما يصل إلى 65000 اتصال عقدي، والتي يمكنها تنفيذ شبكة استشعار واسعة النطاق بسرعة.

4. انخفاض استهلاك الطاقة. نظرًا لمعدل النقل المنخفض لبروتوكول زيجبي، فإن طاقة الإرسال التي تتطلبها العقدة تبلغ 1 ميجاوات فقط، ويتم اعتماد وضع السكون + الاستيقاظ، مع استهلاك منخفض للغاية للطاقة.

من الخصائص المذكورة أعلاه، يمكن ملاحظة أن ZigBee مناسب لإدارة المعدات ومراقبتها، والحصول على بيانات الاستشعار في الوقت الفعلي.

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

مجال تطبيق زيجبي:

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

2. كمية البيانات المطلوب نقلها ليست كبيرة، ويشترط أن تكون تكلفة المعدات منخفضة

3. يتطلب موثوقية عالية في نقل البيانات وأمانًا عاليًا

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

 5. تعمل بالبطارية

6. التضاريس معقدة ونقاط المراقبة كثيرة مما يتطلب تغطية شبكية كبيرة

7. تغطية النقاط العمياء لشبكات الهاتف المحمول الموجودة

8. أنظمة القياس والتحكم عن بعد باستخدام شبكات الهاتف المحمول الحالية لنقل البيانات بشكل منخفض

9. تطبيق تحديد المواقع للأهداف المتحركة في المناطق المحلية حيث يكون تأثير GPS ضعيفًا أو تكون التكلفة مرتفعة جدًا

وفي المجال الصناعي، يؤدي استخدام أجهزة الاستشعار وشبكات ZigBee إلى تسهيل جمع البيانات وتحليلها ومعالجتها تلقائيًا، ويمكن استخدامها كجزء مهم من أنظمة المساعدة في اتخاذ القرار. على سبيل المثال، الكشف عن المكونات الكيميائية الخطرة، والرصد المبكر والتنبؤ بأجهزة إنذار الحريق، والكشف عن وصيانة الآلات الدوارة عالية السرعة، وقراءة العدادات عن بعد، وما إلى ذلك.لا تتطلب هذه التطبيقات إنتاجية عالية للبيانات وتحديثات مستمرة للحالة، وتركز على الاستهلاك المنخفض للطاقة والشبكات المرنة لزيادة عمر البطارية إلى أقصى حد وتقليل تكاليف صيانة شبكة ZigBee.