Che cos'è ZigBee Green Power?

Green Power è una soluzione a basso consumo energetico sviluppata dalla ZigBee Alliance. La specifica è inclusa nello standard ZigBee 3.0 ed è ideale per dispositivi che richiedono un funzionamento senza batteria o con un consumo energetico molto basso.

Una rete GreenPower di base è composta dai seguenti tre tipi di dispositivi:

• Dispositivo di energia verde (GPD)
• Un proxy Z3 o un proxy GreenPower (GPP)
• Un sifone di energia verde (GPS)

Cosa sono? Vedi di seguito:

• GPD: dispositivi a basso consumo energetico che raccolgono informazioni (ad esempio interruttori della luce) e inviano frame di dati GreenPower;
• GPP: un dispositivo proxy GreenPower che supporta sia le funzioni di rete standard ZigBee3.0 sia i frame di dati GreenPower per inoltrare i dati GreenPower dai dispositivi GPP ai dispositivi di destinazione, come ad esempio i dispositivi di routing nelle reti ZigBee3.0;
• GPS: Un ricevitore Green Power (come una lampada) in grado di ricevere, elaborare e trasmettere tutti i dati Green Power, nonché di supportare le funzionalità di rete standard zigBee.

I frame di dati Green Power, più corti dei normali frame di dati ZigBee Pro, consentono alle reti ZigBee 3.0 di trasmettere i frame di dati Green Power in modalità wireless per una durata inferiore e quindi di consumare meno energia.

La figura seguente mostra il confronto tra frame ZigBee standard e frame Green Power. Nelle applicazioni reali, il payload Green Power contiene una quantità di dati inferiore, principalmente informazioni relative a interruttori o allarmi.

Figura 1 Frame ZigBee standard

Figura 2, Green Power Frames

Principio di interazione dell'energia verde

Prima di poter utilizzare GPS e GPD in una rete ZigBee, il GPS (dispositivo ricevente) e il GPD devono essere accoppiati e un GPS (dispositivo ricevente) nella rete deve essere informato su quali frame di dati Green Power saranno ricevuti dal GPD. Ogni GPD può essere accoppiato a uno o più GPS e ogni GPS può essere accoppiato a uno o più GPD. Una volta completato il debug dell'accoppiamento, il GPP (proxy) memorizza le informazioni di accoppiamento nella sua tabella proxy e il GPS memorizza l'accoppiamento nella sua tabella di ricezione.

I dispositivi GPS e GPP si connettono alla stessa rete ZigBee

Il dispositivo GPS invia un messaggio ZCL per ascoltare la connessione del dispositivo GPD e dice al GPP di inoltrarlo se un qualsiasi GPD si connette

Il GPD invia un messaggio di messa in servizio congiunto, che viene captato dal listener GPP e anche dal dispositivo GPS.

GPP memorizza le informazioni di abbinamento GPD e GPS nella sua tabella proxy

Quando il GPP riceve dati dal GPD, il GPP invia gli stessi dati al GPS in modo che il GPD possa inoltrare i dati al GPS tramite il GPP.

Applicazioni tipiche dell'energia verde

1. Usa la tua energia

L'interruttore può essere utilizzato come sensore per segnalare quale pulsante è stato premuto, semplificando notevolmente il funzionamento e rendendolo più versatile. I sensori a interruttore basati sull'energia cinetica possono essere integrati in numerosi prodotti, come interruttori della luce, porte e finestre, maniglie, cassetti e altro ancora.

Questi dispositivi sono azionati dai movimenti quotidiani della mano dell'utente, come premere pulsanti, aprire porte e finestre o ruotare maniglie, e rimangono efficienti per tutta la durata del prodotto. Questi sensori possono controllare automaticamente le luci, aspirare aria o segnalare situazioni impreviste, come intrusioni o aperture improvvise delle maniglie delle finestre. Le applicazioni per meccanismi azionati dall'utente sono infinite.

2. Collegamenti industriali

Nelle applicazioni industriali, dove le linee di assemblaggio sono intensamente utilizzate, le continue vibrazioni e il funzionamento rendono il cablaggio difficile e costoso. È importante poter installare pulsanti wireless in posizioni comode per gli operatori, soprattutto in un'ottica di sicurezza. Un interruttore elettrico, che può essere posizionato ovunque e non richiede cavi o batterie, rappresenta la soluzione ideale.

3. Interruttore automatico intelligente

Le specifiche estetiche degli interruttori automatici presentano numerose limitazioni. Gli interruttori automatici intelligenti che utilizzano la corrente alternata spesso non sono realizzabili a causa dello spazio limitato. Gli interruttori automatici intelligenti che catturano energia dalla corrente che li attraversa possono essere isolati dalla funzione di interruttore, riducendo l'ingombro e i costi di produzione. Gli interruttori automatici intelligenti monitorano il consumo energetico e rilevano condizioni anomale che potrebbero causare guasti alle apparecchiature.

4. Vita indipendente assistita

Un grande vantaggio delle case intelligenti, soprattutto per le persone anziane che necessitano di molteplici forme di assistenza nella vita quotidiana, risiede nei dispositivi, in particolare nei sensori specializzati, che possono offrire grande comodità sia agli anziani che a chi se ne prende cura. I sensori possono essere posizionati sul materasso, sul pavimento o indossati direttamente sul corpo. Grazie a questi dispositivi, le persone possono rimanere nella propria casa per 5-10 anni in più.

I dati vengono collegati al cloud e analizzati per avvisare gli operatori sanitari quando si verificano determinati schemi e condizioni. Affidabilità assoluta e assenza di necessità di sostituire le batterie sono caratteristiche distintive di questo tipo di applicazione.