zigbee เบื้องต้น
DESCRIPTION
เป็นเอกสารที่ผมเขียนประกอบบรรยาย + workshop เล็ก ๆ (ประมาณสองชั่วโมงครึ่ง, พ.ศ. 2551) เพื่อแนะนำ ZigBee ในส่วนของ workshop แบ่งเป็น 3 กิจกรรม 1. โค้ดสำหรับ coordinator เพื่อสร้าง network 2. โค้ดสำหรับ RFD เพื่อ join เข้า network ที่สร้างตามข้อ 1. และ 3. ดัดแปลงโค้ด (1-2 บรรทัด) เพื่อส่งข้อความระหว่าง coordinator กับ end deviceTRANSCRIPT
EST LaboratoryEST Laboratory
CEDKCEDK--8, 8, --WPWPZigBeeZigBee Wireless Communication ProtocolWireless Communication Protocol
Essential Facts and Features
ZigBeeZigBee เปน protocol ในกลุม 802
ขอดีขอดี1. low cost2. ultra-low power consumption3. use of unlicensed radio bands4. cheap and easy installation5. flexible and extendable networks6. integrated intelligence for network set-up and message routing
Typical Application AreasTypical Application Areas1. low data rates (ไมเกิน 250 kbps)2. nodes which are idle (ไมมกีารรับ/ การสง) for long periods3. node locations where cables would be difficult or expensive to install4. a need to modify the network (add, remove or move nodes) while in service
เปรียบเทียบ ZigBeeZigBee กับ BluetoothBluetooth1. Power consumption
ZBZB 10 mA BTBT 100 mA2. Production costs (2005)
ZBZB 1.1 USD BTBT 3 USD3. Development costs
Codesize ZB/ Codesize BT = 1/24. Bit-error-rate (BER)
ตัวอยางสมาชิกพันธมิตร ZigBeeZigBee
ZigBeeZigBee BluetoothBluetoothSmaller packets over large network Larger packets over small networkData rate 250 kpbs @ 2.4 GHz Data rate is 1 Mbps @ 2.4 GHz65536 nodes (in a mesh) 7 nodes (in a star)Simplified protocol stack More complex protocol stack
Radio CommunicationRadio CommunicationZB ใชความถี่ยาน unlicensed มี 3 ยาน ซึ่งมี centered frequency ที่ 868, 915 และ 2400 MHz มีทัง้หมด 27 ชอง (หมายเลข 0 ถึง 26) ม ีdatarate 3 คาคือ 20, 40 และ 250kbps ตามลําดับ
Range of TransmissionRange of Transmissionในพื้นทีโ่ลงระยะสื่อสารประมาณ 200 เมตร สําหรับในอาคาร มีระยะสื่อสารประมาณ 30 เมตร สามารถเพิ่มระยะสื่อสารไดโดยการเพิ่ม intermediate node หรือ router
Low Power ConsumptionLow Power Consumptionตัว node ออกแบบมาสําหรับใหเปน autonomous, low-power device
Node TypesNode Types
Co-ordinatorใน 1 network มไีดเพียง 1 ตัว มีหนาที่1. เลือกชองความถี่ทีจ่ะสรางเน็ตเวิรก2. เริ่มเน็ตเวิรก3. อนุญาตให node อื่น ๆ เขารวมเน็ตเวิรก
End Device
Router1. สงขอความตอไปยัง node อื่น2. อนุญาตใหมี node ลูก
End device สามารถหลับได แต Co-ordinator กับ Router หลับไมได!
BindingBinding
ReliabilityReliability1. Listen before Send (CSMA-CA)
2. Acknowledgement3. Alternative Routes
SecuritySecurity1. AES (Advanced Encryption Standard) based Encryption2. Message Timeout3. Access Control lists
Basic Software ArchitectureBasic Software Architecture
ZigBeeZigBee Interoperability & CoexistenceInteroperability & Coexistence
ZigBeeZigBee Protocol Profile ArchitectureProtocol Profile Architecture
16
TELECOM SERVICES
m-commerceinfo servicesobject interaction (Internet of Things)
ZigBeeWireless Control that
Simply Works
HOME CONTROL
TVVCRDVD/CDremote
securityHVAClighting controlaccess controlirrigation
PC & PERIPHERALS
INDUSTRIALCONTROL
asset mgtprocess control
environmentalenergy mgt
PERSONAL HEALTH CARE
securityHVACAMR
lighting controlaccess control
mousekeyboardjoystick
patient monitoring
fitness monitoring
ZigBeeZigBee ApplicationsApplications
Home ControlHome Control
Wireless Sensor ApplicationsWireless Sensor Applications
Commercial Building AutomationCommercial Building Automation
Advanced Metering InfrastructureAdvanced Metering Infrastructure
Wireless Sensor ApplicationsWireless Sensor Applications
Wireless Sensor ApplicationsWireless Sensor Applications
LAB 1: LAB 1: Being a parent!Being a parent!
1. เปดโปรเจค “..\Consumer Electronics\Design Kit-8\Source\Apps\ZBLab1\Lab1Coordinaotr.mcp” คอมไพลแลวโปรแกรมลงบอรด CEDK-8 เพื่อใหทําหนาที่เปน Coordinator
LAB 1: LAB 1: Being a parent!Being a parent!
2. ตอบอรด CEDK-8 กับ PC ผานพอรตอนุกรม กําหนดให Baud rate 19,200 bps, Parity = None, Data Bits = 8, Stop Bits = 1รันโปรแกรม และดูผลการสรางเน็ตเวิรก
LAB 2: Looking for MomLAB 2: Looking for Mom!!
1. เปดโปรเจค “..\Consumer Electronics\Design Kit-WP\Source\Apps\ZBLab2\Lab2RFD.mcp” คอมไพลแลวโปรแกรมลงบอรด CEDK-WP เพื่อใหทําหนาที่เปน RFD
2. ตอบอรด CEDK-WP กับ PC ผานพอรตอนุกรม กําหนดให Baud rate 19,200 bps, Parity = None, Data Bits = 8, Stop Bits = 1 รันโปรแกรม และดูผลการขอเชือ่มตอเน็ตเวิรก
LAB 3: Beware of mLAB 3: Beware of my message!y message!
1. เปดโปรเจค “..\Consumer Electronics\Design Kit-WP\Source\Apps\ZBLab3\Lab3RFD.mcp”
2. แกไข Source Code
LAB 3: Beware of mLAB 3: Beware of my message!y message!
3. คอมไพลแลวโปรแกรมลงบอรด CEDK-WP เพื่อใหทําหนาที่เปน RFD 4. ตอบอรด CEDK-WP กับ PC ผานพอรตอนุกรม กําหนดให Baud rate 19,200 bps, Parity = None, Data
Bits = 8, Stop Bits = 1 รันโปรแกรม และดูผลการขอเชือ่มตอเน็ตเวิรก5. Bind ระหวาง Coordinator กับ RFD โดยการกด SW16. สง message โดยการกด SW2