LEDrex.hu Webáruház

A Mesh hálózat működése: ZigBee és Z-Wave protokoll – de milyen a Miboxer hálózata?

|
Kategória: Blog, különleges LED információk, vezérlők

A Mesh hálózat egy hálós hálózat, tehát egy olyan hálózati struktúra, amelyben az eszközök közvetlenül kapcsolódnak egymáshoz, így lehetővé téve az adatok több útvonalon történő továbbítását. Ez a hálózat típus kifejezetten hasznos az okosotthon-technológiákban, például a ZigBee és a Z-Wave protokollokban, mivel javítja a hálózat lefedettségét és megbízhatóságát.

.

(Recraft fantáziarajz)

A posztban az alábbi főbb kérdésekre keressük a választ:

 

A Mesh hálózat alapvető működése

A hagyományos (csillagtopológiás) hálózatokban minden eszköz közvetlenül a központi vezérlőhöz vagy routerhez csatlakozik. Ha egy eszköz túl messze van a központi vezérlőtől, vagy akadályok vannak az útjában, a jelátvitel nehézségekbe ütközhet.

Ezzel szemben a Mesh hálózatban:

  1. Több eszköz közvetlenül kapcsolódik egymáshoz, nem csak a központi vezérlőhöz.
  2. Az adatok több útvonalon is eljuthatnak a célállomásra, nem csak egyetlen közvetlen kapcsolaton keresztül.
  3. Az eszközök (amennyiben képesek rá) átjátszóként (repeater) működhetnek, továbbítva az adatokat más eszközök számára.

Hogyan működik egy ZigBee Mesh hálózat?

A ZigBee hálózatban három fő eszköztípus található:

  1. Koordinátor (Coordinator):
    A hálózat központi eleme, amely létrehozza a hálózatot és kezeli az eszközök csatlakozását.
  2. Routerek (Routers):
    Átjáró szerepet töltenek be, képesek továbbítani az adatokat más eszközök között. Azok az eszközök, amelyek állandó áramforrásról működnek (pl. okoskonnektorok, lámpák), gyakran routerként is működnek.
  3. Végpontok (End Devices):
    Ezek az eszközök nem képesek mások adatát továbbítani. Például akkumulátoros érzékelők vagy kapcsolók. Ezek csak a hálózathoz kapcsolódnak és kommunikálnak a koordinátorral vagy egy routerrel.

Nézzük meg részletesebben ezt a 3 fő eszköztípust:

1. Zigbee Koordinátor (Coordinator)

  • Funkciója:
    A koordinátor a hálózat központi eleme, amely létrehozza és menedzseli a hálózatot. Ez kezeli az eszközök csatlakozását, tárolja az eszközök közötti kapcsolatokat, valamint az olyan beállításokat, mint az automatizálások vagy működtetési utasítások.
  • Példa:
    • Zigbee Gateway vagy Zigbee Hub (pl. a Tuya Zigbee Gateway).
    • Ez a gateway kapcsolódik a wifin vagy Etherneten keresztül az otthoni hálózathoz és a felhőhöz (pl. Tuya apphoz).
    • Tárolja azokat az utasításokat, amelyek az eszközök működésére vonatkoznak.

2. Zigbee Router

  • Funkciója:
    A routerek jelismétlőként működnek, és továbbítják az adatokat a hálózat többi eszköze között. Javítják a hálózat hatótávolságát és lefedettségét azzal, hogy több útvonalat biztosítanak az adatok számára.
  • Példák:
    • Zigbee jelismétlő (dedikált repeater eszköz).
    • Áramforráshoz kötött végpontok, mint például:
      • Okoskonnektorok.
      • Okosizzók.
      • Kapcsoló relék (pl. Zigbee-s fali kapcsoló relé).

    Ezek az eszközök nemcsak a saját funkciójukat látják el, hanem segítenek az adatok továbbításában is, így támogatva a Mesh hálózat működését.

3. Zigbee Végpont (End Device)

  • Funkciója:
    A végpontok olyan eszközök, amelyek a hálózat részei, de nem továbbítanak adatokat más eszközöknek. Jellemzően alacsony energiafogyasztásúak és gyakran akkumulátorról működnek.
  • Példák:
    • Érzékelők (pl. mozgásérzékelő, hőmérséklet-érzékelő).
    • Akkumulátoros kapcsolók (pl. fali jelenetkapcsolók, amelyek nem csatlakoznak közvetlenül az elektromos hálózathoz).

