Năng lượng xanh ZigBee là gì?

Green Power là giải pháp Power thấp hơn của ZigBee Alliance. Thông số kỹ thuật này có trong thông số kỹ thuật tiêu chuẩn ZigBee3.0 và lý tưởng cho các thiết bị không cần pin hoặc sử dụng năng lượng rất thấp.

Mạng GreenPower cơ bản bao gồm ba loại thiết bị sau:

• Thiết bị năng lượng xanh (GPD)
• Proxy Z3 hoặc Proxy GreenPower (GPP)
• Một bộ nguồn xanh (GPS)

Họ là gì? Xem sau:

• GPD: thiết bị năng lượng thấp thu thập thông tin (ví dụ: công tắc đèn) và gửi khung dữ liệu GreenPower;
• GPP: Thiết bị proxy GreenPower hỗ trợ cả chức năng mạng tiêu chuẩn ZigBee3.0 và khung dữ liệu GreenPower để chuyển tiếp dữ liệu GreenPower từ thiết bị GPD đến thiết bị đích, chẳng hạn như thiết bị định tuyến trong mạng ZigBee3.0;
• GPS: Bộ thu Green Power (chẳng hạn như đèn) có khả năng nhận, xử lý và truyền tất cả dữ liệu Green Power, cũng như khả năng kết nối mạng tiêu chuẩn zigBee.

Các khung dữ liệu Green Power, ngắn hơn các khung dữ liệu ZigBee Pro thông thường, mạng ZigBee3.0 cho phép các khung dữ liệu Green Power được truyền không dây trong thời gian ngắn hơn và do đó tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Hình dưới đây cho thấy sự so sánh giữa khung ZigBee tiêu chuẩn và khung Green Power. Trong các ứng dụng thực tế, Tải trọng Năng lượng Xanh có lượng dữ liệu nhỏ hơn, chủ yếu mang thông tin như công tắc hoặc cảnh báo.

Hình 1 Khung ZigBee Tiêu chuẩn

Hình 2, Khung năng lượng xanh

Nguyên tắc tương tác năng lượng xanh

Trước khi GPS và GPD có thể được sử dụng trong mạng ZigBee, THE GPS (thiết bị nhận) và GPD phải được ghép nối và GPS (thiết bị nhận) trong mạng phải được thông báo khung dữ liệu Green Power nào sẽ được GPD nhận. Mỗi GPD có thể được ghép nối với một hoặc nhiều GPS và mỗi GPS có thể được ghép nối với một hoặc nhiều GPD. Sau khi quá trình gỡ lỗi ghép nối hoàn tất, GPP (proxy) sẽ lưu trữ thông tin ghép nối trong bảng proxy của nó và GPS lưu trữ việc ghép nối trong bảng nhận của nó.

Các thiết bị GPS và GPP tham gia cùng một mạng ZigBee

Thiết bị GPS gửi tin nhắn ZCL để lắng nghe thiết bị GPD tham gia và yêu cầu GPP chuyển tiếp nó nếu có bất kỳ GPD nào tham gia

GPD gửi một tin nhắn chạy thử tham gia, được người nghe GPP và thiết bị GPS ghi lại.

GPP lưu trữ thông tin ghép nối GPD và GPS trong bảng proxy của nó

Khi GPP nhận dữ liệu từ GPD, GPP sẽ gửi dữ liệu tương tự đến GPS để GPD có thể chuyển tiếp dữ liệu đến GPS thông qua GPP

Những ứng dụng điển hình của Năng lượng xanh

1. Sử dụng năng lượng của chính bạn

Công tắc có thể được sử dụng làm cảm biến để báo cáo nút nào đã được nhấn, giúp đơn giản hóa đáng kể công tắc và giúp sử dụng linh hoạt hơn. Cảm biến chuyển mạch dựa trên năng lượng động học có thể được tích hợp với nhiều sản phẩm, chẳng hạn như công tắc đèn, cửa ra vào, cửa sổ và tay nắm cửa, ngăn kéo, v.v.

Chúng được hỗ trợ bởi các chuyển động tay hàng ngày của người dùng khi nhấn nút, mở cửa và Windows hoặc xoay tay cầm và vẫn hoạt động hiệu quả trong suốt vòng đời của sản phẩm. Những cảm biến này có thể tự động điều khiển đèn, xả khí hoặc cảnh báo những tình huống bất ngờ như có kẻ đột nhập hoặc tay nắm cửa sổ mở ra bất ngờ. Những ứng dụng như vậy cho cơ chế do người dùng vận hành là vô tận.

2. Kết nối công nghiệp

Trong các ứng dụng công nghiệp nơi dây chuyền lắp ráp máy được sử dụng nhiều, độ rung và vận hành liên tục khiến việc đi dây trở nên khó khăn và tốn kém. Điều quan trọng là có thể lắp đặt các nút không dây ở những vị trí thuận tiện cho người vận hành máy, đặc biệt là những nơi có liên quan đến an toàn. Lý tưởng nhất là một công tắc điện, có thể đặt ở bất cứ đâu và không cần dây dẫn hay thậm chí cả pin.

3. Bộ ngắt mạch thông minh

Có nhiều hạn chế về thông số kỹ thuật hình dáng của cầu dao. Bộ ngắt mạch thông minh sử dụng nguồn điện xoay chiều thường không thể thực hiện được do không gian hạn chế. Bộ ngắt mạch thông minh thu năng lượng từ dòng điện chạy qua chúng có thể được tách biệt khỏi chức năng bộ ngắt mạch, giúp giảm diện tích không gian và giảm chi phí sản xuất. Bộ ngắt mạch thông minh giám sát mức tiêu thụ năng lượng và phát hiện các tình trạng bất thường có thể gây ra lỗi thiết bị.

4. Hỗ trợ cuộc sống độc lập

Một lợi thế lớn của ngôi nhà thông minh, đặc biệt đối với những người lớn tuổi cần nhiều nguồn chăm sóc trong cuộc sống hàng ngày. Những thiết bị này, đặc biệt là các cảm biến chuyên dụng, có thể mang lại nhiều tiện ích cho người già và người chăm sóc họ. Các cảm biến có thể được đặt trên nệm, trên sàn hoặc đeo trực tiếp trên cơ thể. Với chúng, mọi người có thể ở trong nhà của mình lâu hơn 5-10 năm.

Dữ liệu được kết nối với đám mây và được phân tích để cảnh báo người chăm sóc khi xảy ra các mô hình và tình trạng nhất định. Độ tin cậy tuyệt đối và không cần thay pin là những lĩnh vực của loại ứng dụng này.