الفرق بين تقنية Z-wave وتقنية ZigBee في شبكات الحاسوب

حتى تتمكن الأجهزة من الاتصال بنجاح على نفس الشبكة يجب أن تتحدث نفس اللغة، وهذا هو المكان الذي يأتي فيه “Z-Wave” و”Zigbee”، ومع نطاق أوسع بكثير من “Bluetooth” واستخدام طاقة أقل من “Wi-Fi”، تجعل هذه التقنيات الذكية توصيل المصابيح الكهربائية وأجهزة الاستشعار وأقفال الأبواب وأجهزة الأمان وأجهزة الأمان والتحكم فيها أسهل بكثير.

ما هي تقنية Zigbee

تقنية “Zigbee”: هي تقنية لاسلكية عالمية منخفضة الطاقة تستخدم للاتصال من جهاز إلى جهاز حيث يسمح “Zigbee” بالتحكم في أجهزة متعددة عن بعد، ومن جميع أنحاء العالم باستخدام الشبكات الشبكية.

1- أساسيات شبكة Zigbee للأجهزة الذكية

يعمل هذا النظام اللاسلكي المفتوح بطاقة منخفضة ويمكنه تشغيل الأجهزة التي تعمل بالبطاريات لمدة تصل إلى سبع سنوات، و”ZigBee” هو جهاز يتبع بروتوكول “IEEE 802.15.4” المحدد، حيث يستخدم “ZigBee” لنقل البيانات في شبكة لاسلكية مع استخدام منخفض للطاقة.

كما إنّه مصمم لنظام التحكم متعدد الاتجاهات من شبكة المنطقة الشخصية اللاسلكية “WPAN”، حيث أنّ الاستخدام المثالي للطبقة هو وصف تكثيف الاتصال، ويتضمن هذا التكثيف التأكيد والعقد الصالحة والترميز للأمان وتوجيه البيانات، كما يستخدم “ZigBee” في التحكم والأتمتة.

• “WPAN” هي اختصار لـ “Wireless Personal Area Network”.

2- ميزات تقنية Zigbee

• سهل التركيب.

• لا يتطلب وحدة تحكم مركزية.

• يمكن أن تدعم ما يصل إلى “65000 جهاز”.

• متوافق مع العديد من المصابيح الذكية والمقابس والمفاتيح وأنظمة الأمان.

• جهاز التحكم عن بعد لا يتطلب خط رؤية للاستخدام.

• يشمل جهاز التحكم عن بعد مستشعرات الحركة وميزات “العثور على جهاز التحكم عن بُعد”.

3- كيفية عمل تقنية Zigbee

يستخدم “Zigbee” نظاماً شبكياً، حيث تنتقل المعلومات من جهاز إلى آخر باستخدام إشارة لاسلكية وعند القيام بذلك يمكن للأجهزة التحدث مع بعضها البعض، وعندما ينقطع جهاز واحد تبقى طرق بديلة ممّا يسمح للنظام بأكمله بالبقاء على الإنترنت.

كما لا تتطلب حركة البيانات هذه أجهزة إرسال عالية الطاقة ممّا يجعلها حلاً مثالياً للمواقف التي تتطلب عدداً كبيراً من المنتجات الآلية، وعلى الرغم من تطوير “Zigbee” في الأصل للاستخدام التجاري إلّا أنّه يعد الآن خياراً قوياً لكل من المناطق السكنية والصناعية أيضاً.

4- عيوب تقنية Zigbee

• ليست آمنة مثل الأنظمة الأخرى مثل “Wi-Fi“.

• يمكن أن تقلل الجدران والعوائق الأخرى من قوة النقل بشكل كبير.

ما هي تقنية Z-Wave

تقنية “Z-Wave”: هي عبارة عن شبكة اتصالات لاسلكية منخفضة الطاقة تستخدم بشكل أساسي لتوصيل الإضاءة الذكية وأجهزة الأمان وأجهزة تنظيم الحرارة وأنظمة أتمتة المنزل الذكي الأخرى، وعلى عكس “Wi-Fi” يمكن لهذا النظام منخفض الطاقة أن يعمل على بطارية خلية واحدة تعمل بقطع النقود المعدنية لعدة سنوات.

1- أساسيات شبكة z wave للأجهزة الذكية

مع أكثر من “600 مصنع” يولدون أكثر من “2100 منتج” معتمد من “Z-Wave” تضمن ذلك العثور على الجهاز الذكي المناسب، ولأتمتة المنزل يتم استخدام بروتوكول “Z-wave” للتواصل بين الأجهزة ويسمح باتصال منخفض الخمول، والذي يعتمد على المزيد من حزم البيانات المصغرة، حيث تبلغ سرعته “100 كيلو بت / ثانية” أو “1 جيجاهرتز”.

