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Zigbee green power:让智能设备不用再更换电池

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几乎所有号称无线的产品仍然需要接上电线或者装上电池来获得能量,两者均代价不菲又限制了产品的使用。无论是小规模或大规模的部署,一旦看到无线技术,我们往往会忽视需要花费的劳动、能量、电池耗费和其他成本。

例如智能家居领域,如果你家里有60个无线或物联网产品,每件产品的电池使用寿命是5年,那就意味着你平均每个月需要更换一次电池。万一你不在家无法及时更换电池,设备就会失效,使你的家居自动化系统(和你的生活)变得有些复杂。

从商业应用来说,由于其部署的方式和规模,这些痛点和成本举足轻重。商业办公空间平均每5年就要翻修一次,每次都要重新布线成本高昂耗资巨大。一些特殊场所,比如酒店房间,每套可能都有超过10个传感器,它们迟早需要更换电池。

废电池是地球主要的有毒垃圾之一,对废电池做出适当处置或进行循环使用花费甚巨。为什么在能量其实普遍存在的情况下,我们还忙忙碌碌地购买、运输、安装和处理这些电池呢?

简化能源,优化设计

多年来,世界各地的技术创新人士一直尝试解决阻碍物联网发展的电源问题。现在有了一项开放的标准化技术使得智能设备不用再更换电池,它被称为“Zigbee green power”,并且已经被应用于成百万的智能设备中。

这一创新无线设备平台的优势并不仅止于安装简便,节约能量和降低成本。Zigbee green power产品可以被安置在任何地方,包括那些难于布线的场所。在一个可控场景中,加入更多传感器就可以获得更多回馈信息,提升控制体验。

Zigbee green power产品比完全意义的网络设备简单许多。通常零部件成本和开发成本都比较低。一旦安置好Zigbee green power产品,你就可以高枕无忧了。网络会处理复杂的路由信息,保证Zigbee green power设备的网络连接。

完整技术

完整的技术意味着由多项技术整合成一整套全球标准:

能量捕获技术

超低功耗芯片,所需能量较一般在网或休眠设备低几个数量级

开放标准化的网络技术,针对可能离网时间较长的设备优化数据包的长度,回传路径,连接恢复和在网时间等等来节约更多能源。

应用层协议,能够支持经过压缩的信息和有限的传输次数。

能量捕获

一枚落地的细针,一滴冷却的汗珠或者一闪即逝的灯光,它们所蕴含的微小能量就足以传输若干无线信号。

同样,指甲盖大小的太阳能电池在无法进行阅读的微弱室内光线的照射下,产生的能源也足以每分钟发射一次信号。直接从现场获取能量,比如热能、动能或光能可以让自动化系统中的传感器和执行器被安置在需要的任何地方,而不用受到布线,电池或昂贵安装的限制。

超低功耗芯片

能量捕获技术不是什么新事物,真正新的,而且发展日新月异的是来自不同芯片商的功耗经过极大优化,仅靠微安级能量就能运行的芯片。节约的能源多数来自于这些芯片能够自动关闭不使用的组件,并且优化其冷启动时所消耗的能量。进一步的功耗节约来自于减少每次传输信息所消耗的能量。

这些芯片基于成熟的802.15.4协议,供应商众多,迄今销售量已超过10亿。802.15.4协议专为超低功耗和功耗受限产品所开发,其他技术,如Wi-Fi和蓝牙都不是为自动系统或者低功耗系统所开发的。

应用层

Zigbee green power使用智能产品的通用语言Dotdot,与Zigbee标准相同的应用层语言,但信息结构进行了压缩和优化。

调试和配对过程也与Zigbee相同。通过简单的按键式调试,或者在按键不存在时通过自动调试,就能轻而易举地将开关与电灯、或者空调与调温器和温度传感器互相连接。当然也支持较为复杂的使用智能手机或者遥控器进行调试配对的方式。

Dotdot应用层能够通过开发连接基础平台(The Open Connectivity Foundation)和其他新兴的使用网关或者网桥的方式与更高层次的IoT和智能家居平台进行对接,比如Apple HomeKit, Amazon Smart Home Skills和 IoTivity等等。

