الطاقة الخضراء هي حل منخفض الطاقة من تحالف ZigBee. تُدرج مواصفاتها في معيار ZigBee 3.0، وهي مثالية للأجهزة التي تتطلب استهلاكًا منخفضًا جدًا للطاقة أو بدون بطارية.
تتكون شبكة GreenPower الأساسية من الأنواع الثلاثة التالية من الأجهزة:
- جهاز الطاقة الخضراء (GPD)
- وكيل Z3 أو وكيل GreenPower (GPP)
- مُستقبِل طاقة أخضر (GPS)
ما هي؟ انظر ما يلي:
- أجهزة الطاقة الخضراء: أجهزة منخفضة الطاقة تقوم بجمع المعلومات (مثل مفاتيح الإضاءة) وإرسال إطارات بيانات الطاقة الخضراء؛
- GPP: جهاز وكيل GreenPower يدعم كلاً من وظائف الشبكة القياسية ZigBee3.0 وإطارات بيانات GreenPower لإعادة توجيه بيانات GreenPower من أجهزة GPD إلى الأجهزة المستهدفة، مثل أجهزة التوجيه في شبكات ZigBee3.0؛
- نظام تحديد المواقع العالمي (GPS): جهاز استقبال الطاقة الخضراء (مثل المصباح) قادر على استقبال ومعالجة ونقل جميع بيانات الطاقة الخضراء، بالإضافة إلى إمكانيات الشبكات القياسية zigBee.
تسمح شبكات ZigBee3.0 بنقل إطارات بيانات الطاقة الخضراء لاسلكيًا لفترة أقصر وبالتالي تستهلك طاقة أقل، وهي أقصر من إطارات بيانات ZigBee Pro المعتادة.
يوضح الشكل التالي مقارنة بين إطارات ZigBee القياسية وإطارات Green Power. في التطبيقات العملية، تحتوي حمولة Green Power على كمية بيانات أقل، وتحمل بشكل أساسي معلومات مثل المفاتيح أو أجهزة الإنذار.
الشكل 1: إطارات ZigBee القياسية
الشكل 2، إطارات الطاقة الخضراء
مبدأ تفاعل الطاقة الخضراء
قبل استخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وجهاز توزيع الطاقة الخضراء (GPD) في شبكة ZigBee، يجب إقران جهاز GPS (جهاز الاستقبال) بجهاز GPD، وإبلاغ جهاز GPS (جهاز الاستقبال) في الشبكة بإطارات بيانات الطاقة الخضراء التي سيستقبلها جهاز GPD. يمكن إقران كل جهاز GPD بجهاز GPS واحد أو أكثر، ويمكن إقران كل جهاز GPS بجهاز GPD واحد أو أكثر. بعد اكتمال عملية تصحيح أخطاء الإقران، يقوم جهاز GPP (الوكيل) بتخزين معلومات الإقران في جدول الوكيل الخاص به، بينما يقوم جهاز GPS بتخزينها في جدول الاستقبال الخاص به.
تنضم أجهزة GPS و GPP إلى نفس شبكة ZigBee
يرسل جهاز تحديد المواقع العالمي (GPS) رسالة ZCL للاستماع إلى انضمام جهاز تحديد المواقع العالمي (GPD) ويخبر برنامج تحديد المواقع العالمي (GPP) بإعادة توجيهها في حالة انضمام أي جهاز تحديد مواقع عالمي (GPD).
يرسل جهاز تحديد المواقع العالمي (GPD) رسالة بدء التشغيل، والتي يتم التقاطها بواسطة مستمع برنامج تحديد المواقع العالمي (GPP) وأيضًا بواسطة جهاز تحديد المواقع العالمي (GPS).
يخزن برنامج GPP معلومات اقتران GPD و GPS في جدول الوكيل الخاص به
عندما يتلقى نظام تحديد المواقع العالمي (GPP) بيانات من نظام تحديد المواقع العالمي (GPD)، يرسل نظام تحديد المواقع العالمي (GPP) نفس البيانات إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) حتى يتمكن نظام تحديد المواقع العالمي (GPD) من إعادة توجيه البيانات إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من خلال نظام تحديد المواقع العالمي (GPP).
التطبيقات النموذجية للطاقة الخضراء
1. استخدم طاقتك الخاصة
يمكن استخدام المفتاح كمستشعر لتحديد الزر الذي تم الضغط عليه، مما يبسط استخدامه بشكل كبير ويجعله أكثر مرونة. يمكن دمج مستشعرات المفاتيح التي تعمل بالطاقة الحركية مع العديد من المنتجات، مثل مفاتيح الإضاءة والأبواب والنوافذ ومقابض الأبواب والأدراج وغيرها.
تعمل هذه الأجهزة بحركات يد المستخدم اليومية، كضغط الأزرار وفتح الأبواب والنوافذ وتدوير المقابض، وتظل فعّالة طوال عمر المنتج. يمكن لهذه المستشعرات التحكم تلقائيًا في الإضاءة، وتهوية المكان، أو التنبيه إلى المواقف غير المتوقعة، مثل وجود متسللين أو فتح مقابض النوافذ فجأة. تطبيقات هذه الآليات التي يتحكم بها المستخدم لا حصر لها.
2. العلاقات الصناعية
في التطبيقات الصناعية التي تشهد استخدامًا مكثفًا لخطوط تجميع الآلات، يُصعّب الاهتزاز المستمر والتشغيل عملية التوصيل الكهربائي ويجعلها مكلفة. لذا، من المهم إمكانية تركيب أزرار لاسلكية في مواقع ملائمة لمشغلي الآلات، لا سيما فيما يتعلق بالسلامة. ويُعدّ المفتاح الكهربائي، الذي يمكن وضعه في أي مكان ولا يتطلب أسلاكًا أو حتى بطاريات، خيارًا مثاليًا.
3. قاطع الدائرة الذكي
توجد العديد من القيود في مواصفات تصميم قواطع الدائرة الكهربائية. غالبًا ما يتعذر تصنيع قواطع الدائرة الذكية التي تعمل بالتيار المتردد بسبب محدودية المساحة. يمكن فصل قواطع الدائرة الذكية التي تستمد الطاقة من التيار المار بها عن وظيفة قاطع الدائرة، مما يقلل من المساحة المطلوبة ويخفض تكاليف التصنيع. تراقب قواطع الدائرة الذكية استهلاك الطاقة وتكشف عن الحالات غير الطبيعية التي قد تؤدي إلى تعطل المعدات.
4. المعيشة المستقلة المدعومة
تُعدّ المنازل الذكية ميزةً كبيرة، خاصةً لكبار السن الذين يحتاجون إلى مصادر رعاية متعددة في حياتهم اليومية. تُوفّر هذه الأجهزة، ولا سيما أجهزة الاستشعار المتخصصة، راحةً كبيرةً لكبار السن ومقدمي الرعاية لهم. يمكن وضع أجهزة الاستشعار على المرتبة أو الأرض أو ارتدائها مباشرةً على الجسم. وبفضلها، يُمكن للأشخاص البقاء في منازلهم لمدة تتراوح بين 5 و10 سنوات إضافية.
يتم ربط البيانات بالسحابة وتحليلها لتنبيه مقدمي الرعاية عند ظهور أنماط وحالات معينة. ومن مزايا هذا النوع من التطبيقات الموثوقية المطلقة وعدم الحاجة إلى استبدال البطاريات.
تاريخ النشر: 12 أكتوبر 2021