تُستخدم “Z-wave” للإشارة والتحكم وتستفيد من طوبولوجيا الشبكة والتي تدعم “232 عقدة” في شبكة واحدة، كما أنّ تردد التشغيل يبلغ “908.42 ميجاهرتز” والذي يختلف باختلاف الدول، حيث يتم استخدام تقنية تحويل التردد “Gaussian (GFSK)”، وهناك جهاز تحكم شبكة قياسي تم إعداده وشبكة “Z-wave” مباشرة، وتحتوي كل موجة Z منطقية على معرف شبكة منزلية ومعرفات “IDS” مختلفة للعقدة للأجهزة الموجودة فيها.

تُستخدم “Z-wave” في مراقبة الطاقة المنزلية باستخدام الطاقة الذكية ومراقبة الرعاية الصحية واللياقة البدنية وأتمتة المنزل، كما يستخدم “Z-Wave” الجزء 15 من نطاق “ISM” غير المرخص وتعمل بتردد “908.42 ميجاهرتز” في الولايات المتحدة وكندا، ولكنّها تستخدم ترددات أخرى في بلدان أخرى وفقًا للوائحها.

التشكيل هو مفتاح إزاحة التردد “Gaussian (FSK)” وتشمل معدلات البيانات المتاحة “9600 بت / ثانية” و”40 كيلوبت / ثانية”، وطاقة الناتج هي “1 ميجاواط” أو 0 ديسيبل ميلي واط”، كما هو الحال مع أي تقنية لاسلكية يعتمد نطاق الإرسال على البيئة، وفي ظروف المساحة الحرة يمكن أن يصل نطاقها إلى “30 متراً” ونطاق الجدار الفاصل أقل بكثير بالطبع.

• “GFSK” هي اختصار لـ “Gaussian Frequency Shift Keying”.

2- ميزات تقنية Z-Wave

• تتمثل إحدى المزايا الرئيسية لـ “Z-Wave” في أنّ جميع أجهزتهم تتوافق مع مجموعة معايير صارمة للغاية.

• يضمن تحالف “Z-Wave” أنّ كل جهاز “Z-Wave” متوافق مع بعضه البعض ويمكن توصيله بسهولة بالشبكة المعشقة.

• الإعداد والتثبيت البسيط.

• القدرة على التوصيل والتشغيل.

• يتطلب وحدة تحكم مركزية.

• يمكن أن تدعم ما يصل إلى “232 جهازاً”.

• طاقة منخفضة للغاية.

• تدخل إشارة منخفض.

• كل جهاز بمثابة مكرر.

3- عيوب تقنية Z-Wave

• يدعم “232 عقدة” فقط وهو أقل بكثير من “65000 عقدة” مدعومة بمعيار “Zigbee”.

• بطيء نسبياً، يدعم فقط معدلات نقل البيانات التي تصل إلى “100 كيلوبت في الثانية”.

4- ما هو بروتوكول Z-Wave

تتكون تقنية أتمتة المنزل “Z-Wave” من ثلاث طبقات وتعمل طبقة الراديو وطبقة الشبكة وطبقة التطبيق معاً لإنشاء شبكة قوية وموثوقة، حيث تمكن العديد من العقد والأجهزة من التواصل مع بعضها البعض في وقت واحد.

أولاً: طبقة الراديو

• تحدد طريقة تبادل الإشارة بين الشبكة وأجهزة الراديو المادية.

• يتضمن ذلك التردد والتشفير والوصول إلى الأجهزة وما إلى ذلك.

ثانياً: طبقة الشبكة

• تحدد كيفية تبادل بيانات التحكم بين جهازين أو عقدتين.

• وهذا يشمل العنونة وتنظيم الشبكة والتوجيه وما إلى ذلك.

ثالثاً: طبقة التطبيق

تحدد الرسائل التي تحتاج إلى معالجة بواسطة تطبيقات معينة من أجل إنجاز مهام معينة مثل تبديل الضوء أو تغيير درجة حرارة جهاز التسخين.

ما هو الفرق بين تقنية Z-Wave وتقنية Zigbee

يعمل كل من “Z-Wave” و”Zigbee” على شبكة متداخلة، حيث تتمثل بعض الاختلافات الرئيسية بينهما في عدد الأجهزة المسموح بها على شبكة واحدة فضلاً عن السرعة، كما يسمح “Zigbee” بأكثر من “65000 جهاز” بينما تسمح “Z-Wave” فقط بـ “232 عقدة”.

على الرغم من أنّ “Zigbee” تعمل بتردد أعلى بكثير من “Z-Wave” ممّا يسمح لها بنقل المزيد من البيانات إلى أجهزتها فإنّ نطاق الإشارة منخفض إلى حد ما، كما تميل الإشارات عالية التردد إلى الانتقال عبر الجدران بفاعلية أقل من الإشارات منخفضة التردد، وبالتالي تضيف تداخلاً في الإشارة، ونظراً لأنّ أجهزة “Z-Wave” لها نطاق أكبر من “Zigbee” فإنّها تميل إلى أن تكون أكثر موثوقية.