¿Qué es Zigbee?
Zigbee es una tecnología inalámbrica desarrollada como un estándar de conectividad de mercado global abierto para abordar las necesidades únicas de las redes de datos inalámbricas de bajo coste y bajo consumo IoT . El estándar de conectividad Zigbee funciona con la especificación de radio de placa física IEEE 802.15.4 y opera en bandas de radio sin licencia que incluyen 2,4 GHz, 900 MHz y 868 MHz.
La especificación inalámbrica 802.15.4 sobre la que opera la pila Zigbee obtuvo la ratificación de la junta directiva del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) en 2003. La especificación es un protocolo de placa de radio basado en paquetes y destinado a dispositivos y productos de bajo coste que funcionan con baterías. El protocolo permite a los dispositivos comunicar datos en una variedad de topologías de red y puede tener una duración de batería de varios años.
El protocolo Zigbee 3.0
El protocolo Zigbee ha sido creado y ratificado por las empresas miembros de la Zigbee Board Alliance. Más de 300 fabricantes de semiconductores, empresas tecnológicas, fabricantes de equipos originales y empresas de servicios líderes en el mercado componen la junta de miembros de la Zigbee Alliance. El protocolo Zigbee fue diseñado para ofrecer una solución de datos inalámbricos fácil de usar, caracterizada por arquitecturas de red inalámbricas seguras y fiables.
La ventaja de Zigbee
El protocolo Zigbee 3.0 está diseñado para comunicar datos a través de entornos de radiofrecuencia ruidosos que son habituales en las aplicaciones del mercado comercial e industrial. La versión 3.0 se basa en el estándar de conectividad Zigbee existente, pero unifica los perfiles de aplicación específicos del mercado para permitir que todos los dispositivos se conecten de forma inalámbrica en la misma red, independientemente de su designación y función en el mercado. Además, un esquema de certificación de Zigbee 3.0 garantiza la interoperabilidad de los productos de diferentes fabricantes de dispositivos. La conexión de las redes Zigbee 3.0 al dominio IP abre la supervisión y el control inalámbricos desde dispositivos de radio, como smartphones y tabletas, en una LAN o WAN, incluido Internet, y hace realidad el verdadero Internet de las cosas.
Las características del protocolo Zigbee incluyen:
- Soporte para múltiples topologías de red como punto a punto
punto a multipunto y redes de malla
- Ciclo de trabajo bajo - proporciona una larga vida a la batería
- Baja latencia
- Espectro ensanchado de secuencia directa (DSSS)
- Hasta 65.000 nodos por red
- Encriptación AES de 128 bits para conexiones de datos seguras
- Evitación de colisiones, reintentos y acuses de recibo
La pila de software Zigbee 3.0 incorpora un "dispositivo base" que proporciona un comportamiento coherente para la puesta en marcha de nodos y dispositivos en una red. Se proporciona un conjunto común de métodos de puesta en marcha, incluido Touchlink, un método de puesta en marcha por proximidad.
Seguridad inalámbrica Zigbee
Zigbee 3.0 ofrece una mayor seguridad en la red. Hay dos métodos de seguridad que dan lugar a dos tipos de red:
- Seguridad centralizada: Este método emplea un coordinador/centro de confianza que forma la red y gestiona la asignación de las claves de seguridad de la red y de los enlaces a los nodos que se unen.
- Seguridad distribuida: Este método no tiene coordinador/centro de confianza y está formado por un router. Cualquier nodo router Zigbee puede proporcionar posteriormente la clave de red a los nodos que se unan.
Los nodos adoptan el método de seguridad utilizado por la red central a la que se unen. Zigbee 3.0 soporta la creciente escala y complejidad de las redes inalámbricas, y hace frente a grandes redes locales de más de 250 nodos. Zigbee también gestiona el comportamiento dinámico de estas redes (con nodos que aparecen, desaparecen y vuelven a aparecer en la red) y permite que los nodos huérfanos, que resultan de la pérdida de un progenitor, vuelvan a unirse a la red a través de otro progenitor. La naturaleza autocurativa de las redes Zigbee Mesh también permite que los nodos se retiren de la red sin que se interrumpa el enrutamiento interno.
Compatibilidad con el protocolo Zigbee
La compatibilidad con versiones anteriores de Zigbee 3.0 significa que las aplicaciones y los dispositivos domésticos inteligentes ya desarrollados bajo el perfil Zigbee Light Link 1.0 o Home Automation 1.2 están preparados para Zigbee 3.0. El perfil Zigbee Smart Energy también es compatible con Zigbee 3.0 a nivel funcional, pero Smart Energy tiene requisitos de seguridad adicionales que sólo se abordan dentro del perfil.
Datos del dispositivo Zigbee
La función de actualización Over-The-Air (OTA) de Zigbee para las actualizaciones de software durante el funcionamiento del dispositivo garantiza que las aplicaciones de los dispositivos ya desplegados en el campo/mercado puedan migrar sin problemas a Zigbee 3.0. La actualización OTA es una funcionalidad opcional que se anima a los fabricantes a soportar en la capa de aplicación de sus productos Zigbee.
Redes Zigbee Mesh
Un componente clave del protocolo Zigbee es la capacidad de soportar redes de malla. En una red de malla, los nodos están interconectados con otros nodos, de modo que múltiples vías conectan cada nodo. Las conexiones entre los nodos se actualizan y optimizan dinámicamente mediante una sofisticada tabla de enrutamiento de malla incorporada.
Las redes de malla son de naturaleza descentralizada; cada nodo es capaz de autodescubrirse en la red. Además, cuando los nodos abandonan la red, la topología de malla permite a los nodos reconfigurar las rutas de enrutamiento en función de la nueva estructura de la red. Las características de la topología de malla y el enrutamiento ad hoc proporcionan una mayor estabilidad en condiciones de oleaje cambiante o de fallo en nodos individuales.
Aplicaciones inalámbricas Zigbee
Zigbee permite un amplio despliegue de redes inalámbricas con soluciones de bajo coste y bajo consumo. Ofrece la posibilidad de funcionar durante años con baterías de bajo coste para una gran cantidad de aplicaciones de supervisión y control. Energía inteligente/red inteligente, AMR (lectura automática de contadores), controles de iluminación, sistemas de automatización de edificios, monitorización de depósitos, control de HVAC, dispositivos médicos, radio dbm, protocolos inalámbricos ghz, redes de sensores inalámbricos y aplicaciones para flotas son sólo algunos de los muchos espacios en los que la tecnología Zigbee está realizando avances significativos.
Digi XBee 3 Tecnología Zigbee
Digi es miembro de la Zigbee Alliance y ha desarrollado una amplia gama de soluciones de redes de datos basadas en el protocolo Zigbee. Digi XBee 3 es el último de una larga línea de dispositivos de radio que proporcionan una solución fácil de implementar que ofrece funcionalidad para conectarse a una amplia variedad de dispositivos con estándares de conectividad robustos.