zigbee
Zigbee ist ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, das zum Aufbau eines Netzwerks für Geräte mit geringem Stromverbrauch entwickelt wurde. Es wurde entwickelt, um eine einfache und zuverlässige Kommunikation zwischen verschiedenen Gerätetypen in Smart Homes und dem Internet der Dinge (IoT) zu ermöglichen.
Zu den Hauptmerkmalen des Zigbee-Protokolls gehören:
Geringer Stromverbrauch: Zigbee ist auf einen geringen Stromverbrauch ausgelegt, was eine lange Akkulaufzeit in drahtlosen Geräten ermöglicht.
Zuverlässige Kommunikation: Das Zigbee-Protokoll verwendet eine Netzwerk-Routing-Technik, was bedeutet, dass Geräte über andere Geräte im Netzwerk miteinander kommunizieren können, wodurch Zuverlässigkeit und Signalreichweite gewährleistet werden.
Kleine Datenpakete: Zigbee nutzt kleine Datenpakete, was den Stromverbrauch senkt und eine effiziente Kommunikation ermöglicht.
Sicherheit: Das Zigbee-Protokoll umfasst Funktionen für eine sichere Kommunikation, wie z. B. Verschlüsselung und Authentifizierung, wodurch das Risiko eines unbefugten Zugriffs auf Netzwerke verringert wird.
Zigbee wird verwendet, um verschiedene Geräte in Smart Homes zu verbinden, wie zum Beispiel intelligente Beleuchtung, Thermostate, Schlösser, Sensoren, Lastschalter und andere IoT-Geräte. Dieses Protokoll bietet eine zuverlässige und effiziente Möglichkeit, verschiedene Geräte zu integrieren und ermöglicht ihnen die Kommunikation untereinander und mit einem zentralen Steuerungssystem.
Die ZigBee Alliance wurde 2002 gegründet. Dabei handelt es sich um eine Unternehmensgruppe, die für die Entwicklung und Markteinführung des Standards verantwortlich ist.
Der Name ZigBee ist eine eingetragene Marke und es handelt sich nicht um einen einzelnen technischen Standard, sondern um Anwendungsprofile. Die Allianz veröffentlicht diese Anwendungsprofile, die es Herstellern und Anbietern ermöglichen, Produkte zu entwickeln, die miteinander kommunizieren.
Dank ihres Erfolgs ist die Allianz gewachsen und hat derzeit mehr als 500 Mitglieder, darunter die bekanntesten wie: Philips, Ikea, Legrand, Amazon und Samsung SmartThings.
ZigBee basiert als Standard auf der Funkspezifikation IEEE 802.15.4 und arbeitet mit nicht lizenzierten Funkwellen, einschließlich 2,4 GHz, 900 MHz und 868 MHz. Die 802.15.4-Spezifikation wird seit 2003 vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) ratifiziert.
Die 802.15.4-Spezifikation basiert auf Funkpaketen, die für kostengünstige, batteriebetriebene Geräte konzipiert sind. Die Technologie ermöglicht es Geräten, in verschiedenen Netzwerktopologien zu kommunizieren und gleichzeitig eine Batterielebensdauer von bis zu mehreren Jahren aufrechtzuerhalten.
Daher wurde ZigBee entwickelt, um Heimnetzwerke mit Geräten mit geringem Stromverbrauch für Zwecke wie Heimautomation, Datenerfassung für medizinische Geräte und andere kleine Projekte zu schaffen, die drahtlose Konnektivität erfordern. Es handelt sich um ein drahtloses Ad-hoc-Netzwerk mit geringem Stromverbrauch, geringer Datenübertragungsrate und begrenzter Reichweite (geeignet für den persönlichen Gebrauch).
Die ZigBee-Technologie soll einfacher und kostengünstiger sein als andere drahtlose Personal Area Networks (WPANs) wie Bluetooth oder allgemeinere drahtlose Netzwerke wie Wi-Fi. Typische Anwendungsbereiche sind drahtlose Lichtschalter, Messgeräte und Monitore für den Energieverbrauch von Privathaushalten, Heizungssteuerungssysteme und andere Verbraucher- und Industriegeräte, die eine drahtlose Datenübertragung mit geringer Reichweite erfordern.
Sein geringer Stromverbrauch begrenzt die direkten Übertragungsentfernungen je nach Leistung und Umgebungseigenschaften auf 10 bis 100 Meter. Wie bei jeder drahtlosen Technologie spielt es keine Rolle, ob die Funkwellen in einem offenen Raum (wo die Reichweite bis zu 100-150 m betragen kann) oder innerhalb eines Gebäudes (mit einer Reichweite von 10 bis 35 m) übertragen werden sollen.
Allerdings können Geräte mit dieser Technologie Daten auch über größere Entfernungen übertragen, indem sie die eingehenden Daten jeweils in Form von Datenpaketen weiterleiten. Dies wird als Mesh-Netzwerk bezeichnet und hat eine weitaus größere Bedeutung für die Heimautomation, wie z.B. Bluetooth-Technologie, bei der Daten ausschließlich Punkt-zu-Punkt zwischen Endgeräten übertragen werden.
ZigBee-Netzwerke sind mit symmetrischen 128-Bit-Verschlüsselungsschlüsseln gesichert und haben eine definierte Geschwindigkeit von bis zu 250 kbit/s, was sich am besten für die Übertragung von Daten von Sensoren, Schaltern, Schlössern und anderen kleinen Geräten eignet.