معرفی شبکه های بی سیم
تکنولوژی شبکه های بی سیم نوعی از ارتباط است که دربستر تجهیزات سخت افزاری بدون نیاز به اتصال از طریق سیم و کابل و توسط امواج رادیویی صورت میگیرد. این تکنولوژی را در بسیاری از بخش های زندگی امروز از جمله شبکه های اینترنتی تلفن های همراه، شبکه های LAN که در دستگاه هایی مانند هدفون های بی سیم، وسایل مبتنی بر مادون قرمز و بلوتوث استفاده می شوند، مشاهده می کنیم. مولفه اصلی شبکه های بی سیم عدم نیاز به ساختار فیزیکی، امکان تغییر در ساختار مجازی و همچنین نقل و انتقال دستگاه است. شبکه های بی سیم از نظر محدوده تحت پوشش به سه دسته زیر تقسیم میشود:
- WWAN
- WLAN
- WPAN
WWAN که مخفف Wireless WAN است، شبکه بی سیم با پوشش گسترده است. نمونه های این ساختار بی سیم، شبکه سلولی مورد استفاده در تلفن های همراه و آنتن های گیرنده ماهواره ای است.
WLAN یا شبکه بی سیم محلی ،به معنای یک منطقه نسبتا کوچک مانند یک خانه و یا یک ساختمان است. کاربرد WLANها به دلیل کاهش هزینه ها و بهبود استاندارد ها در حال افزایش است. WIFI در این دسته از ارتباطات بی سیم قرار دارد.
WPAN شبکه بی سیم خانگی است که پوشش یک منطقه کوچک در حدود چند اتاق را دارد. این نوع ارتباط برای یک فاصله نسبتا کوتاه استفاده میشود. Ad hoc نمونه ای از این نوع ارتباط است که به دستگاه ها اجازه میدهد به صورت موقت عضوی از شبکه باشند و هر زمان اراده کنند از شبکه خارج شوند. نمونه های دیگر WPAN بلوتوث، ZIGBEE، UWB و IrDa هستند.
معرفی ZigBee
ZIGBEE محبوب ترین شبکه بی سیم این دسته از ارتباطات بی سیم است که برای اتصال سنسور ها، ابزار و سیستم های کنترل شخصی به کار میرود. ZIGBEE برای اتصال شبکه محلی بی سیم برای منازل که تحت عنوان اینترنت اشیا IOT نامیده می شود، کاربرد دارد. به صورت تئوری چای ساز مجهز به سیستم ZIGBEE در منزل شما میتواند به یخچال مجهز به این سیستم در آشپزخانه شما متصل شود. این سیستم یک سیستم جهانی و باز است که با معماری استفاده آسان دارای امنیت، مصرف انرژی پایین و دارای ضریب اطمینان بالایی است.
تکنولوژی ZIGBEE نوعی ارتباط ازنوع شبکه بی سیم محلی WLAN بر مبنای استاندارد IEEE 802.15.4است و از آن برای مصارف شخصی مانند اتوماسیون خانگی، جمع آوری داده دستگاه های پزشکی و سایر مصارف با نیاز به پهنای برد کم و ارتباط بی سیم طراحی شده است. مزیت اصلی تکنولوژی ZIGBEE به سایر شبکه های شخصی بی سیم مانند بلوتوث و وای فای ساده تر و ارزان تر بودن اتصال است. برد این سیستم ۱۰ تا ۱۰۰ متر است که دستگاه های دارای این سیستم با استفاده از گذراندن داده از یک شبکه توری میتوانند داده ها را در فواصل طولانی تر منتقل کنند.
ZIGBEE توان انتقال داده با نرخ ۲۵۰ کیلوبایت در ثانیه را دارد که برای انتقال داده بصورت متناوب از یک دستگاه یا سنسور ورودی بسیار مناسب است. بنابراین این تکنولوژی مناسب چراغ های برق بی سیم، کنترل کننده های مصرف برق، سیستم های مدیریت ترافیک شهری و سایر تجهیزات مصرفی و صنعتی که نیاز به سیستم های کوتاه برد و با نرخ انتقال پایین و انتقال داده بی سیم نیاز دارند، است.
کاربرد های ZigBee
کاربرد های تکنولوژی ZIGBEE شامل:
- اتوماسیون خانه و محل کار
- اتوماسیون صنعتی
- نظارت بر اطلاعات پزشکی
- سنسور های کم مصرف
- کنترل HVAC
- و بسیاری از نمونه های کنترل و نظارتی دیگر
کاربرد این تکنولوژی در برنامه های کاربردی با قدرت کم، چرخه های کم کار و سیستم هایی که به سرعت بالایی نیاز ندارند، است. ZIGBEE این قابلیت را دارد که به شبکه جهانی کنترل – حسگر تبدیل شود. این استاندارد طراحی شده است تا ویژگی های زیر را ارائه دهد:
- مصرف انرژی کم، سادگی در راه اندازی
- عمر بالای باطری ها به دلیل مصرف انرژی پایین
- این تکنولوژی تنها دو حالت دارد: فعال یا خواب. بنابراین نیاز به سادگی برای کاربر را فراهم میکند.
- صرفه جویی در مصرف انرژی
از دیگر مزایای این سیستم هزینه کم برای کاربر است. به این معنا که این سیستم دارای دستگاه های کم هزینه، هزینه نصب پایین و همچنین هزینه تعمیر و نگهداری از آن نیز در حد پایین تری از تکنولوژی های همسان است. دستگاه های این تکنولوژی میتوانند بدون شارژر با استفاده از سلول های اولیه تا سال ها کار کنند. همچنین ZIGBEE به شبکه ها اجازه میدهد تا تعداد نامحدودی از دستگاه ها را کنترل کنند. این ویژگی برای شبکه های کنترل حیاتی است.
یک سیستم ارتباط بی سیم دارای اجزای زیر است:
- فرستنده
- گیرنده
- آنتن ها
- راه ارتباط میان فرستنده و گیرنده
به طور خلاصه فرستنده یک سیگنال با داده های کدگذاری شده را به صورت امواج رادیویی به آنتن منتقل میکند. آنتن سیگنال را در محیط پخش میکند و آنتن های گیرنده این امواج را دریافت میکنند و داده های رمزگذاری شده توسط فرستنده را رمزگشایی میکنند.
منبع : مجله اینترنتی همسنجی