Сети. Крометого, былирассмотренывопросытрудаипромышленнойэкологии

28 

ZigBee  аяққы  құрылғыларына  периодты  түрде  802.15.4  стандартының 

шектеулі  кезекші  цикл  функциясын  қолдана,  аз  тұтынатын  тыныштық  күйге 

кіруге рұқсат етілсе, онда ZigBee роутері толығымен актив күйде болуы тиіс. 

Кейбір  кезекші  циклге  арналған  шектеулі  қорлар,  түйіндер  арасында  дөрекі 

қосылуға 

тырысатын 

802.15.4 

стандартының 

«маяк» 

механизмін 

қолдана,роутерлерге  де  жасалған.  Бірақ  тыныштық/қосылу  циклы  нақты 

қосылу  орната  алмайтындай  әлсіз  ZigBee  аппараттыққұралдармен  шектеулі. 

«Маяк» механизмі де негізі ZigBee аяққы құрылғыларынан ұзақ ояну (қосылу) 

уақытын талап етеді (2.3 сурет) [12].  

 

 

 

2.3 сурет– ZigBee-желінің топологиялық ұяшығы 

 

Бұл  деректер  жинау  мен  басқару    жүйесіне  арналған  сымсыз 

байланыстың ашық стандарты. ZigBee технологиясы өзін-өзі ұйымдастырушы 

және  өзін-өзі  қалпына  келтіруші,  хабарларды  автоматты  түрде  қалпына 

келтіре  алатын,  мобильді  және  батареялы  түйіні  бар  сымсыз  желі  құруға 

мүмкіндік береді. 

Қазіргі  кезде  ZigBee  технологиясы  тәжірибеде  сымсыз  байланыс 

датчиктері, ғимараттарды автоматтандыру жүйелері, санауыш көрсеткіштерін 

автоматты  санау  құрылғысы,  күзет  жүйесі,  өнеркәсіпті  басқару  жүйелерін 

құруда кең қолданыла бастады. 

ZigBee  желісі  тиісті  төмен  жылдамдықта  хабар  тарату  кезінде, 

дестелердің  жеткізілу  кепілдігі  мен  жіберілген  ақпарат  қауіпсіздігін 

қамтамасыз етеді. 

29 

ZigBee стандарты 868 МГц, 915 МГц және 2,4 ГГц диапазондарындағы 

жиілік  арнасын  қамтиды.  Ең  жоғары  дерек  беру  жылдамдығы  мен  ең  жақсы 

бөгеуілге  тұрақтылық  2,4  ГГц  диапазонында  орнайды. Сол  себепті  де 

көптеген микросұлба өндірушілері қабылдап-таратқыштарды, дәл осы қадамы 

5 МГц болатын 16 жиілікті арна қаралған диапазонға шығарады. 

Эфирде деректерді беру жылдамдығы қызметтік ақпаратты қоса алғанда 

250  кбит/с  құрайды.  Бұнымен  қоса  пайдалы  ақпаратқа  арналған  түйіннің 

орташа  өткізу  жылдамдығы,  желі  жүктемесіне  және  қалпына  келтіру  санына 

байланысты 5 ... 40 кбит/с шекте жатады. 

Түйіндер  арасындағы  арақашықтық  ғимарат  ішіндегі  жұмыс 

жағдайында  ондаған  метр  және  ашық  кеңістікте  жүздеген  метрді  құрайды. 

Қайта қалпына келтіру арқасында желінің қамту аумағы айтарлықтай артады. 

Маршруттауыш  желіні  сканерлеп,  қосулы  арнаны  тауып  құрамына 

енуге тырысады, егер қосулы арна не болмаса активті желіге бірігу орнамаса, 

координаттауыш тұрғысынан өзі дербес желі құрады. 

Егер бірігу  орнаса,  құрулы  тұрған  желі  ережесі бойынша, тұйықтаушы 

локалды желі координаторы маршруттауыш дәрежесіне ауысып, локалды желі 

жайлы  барлық  ақпаратты  құрулы  тұрған  желі  координаттаушысына  береді. 

Сигналды  байланысорнату  дестесі  координаттауыштан  жаңақұрылған 

маршруттауыш  кезекті  сигнал  дестесін  алу  үшін  тыныштық  күйден  активті 

күйге  өтудің  уақыттық  параметрлері  жайлы  керекті  ақпаратты  алады  (2.4 

сурет). 

 

 

 

2.4сурет – Желінің кеңейтілуі 

30 

Маяк  интервалы  әртүрлі  ерекшеленеді  15.36  мс  -тен  15.36  мс  *  214  = 

251.65824  с  -ке  дейін  250  kbit/s  жылдамдық  үшін,  24  мс  -тен  24  мс  *  214  = 

393.216 с -кедейін 40 kbit/s үшін және 48 мс -тен 48 мс * 214 = 786.432 с -ке 

дейін  20  kbit/s  жылдамдық  үшін.  Бірақ  процесстің  (сигналдың) 

бұрмалануының төмендігі, яғни маяктың ұзын интервалымен бірге алғандағы, 

уакыттың дәл жіктелуін талап етеді. Ол дегеніміз өнімнің арзан болу талабына 

қарсы келеді. 

Анналық  түйін  ретінде  координатор  қолданылатын  желіні  кеңейтудің 

көптеген  әдісітері  бар.  ZigBee  маршрутизаторлардың  бұл  жалғану 

алгоритмдері XML хаттамаларымен іске асырылады. 

