ZigBee Green Power là gì?

Green Power là giải pháp tiết kiệm năng lượng của ZigBee Alliance. Thông số kỹ thuật này nằm trong tiêu chuẩn ZigBee 3.0 và lý tưởng cho các thiết bị không cần pin hoặc sử dụng rất ít năng lượng.

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

• Thiết bị năng lượng xanh (GPD)
• Proxy Z3 hoặc Proxy GreenPower (GPP)
• Bồn rửa năng lượng xanh (GPS)

Chúng là gì? Xem bên dưới:

• GPD: thiết bị công suất 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 chuẩn ZigBee3.0 và khung dữ liệu GreenPower để chuyển tiếp dữ liệu GreenPower từ thiết bị GPD đến các thiết bị mục tiêu, chẳng hạn như thiết bị định tuyến trong mạng ZigBee3.0;
• GPS: Một bộ thu năng lượng xanh (như đèn) có khả năng nhận, xử lý và truyền mọi dữ liệu năng lượng xanh cũng như khả năng kết nối mạng theo chuẩn zigBee.

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

Hình dưới đây thể hiện sự so sánh giữa khung ZigBee tiêu chuẩn và khung Green Power. Trong các ứng dụng thực tế, Green Power Payload có lượng dữ liệu nhỏ hơn, chủ yếu mang thông tin như công tắc hoặc báo động.

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, GPS (thiết bị nhận) và GPD phải được ghép nối, và một GPS (thiết bị nhận) trong mạng phải được thông báo về 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 cũng 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 sẽ lưu trữ thông tin 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 tin nhắn này nếu có bất kỳ GPD nào tham gia.

GPD gửi một Tin nhắn Ủy nhiệm tham gia, được thu thập bởi trình lắng nghe GPP và cả thiết bị GPS

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

Khi GPP nhận được dữ liệu từ GPD, GPP sẽ gửi cùng dữ liệu đó đến GPS để GPD có thể chuyển tiếp dữ liệu đến GPS thông qua GPP

Ứng dụng điển hình của năng lượng xanh

1. Sử dụng năng lượng của chính bạn

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

Chúng hoạt động nhờ các chuyển động tay hàng ngày của người dùng khi nhấn nút, mở cửa ra vào và cửa sổ, hoặc xoay tay nắm, và vẫn hoạt động hiệu quả trong suốt vòng đời của sản phẩm. Các cảm biến này có thể tự động điều khiển đèn, xả khí hoặc cảnh báo các tình huống bất ngờ, chẳng hạn như có người đột nhập hoặc tay nắm cửa sổ mở bất ngờ. Ứng dụng cho các cơ chế vận hành bằng tay như vậy là vô tận.

2. Kết nối công nghiệp

Trong các ứng dụng công nghiệp, nơi dây chuyền lắp ráp máy móc được sử dụng nhiều, rung động và hoạt động liên tục khiến việc đấu dây trở nên khó khăn và tốn kém. Điều quan trọng là phải lắp đặt được nút bấm không dây ở những vị trí thuận tiện cho người vận hành máy, đặc biệt là khi liên quan đến vấn đề an toàn. Một công tắc điện, có thể đặt ở bất cứ đâu và không cần dây điện hay thậm chí là pin, là một lựa chọn lý tưởng.

3. Bộ ngắt mạch thông minh

Có nhiều hạn chế về thông số kỹ thuật ngoại hình của máy cắt. Máy cắt thông minh sử dụng nguồn điện xoay chiều thường không thể triển khai do không gian hạn chế. Máy cắt thông minh thu năng lượng từ dòng điện chạy qua có thể được cách ly khỏi chức năng của máy cắt, giúp giảm diện tích chiếm dụng và giảm chi phí sản xuất. Máy cắt thông minh giám sát mức tiêu thụ năng lượng và phát hiện các điều kiện bất thường có thể gây ra sự cố thiết bị.

4. Sống độc lập có hỗ trợ

Nhà thông minh là một lợi thế lớn, đặc biệt đối với người cao tuổi, những người 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 lợi cho người cao tuổi và người chăm sóc. Các cảm biến có thể được đặt trên nệm, trên sàn nhà hoặc đeo trực tiếp trên cơ thể. Nhờ chúng, người cao tuổi có thể ở nhà lâu hơn từ 5-10 năm.

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