האלחוט משתלט על ביתנו ה"חכם"
מאת:
צבי שחם, 13.7.15, 13:00
טכנולוגיות אלחוטיות משתלטות עלינו ועל ביתנו. על ZigBee ו-Z-Wave ומה שביניהן.
מישהו עדיין זוכר איך פעם החלפנו ערוצים במקלט הטלוויזיה הישן? בכל החלפת ערוץ היינו ניגשים אליו פיזית, ולוחצים על הכפתור המתאים עד שהערוץ הוחלף.
התסריט הזה מזמן חלף מן העולם. כיום אנו יושבים בנחת על הכורסה, והכול מתנהל בעזרת שלט-רחוק אלחוטי: טלוויזיה, ממיר,
DVD, רדיו, מזגן האוויר, טלפון אלחוטי ועוד.
בהרבה בתים ומקומות ציבוריים יש רשתות אלחוט
WiFi, ברכב יש לנו תקשורת בלוטות' וכמובן שאי אפשר בלי המכשיר, שהפך חלק מאיתנו – הסמארטפון. לאחרונה הצטרפו למשפחה האלחוטית גם שעונים, משקפיים, רמקולים, משטחי טעינה ומי יודע מה עוד.
רשתות אלחוטיות מסווגות בדרך-כלל לפי טווח הפעולה שלהן, ומקובל להגדיר 4 קטגוריות (מהקצר לארוך):
WPAN – עד 10 מטר,
WLAN – עד 100 מטר,
WMAN – עד 10 ק"מ,
AWAN – טווחים ארוכים (ראה איור 1).
כידוע לכולם, אחד הנושאים המדוברים מאד לאחרונה (וגם באתר זה) הוא האינטרנט של הדברים
- Internet of Things - IoT, שמטרתו לחבר חפצים שונים בבית לרשת האינטרנט. ע"י כך, יתאפשרו שירותים מתקדמים שונים, כגון: ניטור, הפעלת ציוד מרחוק, בקרת אנרגיה (חימום וקירור), בקרת תאורה, בקרת גישה, אבטחה, התראה, חיישני עשן, לחצני מצוקה ועוד כיד הדמיון שלנו.
עפ"י נתוני חברת המחקר גרטנר,
יגיע בסוף
2020 מספר ההתקנים המחוברים בעולם לכ-
26 מיליארד. חיבור ההתקנים לאינטרנט מתוכנן להיות זול, אמין, ומבוסס על רשתות אלחוטיות מסוג
WPAN. כל החיבורים והשירותים האלה יהפכו את ביתנו ל"חכם" (האם גם אנחנו נהיה חכמים יותר? נקודה למחשבה...).
שתי הטכנולוגיות שאמורות לבצע את העבודה תהיינה כנראה
ZigBee ו-
Z-Wave. שתיהן טכנולוגיות אלחוטיות הפועלות בשיטת
Mesh (רשת), שבה האות יכול לעבור במסלולים שונים לשיפור האמינות. כל צומת יכולה להיות מקור אות או משחזר (רפיטר). כך, שמידע מסנסור מסוים יוכל לעבור דרך כמה צמתים עד ליעד.
איור 2 מדגים את פעולת רשת
Mesh. תרשים א' מתאר את רשת הסנסורים המקושרים ביניהם באלחוט. תרשים ב' מתאר מסלול מסוים, שבו מופעלת מנורה ע"י בקר/מפסק כלשהו. אם קטע מהמסלול נפגע (ג'), חל תהליך התאוששות, שבו נוצר מסלול חדש (ד') .
מה ההבדל בין שתי השיטות?
מערכת
ZigBee תואמת לתקן
IEEE 802.15.4 ופועלת בתדר 2.4 גיגה-הרץ (בארה"ב מותר גם שימוש בתדר 915 מה"צ). זהו תדר המשמש מערכות
,WiFi בלוטות' וגם תנורי מיקרוגל ולכן קיימת אפשרות להפרעות הדדיות. התקן פותח ע"י
Zigbee Alliance (
כאן), שהתארגנה ב-1990, אושר ופורסם ע"י
IEEE וקיימים מספר יצרני רכיבים. הקבוצה כוללת כ-400 חברות, ביניהן פריסקייל הישראלית. קצב העברת המידע ברשת יכול להגיע עד
250 kbps, כמות האלמנטים - עד 65,000 והטווח ביניהם - אופייני 10 מטרים, קיצוני 100 מטרים.
מהיכן הגיע השם המוזר? כנראה מזכיר את ריקוד הדבורה -
.Zig Zag like a Bee
מערכת
Z-Wave פועלת בתאימות לתקן
ITU-T G.9959 בתדרים בתחום 900 מה"צ ומאפשרת זרימת מידע בקצבים עד
100 kbps. בתחום הזה פועלים אמנם כמה סוגים של טלפונים אלחוטיים, אבל
אין התנגשות עם רשתות צפופות של
WiFi או בלוטות'. השיטה פותחה ע"י חברת הזנק דנית בשם
Zen-Sys, שנרכשה ב-2008 ע"י חברת
Sigma Designs והיא מייצרת כיום בלעדית את הטרנסיברים של המערכת. רשת יכולה להכיל עד 232 אלמנטים כאשר המרחק בין כל זוג יכול להגיע עד כ-30 מטר בקו-ראיה, דבר שמספיק בהחלט לבית טיפוסי.
קבוצת חברות הנקראות
Z-Wave Alliance (כאן) התארגנה במטרה לייצר מוצרים תואמים. הקבוצה כוללת למעלה מ-300 חברות ולדבריהן קיימים למעלה מ-1300 מוצרים תואמים בשוק.
השירות החדש של בזק, שנקרא
Bhome, מבוסס על טכנולוגיה זו כפי שדווח -
כאן.
הבית החכם יורד לעם.
צבי שחם,
M.Sc.
zvi.shacham@gmail.com
www.zvish.com
