ZigBee Green Power là gì?

Green Power là giải pháp tiết kiệm năng lượng từ Liên minh ZigBee. Thông số kỹ thuật này được quy định trong tiêu chuẩn ZigBee 3.0 và lý tưởng cho các thiết bị yêu cầu hoạt động không cần pin hoặc sử dụng rất ít năng lượng.

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

• Thiết bị năng lượng xanh (GPD)
• Máy chủ proxy Z3 hoặc máy chủ proxy GreenPower (GPP)
• Bộ tiêu thụ năng lượng xanh (GPS)

Chúng là gì? Xem phần tiếp theo:

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

Các khung dữ liệu Green Power ngắn hơn các khung dữ liệu ZigBee Pro thông thường, mạng ZigBee 3.0 cho phép truyền các khung dữ liệu Green Power không dây trong thời gian ngắn hơn và do đó tiêu thụ ít năng lượng hơn.

Hình dưới đây so sánh khung ZigBee tiêu chuẩn và khung Green Power. Trong các ứng dụng thực tế, tải trọng của Green Power có lượng dữ liệu ít hơn, chủ yếu mang thông tin như trạng thái bật/tắt 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, GPS (thiết bị nhận) và GPD phải được ghép nối, và một GPS (thiết bị nhận) trong mạng phải được thông báo về các 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 (máy chủ trung gian) lưu trữ thông tin ghép nối trong bảng trung gian của nó và GPS lưu trữ thông tin ghép nối trong bảng nhận của nó.

Các thiết bị GPS và GPP cùng tham gia vào mạng ZigBee.

Thiết bị GPS gửi một thông báo ZCL để lắng nghe thiết bị GPD tham gia và thông báo cho GPP chuyển tiếp thông báo đó nếu có bất kỳ thiết bị GPD nào tham gia.

GPD gửi một Thông báo Ủy quyền chung, thông báo này được bộ thu nhận GPP và cả thiết bị GPS thu nhận.

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 đó trở lại GPS để GPD có thể chuyển tiếp dữ liệu đến GPS thông qua GPP.

Các ứng dụng điển hình của năng lượng xanh

1. Hãy sử dụng năng lượng của chính bạn

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

Chúng được vận hành nhờ các chuyển động tay hàng ngày của người dùng như nhấn nút, mở cửa 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, thông gió hoặc cảnh báo các tình huống bất ngờ, chẳng hạn như kẻ đột nhập hoặc tay nắm cửa sổ mở đột ngột. Ứng dụng của các cơ chế vận hành bằng người dùng như vậy là vô tận.

2. Kết nối công nghiệp

Trong các ứng dụng công nghiệp, nơi dây chuyền lắp ráp máy móc hoạt động liên tục, sự rung động và vận hành không ngừng khiến việc đi dây trở nên khó khăn và tốn kém. Điều quan trọng là phải có khả năng lắp đặt các nút bấm không dây ở những vị trí thuận tiện cho người vận hành máy, đặc biệt là trong các vấn đề an toàn. Một công tắc điện, có thể đặt ở bất cứ đâu và không cần dây dẫn hay thậm chí cả pin, là giải pháp lý tưởng.

3. Bộ ngắt mạch thông minh

Có nhiều hạn chế trong các thông số kỹ thuật về hình thức của cầu dao điện. Cầu dao điện thông minh sử dụng nguồn điện xoay chiều thường khó thực hiện do không gian hạn chế. Cầu dao điện thông minh thu hồi năng lượng từ dòng điện chạy qua chúng có thể được tách biệt khỏi chức năng cầu dao, giúp giảm diện tích chiếm dụng và chi phí sản xuất. Cầu dao điện thông minh giám sát mức tiêu thụ năng lượng và phát hiện các điều kiện bất thường có thể gây ra hỏng hóc thiết bị.

4. Hỗ trợ sinh hoạt độc lập

Một lợi thế lớn của nhà thông minh, đặc biệt đối với người cao 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 lợi cho người cao tuổi và người chăm sóc họ. Các cảm biến có thể được đặt trên nệm, trên sàn nhà hoặc đeo trực tiếp trên cơ thể. Nhờ đó, người già có thể sống tại nhà lâu hơn từ 5 đến 10 năm.

Dữ liệu được kết nối với đám mây và được phân tích để cảnh báo người chăm sóc khi xuất hiện các kiểu mẫu và điều kiện nhất định. Độ tin cậy tuyệt đối và không cần thay pin là những ưu điểm của loại ứng dụng này.