ZigBee
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ZigBee è il nome di una specifica per un insieme di protocolli di comunicazione ad alto livello che utilizzano piccole radio digitali a bassa potenza e basato sullo standard IEEE 802.15.4 per wireless personal area networks (WPANs). La relazione esistente fra ZigBee e IEEE 802.15.4-2003 è simile a quella esistente tra IEEE 802.11 e la Wi-Fi Alliance. La specifica ZigBee 1.0 è stata approvata il 14 dicembre 2004 ed è disponibile ai membri della ZigBee Alliance. Un tesseramente di livello base alla ZigBee Alliance costa US$ 3500 e garantisce l'accesso alle specifiche. Per scopi non commerciali, la specifica ZigBee è disponibile all'indirizzo ZigBee Alliance homepage.
Indice |
[modifica] Introduzione
ZigBee opera nelle frequenze radio assegnate per scopi industriali, scientifici e medici (ISM); 868 MHz in Europa, 915 MHz negli Stati Uniti e 2,4 GHz nella maggior parte del resto del mondo. Questa tecnologia ha lo scopo di essere più semplice e più economica di altre WPAN come, ad esempio, Bluetooth. Il nodo ZigBee del tipo più complesso si dice che richieda solamente il 10% del codice necessario per un tipico nodo Bluetooth o Wi-Fi, mentre il più semplice dovrebbe richiedere intorno al 2%. Tuttavia, attualmente le dimensioni reali sono più alte e si aggirano intorno al 50% del codice necessario per Bluetooth. I produttori di chip ZigBee prevedono dispositivi da 128 kB.
ZigBee Alliance ha cominciato a lavorare sulla versione 1.1. che mira ad avvantaggiarsi dei miglioramenti della specifica 802.15.4b, la cui più evidente miglioria è CCM*, introdotto in alternativa al CCM mode (CTR + CBC-MAC). Il CCM* gode delle stesse carateristiche di sicurezza di CCM, fornendo però maggiore flessibilità nella scelta dei metodi di autenticazione e criptazione.
[modifica] Usi
I protocolli ZigBee sono progettati per l'uso in applicazioni embedded che richiedano un basso transfer rate e bassi consumi. L'obiettivo attuale di ZigBee è di definire una rete Mesh non mirata, economica e autogestita che possa essere utilizzata per scopi quali il controllo industriale, le reti di sensori, domotica, ecc. La rete risultante avrà un consumo energetico talmente basso da poter funzionare per uno o due anni sfruttanto la batteria incorporata nei singoli nodi.
[modifica] Tipi di dispositivo
Ci sono tre differenti tipi di dispositivo ZigBee:
- ZigBee Coordinator(ZC): è il dispositivo più "intelligente" tra quelli disponibili, costituisce la radice di una rete ZigBee e può operare da ponte tra più reti. Ci può essere un solo Coordinator in ogni rete. Esso è inoltre in grado di memorizzare informazioni riguardo alla sua rete e può agire come deposito per le chiavi di sicurezza.
- ZigBee Router (ZR): questi dispositivi agiscono come router intermedi passando i dati da e verso altri dispositivi.
- ZigBee End Device (ZED): includono solo le funzionalità minime per dialogare con il suo nodo parente (Coordinator o Router). È il dispositivo che richiede il minor quantitativo di memoria e quindi risulta spesso più economico rispetto ai ZR o ai ZC.
[modifica] Protocolli
I protocolli si basano su di una recente ricerca nel campo degli algoritmi (Ad-hoc On-demand Distance Vector) che puntano a costruire delle reti ad-hoc di nodi a bassa velocità. Nella reti più grandi la rete reale sara formata da cluster di cluster, ma si potranno anche formare reti Mesh o cluster singoli. I profili correnti derivati dai protocolli ZigBee supportano reti beacon enabled che reti non-beacon enabled.
Nelle reti non-beacon enabled (quelle il cui beacon order è 15), viene utilizzato un meccanismo di accesso al canale di tipo CSMA/CA. In questo tipo di reti i ZigBee Router solitamente hanno i loro ricevitori conituamente attivi, richiedendo una più consistente fornitura di energia. Questo permette delle reti miste dove alcuni dispositivi sono costantemente pronti a ricevere, mentre altri si limitano a trasmettere in presenza di uno stimolo esterno. L'esempio tipico di una rete di questo tipo è dato dagli interruttori wireless: il nodo ZigBee nella lampada può essere costantemente in ricezione, avendo la possibilità della connessione diretta alla rete elettrica, mentre l'interruttore (al pari di un telecomando) alimentato a batteria può rimanere inattivo fino all necessità di mandare un segnale. A quel punto si attiva, invia il comando, riceve un segnale di acknowledge, e ritorna inattivo. In questo esempio la lampada sarà un ZR, se non un ZC, mentre l'interruttore sarà uno ZED.