简单安全

无线网状网络的节点一般配备至少256KB的程序空间和16KB的数据空间。而Zigbee green power设备一般只需32KB的程序和1KB的数据。由于Zigbee green power设备一般不直接连接互联网,天生就对一些比较麻烦的互联网安全问题免疫,包括常见的分布式拒绝服务(DDoS)攻击。

单向通信的简单设备会采用随机工厂安全密钥保证其安全,而双向通信的设备还能够储存由网络生成的密匙(不同于网络密匙)实现更高层次的安全。

方便的无线体验

Zigbee green power是监控各项应用的设备平台,为我们亲爱的家人确保舒适安全的居家环境,因为只有家中具备可靠完整的传感和控制网络,才能实现高层次的控制和创新的应用场景。

而Zigbee green power能帮助您以较低的成本搭建这样的网络,不会造成电费账单上的额外费用,甚至可以通过控制家中设备更为高效地运作而节省电费。此外,它有助于保护我们的环境,引领我们进入越来越方便的无线无源世界。

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应用案例

利用自身获得能量:开关可以当做一个传感器,能够报告哪个按键被按压,这样可以在很大程度上简化开关并使其应用更为灵活。基于动能的开关传感器可以与许多产品整合,比如照明开关、门窗和门窗把手把手,抽屉等等。

它们能利用使用者摁压按钮、开关门窗或转动把手的日常手部动作产生能量,并且在产品的整个使用寿命周期内始终有效。这些传感器便能自动控制灯光、排风或者对意外情况作出警示,例如有人闯入或窗户把手异常开启。由使用者操作的机械装置的此类应用可谓无穷无尽。

智能断路器:断路器的外形规格有很多限制,使用交流电源的智能断路器往往因为空间有限而无法实现。通过对流经电流进行能源捕获的智能断路器,可以做到与断路功能相隔离,减少空间占用,同时制造成本也较为低廉。智能断路器可以监控能源消耗并检测有可能导致设备故障的非正常情况。

工业连接:在大量使用机器流水线的工业应用场景下,持续的振动和作业使得布线既困难又昂贵。能够在方便机器操作员操作的位置安装无线按钮相当重要,尤其在涉及安全的情况下。而能安置在任何地方、无需任何电线甚至电池的动电(electro-kinetic)开关最为适宜。

协助独立生活:令人安心是智能家居的一大优势,特别是对上了年纪在日常生活中需要多方照顾的老人而言。上述设备,特别是专门的传感器可以给老年人和照顾他们的人带来许多便利。这些传感器可以安置在床垫上、地板上,或者直接穿戴在身上。有了它们,人们可以在家中多待上5-10年。数据连接上云端并进行分析后会在出现某种特定模式和情况时给看护人员发送警示。绝对的可靠性以及无需更换电池是这类应用场景的关键需求,稳定的zigbee网状网络结合超低功耗的Zigbee green power能为满足这些需求奠定基础。

近些年来,在多家国际品牌的推动下,zigbee技术在智能家居领域的应用日趋成熟。而为了更好地推动我国智能家居市场良性发展,提高设备商、开发者、研发人员等的技术能力,中国智能家居产业联盟培训中心联合zigbee联盟中国成员组、中国电子技术标准化研究院推出

Zigbee智能家居技术专项培训

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本次培训班是针对zigbee技术的原理、组网方式、芯片、模组产品开发、应用,测试认证等方面。以贴近市场为目的,重视实操。保证学员能“听得懂、学得会、用得上”。时间为三天两晚,收费培训(详情请咨询:010-50976386 )。

参加培训,考试合格的学员将获得由中国智能家居产业联盟颁发的CSHIA智能家居系统工程师-zigbee智能家居技术专项培训证书。合格学员所在的公司,经审核通过后,将可以升级为中国智能家居产业联盟CSHIA企业会员单位,并颁发授权铜牌。

处在IoT浪潮的风口浪尖,zigbee技术到底是什么?它有什么样的特点?与 Wi-Fi, 蓝牙等无线标准又有什么渊源和不同?本课程将抽丝剥茧、深入浅出地讲解zigbee技术的方方面面,以及大家颇感兴趣又倍感迷惑的zigbee 3.0将为智能产品带来什么?立即报名并参加第六期zigbee智能家居技术专项培训,与专家和同仁们深入学习与探讨。

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