Mesh hálózat előnyei

  1. Nagyobb lefedettség:
    Mivel az adatok több útvonalon is eljuthatnak a célhoz, a hálózat lefedettsége kiterjeszthető a routerek használatával.
  2. Megbízhatóság:
    Ha egy útvonal meghibásodik (pl. egy eszköz elromlik vagy megszakad a kapcsolat), az adatok más útvonalon is eljuthatnak a célba.
  3. Öngyógyító képesség:
    A hálózat automatikusan új útvonalakat keres, ha az egyik útvonal kiesik. Ez biztosítja a folyamatos kommunikációt.
  4. Skálázhatóság:
    Könnyen bővíthető új eszközökkel, mivel ezek automatikusan integrálódnak a hálózatba, és segíthetik a hálózat terjedését.
  5. Energiahatékonyság:
    Az eszközök közötti rövidebb kommunikációs távolság miatt kevesebb energiát igényel az adatátvitel.

Példák:

1. példa Mesh hálózat működésére

Képzelj el egy okosotthont, ahol:

  • Az okoskonnektor a nappaliban routerként működik.
  • A mozgásérzékelő az előszobában van.
  • A ZigBee gateway az emeleten található.

Ha a mozgásérzékelő közvetlenül nem éri el a gateway-t az emeletre vezető falak miatt, akkor az adatokat az okoskonnektor továbbítja a gateway felé. Ha az okoskonnektor meghibásodik, a mozgásérzékelő másik útvonalat keres, például egy közeli lámpa router funkcióján keresztül.

2. példa az eszközök szerepére egy okosotthonban

  • Zigbee Gateway (Koordinátor):
    Ez a központi agy, amely összefogja a hálózatot és kommunikál a Tuya alkalmazással.
  • Zigbee Okoskonnektor (Router):
    Egyrészt lehetővé teszi a csatlakoztatott eszközök okosvezérlését, másrészt jelismétlőként továbbítja a Zigbee jeleket, segítve a hálózat kiterjesztését.
  • Mozgásérzékelő (Végpont):
    Akkumulátoros eszköz, amely érzékeli a mozgást és elküldi az információt a koordinátornak a routereken keresztül.

Ez a kombináció biztosítja a Zigbee Mesh hálózat rugalmasságát, hatótávolságát és megbízhatóságát.

A Mesh hálózat korlátai

  1. Sebesség:
    Az adatok továbbítása több eszközön keresztül lassabb lehet, mint a közvetlen kapcsolat esetén.
  2. Maximális eszközszám:
    Bár egy ZigBee hálózat sok eszközt kezelhet, minden eszköz hozzáadása növeli a hálózat komplexitását.
  3. Átjárók közötti korlátozás:
    A hálózat teljesítménye függ az átjátszóként működő eszközök elhelyezkedésétől és számától.

A Mesh hálózat rendkívül hasznos az okosotthonokban, mert biztosítja a megbízható kommunikációt és a rugalmas bővítési lehetőséget. A ZigBee és más hasonló protokollok (pl. Z-Wave) sikeresen alkalmazzák ezt a technológiát, hogy az eszközök közötti kommunikáció stabil és hatékony maradjon még nagyobb otthonokban is.

A „Mesh hálózat” milyen elkülöníthető specialitásokkal rendelkezik egy „közönséges hálós” hálózathoz képest?

A „Mesh hálózat” egy pontosabb, technikai terminus, amely specifikus működési elvekre és struktúrákra utal.

1. Mesh hálózat (technikai értelemben)

A Mesh hálózat egy olyan hálózati topológia, amelyben az eszközök (csomópontok) egymással közvetlenül és dinamikusan kapcsolódnak. A kommunikációs útvonalak nem fixek, hanem rugalmasan változnak, ami nagyfokú redundanciát és megbízhatóságot biztosít.

Jellemzői és specialitásai:

  1. Dinamikus útvonalválasztás:
    Ha egy útvonal meghibásodik vagy torlódik, a hálózat automatikusan új útvonalat keres az adatok továbbításához.
  2. Önkonfiguráló:
    Az eszközök automatikusan csatlakoznak a hálózathoz, és megtalálják a legoptimálisabb kommunikációs útvonalat.
  3. Redundancia:
    Több lehetséges útvonal létezik az eszközök között, ezért egyetlen eszköz vagy útvonal kiesése nem feltétlenül szakítja meg a kommunikációt.
  4. Kiterjesztett hatótáv:
    Az adatok a hálózat több csomópontján keresztül továbbíthatók, így nagyobb területeket lehet lefedni.
  5. Skálázhatóság:
    Új eszközök könnyen hozzáadhatók a hálózathoz anélkül, hogy a teljes rendszer újrakonfigurálására lenne szükség.

A Mesh hálózat nem csak a Zigbee vagy Z-Wave okosotthonokban jelenik meg, hanem iylen hálózatot használnak a Wi-Fi Mesh rendszerek (pl. TP-Link Deco, Google Nest Wi-Fi, Asus AiMesh Hálós Wi-Fi rendszer), amelyek a lakás több pontján elhelyezett routerekkel biztosítanak egyenletes lefedettséget.

