Was ist ZigBee Green Power?

Green Power ist eine stromsparende Lösung der ZigBee Alliance. Die Spezifikation ist in der ZigBee3.0-Standardspezifikation enthalten und eignet sich ideal für Geräte, die batterielos oder mit sehr geringem Stromverbrauch arbeiten.

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

• Ökostromgerät (GPD)
• Ein Z3-Proxy oder GreenPower-Proxy (GPP)
• Ein grüner Energiespeicher (GPS)

Was sind sie? Siehe Folgendes:

• GPD: Geräte mit geringem Stromverbrauch, 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, 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, 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 enthält die Green Power-Nutzlast eine geringere Datenmenge und transportiert hauptsächlich Informationen wie Schalter oder Alarme.

Abbildung 1 Standard-ZigBee-Frames

Abbildung 2, Green Power Frames

Ökostrom-Interaktionsprinzip

Bevor GPS und GPD in einem ZigBee-Netzwerk verwendet werden können, müssen GPS (Empfänger) und GPD gekoppelt werden. Außerdem muss ein GPS (Empfänger) im Netzwerk darüber informiert werden, welche Green Power-Datenrahmen vom GPD empfangen werden. Jedes GPD kann mit einem oder mehreren GPS-Geräten und jedes GPS mit einem oder mehreren GPD-Geräten gekoppelt werden. Nach Abschluss der Kopplungsprüfung speichert GPP (Proxy) die Kopplungsinformationen in seiner Proxy-Tabelle und GPS die Kopplung 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 den GPP an, diese weiterzuleiten, wenn ein GPD beitritt.

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

GPP speichert GPD- und GPS-Kopplungsinformationen in seiner Proxy-Tabelle

Wenn das GPP Daten vom GPD empfängt, sendet das GPP dieselben Daten an das GPS, sodass 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. Dies vereinfacht den Schalterbetrieb erheblich und macht ihn flexibler. Auf kinetischer Energie basierende Schaltersensoren lassen sich in viele Produkte integrieren, z. B. in Lichtschalter, Türen, Fenster, Türgriffe, Schubladen und mehr.

Sie werden durch die alltäglichen Handbewegungen des Benutzers angetrieben, beispielsweise durch das Drücken von Knöpfen, das Öffnen von Türen und Fenstern oder das Drehen von Griffen, und bleiben während der gesamten Produktlebensdauer wirksam. Diese Sensoren können automatisch Licht steuern, die Luft ablassen oder vor unerwarteten Situationen warnen, beispielsweise vor Eindringlingen oder sich unerwartet öffnenden Fenstergriffen. Die Anwendungsmöglichkeiten für benutzergesteuerte Mechanismen sind vielfältig.

2. Industrielle Verbindungen

In industriellen Anwendungen mit stark beanspruchten Fertigungsstraßen erschweren ständige Vibrationen und der damit verbundene Betrieb die Verkabelung. Daher ist es wichtig, Funktaster an für Maschinenbediener bequem erreichbaren Stellen installieren zu können, insbesondere aus Sicherheitsgründen. Ein elektrischer Schalter, der überall platziert werden kann und weder Kabel noch Batterien benötigt, ist ideal.

3. Intelligenter Leistungsschalter

Die optischen Spezifikationen von Leistungsschaltern unterliegen vielen Einschränkungen. Intelligente Leistungsschalter mit Wechselstrom sind aufgrund des begrenzten Platzes 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 anormale Zustände, die zu Geräteausfällen führen können.

4. Betreutes unabhängiges Wohnen

Ein großer Vorteil von Smart Homes ist insbesondere für ältere Menschen, die im Alltag auf vielfältige Pflege angewiesen sind. Diese Geräte, insbesondere spezielle Sensoren, bieten älteren Menschen und ihren Pflegekräften viel Komfort. Die Sensoren können auf der Matratze, auf dem Boden oder direkt am Körper platziert werden. Dank ihnen können Menschen fünf bis zehn Jahre länger in ihren eigenen vier Wänden leben.

Die Daten werden mit der Cloud verbunden und analysiert, um das Pflegepersonal bei Auftreten bestimmter Muster und Bedingungen zu benachrichtigen. Absolute Zuverlässigkeit und der Verzicht auf Batteriewechsel zeichnen diese Anwendung aus.