الطاقة الخضراء هي حلٌّ موفر للطاقة من تحالف ZigBee. مواصفاتها مُضمنة في معيار ZigBee3.0، وهي مثالية للأجهزة التي تتطلب استهلاكًا منخفضًا جدًا للطاقة أو بدون بطارية.
تتكون شبكة GreenPower الأساسية من أنواع الأجهزة الثلاثة التالية:
- جهاز الطاقة الخضراء (GPD)
- وكيل Z3 أو وكيل GreenPower (GPP)
- حوض الطاقة الخضراء (GPS)
ما هي؟ انظر ما يلي:
- GPD: أجهزة منخفضة الطاقة تقوم بجمع المعلومات (على سبيل المثال مفاتيح الإضاءة) وإرسال إطارات بيانات GreenPower؛
- GPP: جهاز وكيل GreenPower يدعم كل 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 وإرسال جميع بيانات الطاقة الخضراء، بالإضافة إلى قدرات الشبكات القياسية zigBee.
تسمح شبكات ZigBee3.0 بنقل إطارات بيانات Green Power لاسلكيًا لمدة أقصر وبالتالي تستهلك طاقة أقل، وهي أقصر من إطارات بيانات ZigBee Pro المعتادة.
يوضح الشكل التالي المقارنة بين إطارات ZigBee القياسية وإطارات Green Power. في التطبيقات الفعلية، تحتوي حمولة Green Power على كمية بيانات أقل، وتحمل بشكل رئيسي 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) وGPD في شبكة ZigBee، يجب إقران جهاز الاستقبال (GPS) وGPD، ويجب إعلام جهاز الاستقبال (GPS) في الشبكة بإطارات بيانات Green Power التي سيستقبلها GPD. يمكن إقران كل GPD بجهاز GPS واحد أو أكثر، ويمكن إقران كل GPS بجهاز GPD واحد أو أكثر. بعد اكتمال تصحيح أخطاء الإقران، يخزن GPP (الوكيل) معلومات الإقران في جدول الوكيل الخاص به، ويخزن GPS معلومات الإقران في جدول الاستقبال الخاص به.
تنضم أجهزة GPS وGPP إلى نفس شبكة ZigBee
يرسل جهاز GPS رسالة ZCL للاستماع إلى انضمام جهاز GPD ويخبر GPP بإعادة توجيهها إذا انضم أي جهاز GPD
يرسل GPD رسالة تكليف الانضمام، والتي يتم التقاطها بواسطة مستمع GPP وأيضًا بواسطة جهاز GPS
يخزن GPP معلومات إقران GPD وGPS في جدول الوكيل الخاص به
عندما يستقبل GPP بيانات من GPD، يرسل GPP نفس البيانات إلى GPS حتى يتمكن GPD من إعادة توجيه البيانات إلى GPS من خلال GPP
التطبيقات النموذجية للطاقة الخضراء
1. استخدم طاقتك الخاصة
يمكن استخدام المفتاح كمستشعر للإبلاغ عن الزر الذي تم ضغطه، مما يُبسط المفتاح بشكل كبير ويجعله أكثر مرونة في الاستخدام. يمكن دمج مستشعرات المفاتيح المعتمدة على الطاقة الحركية مع العديد من المنتجات، مثل مفاتيح الإضاءة، والأبواب والنوافذ، ومقابض الأبواب، والأدراج، وغيرها.
تعمل هذه المستشعرات بحركات يد المستخدم اليومية، سواءً بالضغط على الأزرار أو فتح الأبواب والنوافذ أو تدوير المقابض، وتبقى فعّالة طوال عمر المنتج. تستطيع هذه المستشعرات التحكم تلقائيًا في الإضاءة أو تفريغ الهواء أو التحذير من المواقف غير المتوقعة، مثل المتسللين أو فتح مقابض النوافذ بشكل مفاجئ. تطبيقات هذه الآليات التي يُشغّلها المستخدم لا حصر لها.
2. الاتصالات الصناعية
في التطبيقات الصناعية التي تُستخدم فيها خطوط تجميع الآلات بكثافة، يُصعّب الاهتزاز والتشغيل المستمران عملية توصيل الأسلاك ويزيدان من تكلفتها. من المهم تركيب أزرار لاسلكية في مواقع مناسبة لمشغلي الآلات، وخاصةً فيما يتعلق بالسلامة. يُعدّ المفتاح الكهربائي، الذي يُمكن وضعه في أي مكان ولا يتطلب أسلاكًا أو حتى بطاريات، مثاليًا.
3. قاطع الدائرة الذكي
هناك العديد من القيود في مواصفات مظهر قواطع الدائرة. غالبًا ما يصعب إنتاج قواطع الدائرة الذكية التي تعمل بالتيار المتردد بسبب ضيق المساحة. يمكن عزل قواطع الدائرة الذكية التي تلتقط الطاقة من التيار المتدفق عبرها عن وظيفة قاطع الدائرة، مما يقلل المساحة ويخفض تكاليف التصنيع. تراقب قواطع الدائرة الذكية استهلاك الطاقة وتكتشف الظروف غير الطبيعية التي قد تسبب تعطل المعدات.
4. المعيشة المستقلة المدعومة
من أهم مزايا المنازل الذكية، خاصةً لكبار السن الذين يحتاجون إلى مصادر رعاية متعددة في حياتهم اليومية. تُوفر هذه الأجهزة، وخاصةً المستشعرات المتخصصة، راحةً كبيرةً لكبار السن ومقدمي الرعاية. يمكن وضع المستشعرات على مرتبة أو على الأرض أو ارتداؤها مباشرةً على الجسم. بفضلها، يمكن للناس البقاء في منازلهم لمدة تتراوح بين 5 و10 سنوات إضافية.
تُربط البيانات بالسحابة وتُحلَّل لتنبيه مُقدِّمي الرعاية عند حدوث أنماط وظروف مُعيَّنة. وتُعَدُّ الموثوقية المطلقة وعدم الحاجة إلى استبدال البطاريات من مجالات تطبيق هذا النوع من الأجهزة.
وقت النشر: ١٢ أكتوبر ٢٠٢١