Was ist ZigBee Green Power?

Green Power ist eine Lösung mit geringerem Stromverbrauch der ZigBee Alliance. Die Spezifikation ist in der ZigBee3.0-Standardspezifikation enthalten und eignet sich ideal für Geräte, die batterielos sind oder einen sehr geringen Stromverbrauch erfordern.

Ein grundlegendes GreenPower-Netzwerk besteht aus den folgenden drei Gerätetypen:

• Ökostromgerät (GPD)
• Ein Z3-Proxy oder GreenPower-Proxy (GPP)
• Eine grüne Stromquelle (GPS)

Was sind sie? Siehe Folgendes:

• GPD: Low-Power-Geräte, die Informationen sammeln (z. B. Lichtschalter) und GreenPower-Datenrahmen senden;
• GPP: Ein GreenPower-Proxy-Gerät, das sowohl ZigBee3.0-Standardnetzwerkfunktionen als auch GreenPower-Datenrahmen unterstützt, um GreenPower-Daten von GPD-Geräten an Zielgeräte weiterzuleiten, wie z. B. Routing-Geräte in ZigBee3.0-Netzwerken;
• GPS: Ein Green-Power-Empfänger (z. B. eine Lampe), der alle Green-Power-Daten empfangen, verarbeiten und übertragen kann und über Netzwerkfunktionen nach ZigBee-Standard verfügt.

Green Power-Datenrahmen sind kürzer als die üblichen ZigBee Pro-Datenrahmen. ZigBee3.0-Netzwerke ermöglichen die drahtlose Übertragung von Green Power-Datenrahmen für eine kürzere Dauer und verbrauchen daher weniger Energie.

Die folgende Abbildung zeigt den Vergleich zwischen Standard-ZigBee-Frames und Green Power-Frames. In tatsächlichen Anwendungen verfügt die Green Power Payload über eine geringere Datenmenge, die hauptsächlich Informationen wie Schalter oder Alarme enthält.

Abbildung 1 Standard-ZigBee-Frames

Abbildung 2: Green Power-Rahmen

Prinzip der Ökostrom-Interaktion

Bevor GPS und GPD in einem ZigBee-Netzwerk verwendet werden können, müssen GPS (Empfangsgerät) und GPD gekoppelt werden und einem GPS (Empfangsgerät) im Netzwerk muss mitgeteilt werden, welche Green Power-Datenrahmen vom GPD empfangen werden. Jedes GPD kann mit einem oder mehreren GPS-Geräten gekoppelt werden, und jedes GPS kann mit einem oder mehreren GPD-Geräten gekoppelt werden. Sobald das Pairing-Debugging abgeschlossen ist, speichert GPP (Proxy) die Pairing-Informationen in seiner Proxy-Tabelle und GPS speichert die Pairing-Informationen in seiner Empfangstabelle.

GPS- und GPP-Geräte verbinden sich mit demselben ZigBee-Netzwerk

Das GPS-Gerät sendet eine ZCL-Nachricht, um auf den Beitritt des GPD-Geräts zu warten, und weist das GPP an, diese weiterzuleiten, wenn ein GPD-Gerät beitritt

Der GPD sendet eine Join-Commissioning-Nachricht, die vom GPP-Listener und auch vom GPS-Gerät erfasst wird

GPP speichert GPD- und GPS-Pairing-Informationen in seiner Proxy-Tabelle

Wenn das GPP Daten vom GPD empfängt, sendet das GPP dieselben Daten an das GPS, damit das GPD die Daten über das GPP an das GPS weiterleiten kann

Typische Anwendungen von Ökostrom

1. Nutzen Sie Ihre eigene Energie

Der Schalter kann als Sensor verwendet werden, um zu melden, welche Taste gedrückt wurde, was den Schalter erheblich vereinfacht und seine Verwendung flexibler macht. Auf kinetischer Energie basierende Schaltersensoren können in viele Produkte integriert werden, beispielsweise in Lichtschalter, Türen und Fenster sowie Türgriffe, Schubladen und mehr.

Sie werden durch die täglichen Handbewegungen des Benutzers angetrieben, indem er Knöpfe drückt, Türen und Fenster öffnet oder Griffe dreht, und bleiben während der gesamten Lebensdauer des Produkts wirksam. Diese Sensoren können Licht und Abluft automatisch steuern oder vor unerwarteten Situationen warnen, etwa vor Eindringlingen oder sich unerwartet öffnenden Fenstergriffen. Solche Anwendungen für benutzerbetätigte Mechanismen sind endlos.

2. Industrielle Verbindungen

In industriellen Anwendungen, in denen Maschinenmontagelinien stark beansprucht werden, machen ständige Vibrationen und der Betrieb die Verkabelung schwierig und teuer. Insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit ist es wichtig, Funktaster an für Maschinenbediener bequemen Orten installieren zu können. Ideal ist ein elektrischer Schalter, der überall platziert werden kann und weder Kabel noch Batterien benötigt.

3. Intelligenter Leistungsschalter

Es gibt viele Einschränkungen bei den Spezifikationen für das Erscheinungsbild von Leistungsschaltern. Intelligente Leistungsschalter mit Wechselstrom sind aus Platzgründen oft nicht realisierbar. Intelligente Leistungsschalter, die Energie aus dem durch sie fließenden Strom gewinnen, können von der Leistungsschalterfunktion isoliert werden, was den Platzbedarf reduziert und die Herstellungskosten senkt. Intelligente Leistungsschalter überwachen den Energieverbrauch und erkennen ungewöhnliche Bedingungen, die zu Geräteausfällen führen können.

4. Unterstütztes unabhängiges Leben

Ein großer Vorteil von Smart Homes, insbesondere für ältere Menschen, die im Alltag mehrere Pflegequellen benötigen. Diese Geräte, insbesondere spezielle Sensoren, können älteren Menschen und ihren Betreuern viel Komfort bieten. Die Sensoren können auf einer Matratze, auf dem Boden platziert oder direkt am Körper getragen werden. Mit ihnen können Menschen 5–10 Jahre länger in ihren Häusern bleiben.

Die Daten werden mit der Cloud verbunden und analysiert, um Pflegekräfte zu warnen, wenn bestimmte Muster und Zustände auftreten. Absolute Zuverlässigkeit und kein Austausch der Batterien sind Einsatzgebiete dieser Art.