Was ist ein ZigBee-Modul?
ZigBee-Module sind Module mit eingebauten ICs, die den internationalen Kommunikationsstandard ZigBee unterstützen.
Der ZigBee-Kommunikationsstandard ist einer der Standards für die drahtlose Kommunikation über kurze Entfernungen. Obwohl die Übertragungsdistanz kurz und die Übertragungsgeschwindigkeit relativ niedrig ist, zeichnet er sich durch niedrige Kosten und geringen Stromverbrauch aus. Daher wird er relativ häufig bei der Implementierung von kompakten und mobilen Geräten verwendet.
Der Name ZigBee leitet sich von der Tatsache ab, dass die Honigbiene Bee in einem Zickzack-Muster herumfliegt.
Anwendungen von ZigBee-Modulen
ZigBee-Module werden für die Fernsteuerung von Haushaltsgeräten, die Sensorkommunikation in der Haustechnik und die Energievisualisierung eingesetzt, wobei sie ihren geringen Stromverbrauch für Kommunikationsanwendungen über kurze Entfernungen nutzen können. In den letzten Jahren hat sich der relative Vorteil von Bluetooth aufgrund seiner verbesserten Energiesparleistung verringert und Bluetooth wird zunehmend in einer relativ großen Vielfalt von elektronischen Geräten und Situationen eingesetzt.
Eines der einzigartigen Merkmale von ZigBee ist die maximale Anzahl gleichzeitiger Verbindungen, wodurch es sich für die gleichzeitige Erfassung von Informationen von einer großen Anzahl von Sensoren eignet.
Funktionsweise des ZigBee-Moduls
ZigBee-Module sind mit ICs ausgestattete Kommunikationsmodule zur Nutzung von ZigBee, einer standardisierten Allianz, für den Anschluss von batteriebetriebenen Kommunikationsgeräten wie z. B. Sensoren mit extrem niedrigem Stromverbrauch. Die elektrischen Spezifikationen sind insbesondere in IEEE 802.15.4 genormt.
Eine der wichtigsten Eigenschaften von ZigBee ist der extrem niedrige Stromverbrauch im Standby-Modus.
Das System hat außerdem eine extrem schnelle Reaktionszeit vom Standby bis zur Kommunikation. Dadurch eignet es sich für Anwendungen wie Fernbedienungen von Haushaltsgeräten und Wohnungseinrichtungen, bei denen nicht ständig Daten ausgetauscht werden, sondern diese bei Bedarf sofort übertragen werden und dann wieder in den Ruhezustand übergehen.
Die niedrige Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 250 kbit/s im 2,4-GHz-Band macht es dagegen ungeeignet für Anwendungen, bei denen es um die Übertragung großer Datenmengen geht, wie z. B. Sprache und Video. Außerdem nutzen Wi-Fi und Bluetooth dasselbe 2,4-GHz-Band, so dass auf Funkstörungen geachtet werden muss und je nach Umgebung eine Abschirmung erforderlich ist.
Weitere Informationen zu ZigBee-Modulen
1. Kompatibilität mit dem Internet
Der ZigBee-Protokollstapel ist nicht TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) und ist im Allgemeinen nicht sehr kompatibel mit dem Internet. Wenn Sie also eine Verbindung zur Internetumgebung herstellen wollen, müssen Sie eine separate Gateway-Relaisstation einrichten.
2. Vergleich mit Bluetooth
ZigBee wird oft mit Bluetooth verglichen, einem anderen drahtlosen Standard für eingebettete Geräte, der das gleiche 2,4-GHz-Frequenzband wie ZigBee verwendet und die gleichen Merkmale wie kurze Reichweite, niedrige Geschwindigkeit und Energieeinsparung aufweist.
Im Allgemeinen ist ZigBee energieeffizienter, aber aufgrund der unterschiedlichen Funktionen muss je nach Einsatzsituation zwischen ZigBee und Bluetooth unterschieden werden. Im Allgemeinen hat ZigBee einen geringen Stromverbrauch und eine kurze Wiederherstellungszeit während des Ruhezustands, so dass es sich für die Kommunikation eignet, bei der die Datenkommunikation mit einem gewissen Zeitabstand zwischen den Kommunikationen erfolgt. Beachten Sie, dass der Stromspareffekt gering ist, wenn das Datenkommunikationsintervall nicht lang genug ist.
Im Gegensatz dazu benötigt Bluetooth Zeit zum Verbinden und Trennen der Verbindung. Deshalb ist es besser, die Stromversorgung des Moduls selbst auszuschalten, anstatt es in den Ruhezustand zu versetzen, wenn man Bluetooth verwendet, um Strom zu sparen. ZigBee erlaubt auch mehrere gleichzeitige Verbindungen, was beim Aufbau von Systemen, die mehrere Sensorinformationen sammeln, von Vorteil sein kann.
3. Gleichzeitige Verbindungsmethoden
ZigBee bietet verschiedene Methoden für mehrere gleichzeitige Verbindungen. Es können Baum- und Mesh-Verbindungsmethoden sowie Bucket-Relay-Datenübertragung über Router unterstützt werden. Dies ist eines der Merkmale von ZigBee. Wenn beispielsweise ein Kommunikationsnetz mit ZigBee aufgebaut wird, können bis zu 65.536 Endgeräte (mit Adressen bis 0xFFFF) gemäß dem Standard angeschlossen werden.
ZigBee-Module eignen sich daher für Anwendungen, die einen geringen Stromverbrauch und die gleichzeitige Kommunikation mit einer großen Anzahl von Sensoren über eine Vielzahl verschiedener Methoden erfordern.