Маяктары өшірулі  желілерде  (маяк  тізімі  15 құрайтын) арнаға қатынау 

механизмі  қолданылады.  Желінің  бұл  түрінде  ZigBee  маршрутизаторлары 

әдетте өз қабылдауыштарын ұзақ уақыт қосулы ұстайды. Ол үшін аса қуатты 

энергоқолдау қажет. 

Төмендегі  суреттерде  берілген  желі  топологиясы  мен  топологиялық 

түйіндердің түрлі қосылу жолдары жеке келтірілген  (2.5 сурет, 2.6 сурет, 2.7 

сурет,2.8 сурет). 

 

 

 

Қара жолдар (сызықтар) – пайдалы қосылу; жасыл жолдар (сызықтар) – 

пайдасыз қосылу 

 

2.5 сурет– ZigBee желілік топологиясы 

31 

 

 

2.6 сурет – ZigBee- координаторға жаңа желілік түйіндерді қосу 

 

 

 

2.7 сурет– ZigBee- маршрутизаторғажаңа желілік түйіндерді қосу 

 

 

 

2.8 сурет–Бөлінген желі топологиясы 

 

 

32 

Бірақ  бұл  сыртқы  сигналдар  анықталып  жатқан  уақытта,  кей 

құрылғылар  ұзақ  қабылдау  үстінде,  ал  кейбірі  енді  жібере  бастағанәртекті 

желілерге  мүмкіндік  береді.  Мұндай  әртекті  желіге  мысал  сымсыз  шамық 

сөндіргіш. Шамдағы ZigBee түйіні ортақ қорек көзіне қосылған сәттен бастап 

әрдайым  қабылдай  алады.  Ал  шамды  батареямен  жалғаушы  кілт,  сөндіргіш 

ошулі тұрғанды тыныш күйде қалады. Сосын кілт активті күйге ауысады да, 

мақұлдауды  күте  шамға  команда  жібереді,  кейін  тыныштық  күйге  қайтады. 

Мұндай  желілерде  шам  түйіні  кем  дегенде  координатор  болмаса  даZigBee 

маршрутизаторы  болуы  керек,  кілттің  түйіні  әдетте  ол  ZigBee  аяққы 

құрылғылары. 

Маякты  желілерде желінің  арнайы  түйіндері  ZigBee маршрутизаторлар 

периодты  түрде,  желінің  өзге  түйіндерінде  өз  орнын  көрсету  үшін  маяктар 

жебереді.  Түйіндер  маяктар  арасында  тыныштық  күйде  бола  алады, 

сәйкесінше олардың бұрмалануын төмендетіп, өмірін ұзартады (2.1 кесте). 

 

2.1 кесте – Сигналдың берілу параметрлері 

Беру жылдамдығы 

кбит/с 

BI сигналының маяк периоды. 

BI 

min

,MC 

BI 

max

=BI 

min

*2

14

, c 

250 

15.36 

251.65824 

40 

24 

393.216 

20 

48 

768.432 

 

Осы  текті  желілерде  (Beaconenabled  PAN)  жүйелі  элементтер  мен 

құрылғылар эфирді «тыңдайды» , эфирге «жауап береді», маяк сигналдарына 

«байланысты  береді».  Қалған  уақытта  құрылғылар  «ұйқыда».  Mesh 

топологиясысенсорлы  желілерде  асинхроннды  таратуға  (Not  Beacon-enabled 

PAN) мүмкіндік береді. 

ZigBee,802.15.4  стандартына  негізделген  басқа  сымсыз  сенсорлы 

түйіндер  тәрізді,  жалпы  өндірістік,  ғылыми  және  медициналық(industrial, 

scientific  and  medical,  ISM)  жиілік  жолағын  алды,  олар  тарату  үшін  басқа 

үлкен қуатты IEEE 802.11 мен Bluetooth хаттамаларды қолдана алады.Оындай 

трафиктің  барында,  802.15.4  стандартты    ортасына  қатынау  деңгейі, 

белгіленген  уақытта  критикалық  хабарламаларды  беруге  арналған  түйідерді 

потенциалды  түрде  арнаға  қатынауын  қауқарсыз  қалдырады.  Бұл  көпсәулелі 

шағылысу сәттерінде жағдайды қиындатады [13]. 

ZigBeeаз  көлемді  ақпараттардың  алмасуы  кезінде  сымсыз  желі 

тұрғызуға  арналған  ең  тиімді  әрі  жаңатехнология  болып  табылады.ZigBee 

хаттамасы  алғашқыда  желіге,  қосылатын  автономды  құрылғылар  санын 

көбірек  біріктіруге  арнала  жасалған.  Мысалға,  батареядан  қоректенетін 

датчиктер  мен  сөндіргіштер.ZigBee  стандарты  (6  947  Кб)  сигнал  таратудың 

физикалық ортасын (PHY деңгейі) және оған қатынау әдістерін (MAC деңгейі) 

сипаттайтын,  802.15.4  стандартына  (5 059  Кб)  сүйенеді.  Басқаша  айтқанда, 

802.15.4  стандарты  радиожелінің  келесі  параметрлерін  сипаттайды  –  жиілік 

диапазоны, модуляция түрі, дестелер құрылымы, басқару сомасының құрылу