2. Hálós hálózat (általános értelemben)

A „hálós hálózat” egy tágabb, nem feltétlenül technikai kifejezés, amely bármilyen rendszerre utalhat, ahol az elemek egymással összekapcsolódnak, és ahol különböző útvonalak létezhetnek az adatok vagy információk áramlására. Ez lehet egy absztrakt vagy egyszerűbb modell is.

Jellemzői:

  1. Kevésbé specifikus:
    Nem utal konkrét technológiai megoldásokra vagy dinamikus útvonalválasztásra.
  2. Általános kapcsolódási struktúra:
    Bármilyen hálózatot jelenthet, ahol az elemek többféleképpen kapcsolódnak egymáshoz.
  3. Nem feltétlenül dinamikus:
    Az útvonalak fixek is lehetnek, vagy nem képesek automatikusan változni a hálózat állapotának függvényében.

Tehát a hálós hálózat kifejezés egy olyan tág kategória, hogy érthetünk alatta egy közlekedési hálózatot is (utak és csomópontok rendszere), vagy akár szociális hálózat is, ahol az emberek különböző módokon kapcsolódnak egymáshoz.

Mióta a Miboxer vezérlők képesek a jelátvitelre, jelismétlésre, valójában azóta azok is csillagpontos hálózatról áttértek hálós hálózatra. Ez a Miboxer vezérlő rendszer is hálós hálózatot használ, a Miboxer hálós hálózata tekinthető-e Mesh hálózatnak?

A Miboxer eszközök rendszere azóta működik hálós elven, amióta a vezérlők jelismétlési képességgel rendelkeznek. Ahhoz, hogy ezt Mesh hálózatnak nevezhessük, néhány technikai kritériumnak kell megfelelnie.

A hálós hálózat és a Mesh hálózat közötti különbség

A hálós hálózat általánosan olyan struktúra, ahol az eszközök egymással összekapcsolódnak, és az adatok többféle útvonalon eljuthatnak a célhoz. A Mesh hálózat viszont egy specifikus technikai topológia, amely bizonyos jellemzőkkel rendelkezik:

  1. Dinamikus útvonalválasztás:
    Az eszközök képesek automatikusan új útvonalat keresni, ha egy kapcsolat megszakad vagy túlterhelt.
  2. Önkonfiguráló és önjavító:
    A hálózat képes automatikusan beállítani magát új eszközök hozzáadásakor vagy hibák esetén.
  3. Redundáns kapcsolatok:
    Több útvonal létezik az eszközök között, ami növeli a hálózat megbízhatóságát.
  4. Eszközök közötti jelismétlés:
    Az eszközök (nem csak dedikált jelismétlők) képesek a jelet továbbítani más eszközök felé.

A Miboxer rendszer vizsgálata

A Miboxer rendszere jelismétlési képességgel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy a vezérlők képesek továbbítani a jelet más eszközök felé, így növelve a lefedettséget. Ahhoz, hogy Mesh hálózatnak lehessen nevezni, a következő kérdésekre kell választ találni:

  1. Automatikus útvonalválasztás:
    Ha egy eszköz meghibásodik, képes-e a hálózat automatikusan új útvonalat találni a jel továbbítására?
  2. Önkonfiguráló képesség:
    Új eszköz hozzáadásakor automatikusan integrálódik-e a hálózatba?
  3. Redundancia:
    Léteznek-e alternatív útvonalak az eszközök között, hogy egyetlen eszköz kiesése ne okozzon kommunikációs problémát?

Ha ezek a feltételek teljesülnek, akkor a Miboxer hálózata valóban Mesh hálózatnak nevezhető.

Miboxer hálózat valószínű működése

A Miboxer 2.4G-s rendszere nem egy nyílt szabvány, mint a Zigbee vagy a Z-Wave, hanem egy saját, zárt protokoll. Ennek alapján valószínűleg:

  • Korlátozott önkonfiguráció:
    Nem biztos, hogy automatikusan optimalizálja az útvonalakat, mint a Zigbee.
  • Statikus vagy félig dinamikus útvonalak:
    Lehetséges, hogy a jelismétlés előre meghatározott útvonalakon történik, nem pedig dinamikusan.
  • Redundancia hiánya:
    Ha egy adott útvonal meghibásodik, nem biztos, hogy alternatív útvonal áll rendelkezésre.

Mivel a Miboxer 2.4G-s rendszere egy zárt protokoll, így csak valószínűségeket állapíthatunk meg, és a helyes válasz egyelőre az, hogy: – nem tudjuk!

.

Ha a böngésződben futtatod a uBlock, vagy hasonló kiegészítőt, (vagy magát a javascriptet,) akkor blokkolod a képek és a menürendszer megjelenítését. Kapcsold ki, ha élvezhető tartalmat akarsz látni!

^
^