Che cos'è ZigBee Green Power?

Green Power è una soluzione a basso consumo energetico della ZigBee Alliance. Le specifiche sono contenute nello standard ZigBee3.0 ed è ideale per dispositivi che richiedono un consumo energetico ridotto o senza batteria.

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 pozzo di energia verde (GPS)

Cosa sono? Vedi quanto segue:

• GPD: dispositivi a basso consumo 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 GPD ai dispositivi di destinazione, come i dispositivi di routing nelle reti ZigBee3.0;
• GPS: un ricevitore Green Power (ad esempio una lampada) in grado di ricevere, elaborare e trasmettere tutti i dati Green Power, nonché funzionalità di rete standard ZigBee.

Frame di dati Green Power, più brevi dei normali frame di dati ZigBee Pro, le reti ZigBee3.0 consentono la trasmissione wireless di frame di dati Green Power per una durata inferiore e quindi consumano 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, trasportando principalmente informazioni come interruttori o allarmi.

Figura 1 Frame ZigBee standard

Figura 2, Green Power Frames

Principio di interazione dell'energia verde

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

I dispositivi GPS e GPP si uniscono alla stessa rete ZigBee

Il dispositivo GPS invia un messaggio ZCL per ascoltare l'adesione del dispositivo GPD e comunica al GPP di inoltrarlo se un GPD si unisce

Il GPD invia un messaggio di messa in servizio di join, che viene catturato dall'ascoltatore GPP e anche dal dispositivo GPS

GPP memorizza le informazioni di associazione 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 l'utilizzo e rendendolo più flessibile. I sensori basati sull'energia cinetica possono essere integrati in molti prodotti, come interruttori di illuminazione, porte e finestre, maniglie di porte, cassetti e altro ancora.

Si attivano tramite i movimenti quotidiani dell'utente, come la pressione di pulsanti, l'apertura di porte e finestre o la rotazione di maniglie, e rimangono efficaci per tutta la vita utile del prodotto. Questi sensori possono controllare automaticamente luci, aspirare l'aria o segnalare situazioni impreviste, come intrusioni o aperture inaspettate delle maniglie delle finestre. Le applicazioni di questi meccanismi azionati dall'utente sono infinite.

2. Collegamenti industriali

Nelle applicazioni industriali in cui le linee di assemblaggio delle macchine sono ampiamente utilizzate, le vibrazioni e il funzionamento continuo rendono il cablaggio difficile e costoso. È importante poter installare i pulsanti wireless in posizioni comode per gli operatori delle macchine, soprattutto per quanto riguarda la sicurezza. Un interruttore elettrico, che può essere posizionato ovunque e non richiede cavi né batterie, è la soluzione ideale.

3. Interruttore automatico intelligente

Esistono numerose limitazioni nelle specifiche estetiche degli interruttori automatici. Gli interruttori automatici intelligenti che utilizzano la corrente alternata spesso non sono realizzabili a causa dello spazio limitato. Gli interruttori automatici intelligenti che catturano l'energia dalla corrente che li attraversa possono essere isolati dalla funzione di interruttore automatico, 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 più fonti di assistenza nella loro vita quotidiana, è che questi dispositivi, in particolare i sensori specializzati, possono offrire grande comodità agli anziani e ai loro caregiver. I sensori possono essere posizionati su un materasso, sul pavimento o indossati direttamente sul corpo. Grazie a questi dispositivi, le persone possono rimanere nelle loro case per 5-10 anni in più.

I dati vengono collegati al cloud e analizzati per avvisare gli operatori sanitari al verificarsi di determinati schemi e condizioni. L'assoluta affidabilità e l'assenza di necessità di sostituire le batterie sono tra i vantaggi di questo tipo di applicazione.