De laatste jaren staat ZigBee regelmatig in de belangstelling. ZigBee is een standaard waarmee op een economische manier draadloze sensoren kunnen worden toegepast. Met sensoren volgens deze standaard zijn robuuste, zelfhelende en goedkope controlenetwerken te realiseren. Het aantal toepassingen wordt alleen beperkt door de menselijke inventiviteit. Het applicatiegebied loopt uiteen van thuisautomatisering, intelligente straatverlichting tot aan procesbesturing.
Een zogenoemde ZigBee sensor maakt gebruik van een krachtige fysieke radio als hart van het systeem. Deze radio functioneert volgens de IEEE 802.15.4 specificatie. ZigBee maakt daarbij gebruik van de haar toegewezen en wereldwijd beschikbare 2,4 GHz ISM radioband. Deze band biedt zestien zend- en ontvangstkanalen en een maximale doorvoersnelheid van 250 kbit/s, met terugvalsnelheden tot 40 kbit/s en 20 kbit/s.
Zuinig en economisch
De IEEE 802.15.4-compatibele radio in ZigBee-sensoren maakt gebruik van een energiezuinige en goedkope 8 bit microcontroller (vaak de 80C51 van onder andere Philips). Afhankelijk van de applicatie kan een dergelijke sensormodule het jarenlang uithouden op AA-batterijen. Aan de IEEE 802.15.4 specificatie voegt de ZigBee-standaard logische netwerk-, beveiligings- en applicatielagen toe.
Een netwerk van ZigBee-sensoren bestaat uit maximaal 65.536 sensoren (nodes) met minimaal één PAN (Personal Area Network)-coördinator (denk hierbij aan een AP of Access Point in een WiFi-netwerk). ZigBee-netwerken kunnen worden gebouwd in maas-, ster- of clusterboom-configuraties. De maastopologie geniet de voorkeur dankzij de grote robuustheid en eenvoudige installatie van deze netwerkstructuur.
In tegenstelling tot wat wordt regelmatig beweerd, zijn ZigBee-modulen snel genoeg om ze in te zetten voor tijdskritieke toepassingen. Standaard kost het een sensormodule minder dan 30 ms om toegelaten te worden tot het ZigBee-netwerk. Een module in rusttoestand heeft niet meer dan 15 ms nodig om opnieuw actief te worden.
Veilig netwerk in drukke band
ZigBee-sensoren functioneren in de zeer drukke 2,4 GHz ISM frequentieband waarin ook WiFi, Bluetooth en magnetrons werken. ZigBee maakt gebruik van de zogenoemde ‘hot-channel swapping’ techniek. Hierdoor worden opkomende stoorzenders ontweken, waardoor het ZigBee-netwerk stabiel blijft.
Omdat het aantal sensoren of modules in één netwerk bijna onbeperkt is, kunnen ZigBee-netwerken uit duizenden draadloze sensoren bestaan die allemaal vanaf een centrale locatie worden bestuurd en gecontroleerd. Het bereik van een ZigBee-netwerk is daarmee niet beperkt tot enkele tientallen meters, maar kan zelfs enkele kilometers overbruggen!
Meer informatie:
