지그비 활용과 임베디드 시스템 응용 (블루투스 Zigbee 비교와 표준)

지그비 활용과 임베디드 시스템 응용 (블루투스 Zigbee 비교와 표준)



5. 통합된 지그비 임베디드 시스템 기술


 □ 지그비 특징 (블루투스 Zigbee 비교는 아래)

    ◯ 짧은 거리, 간단한 구조, 낮은 전력, 낮은 전송 속도의 무선 통신 기술

    ◯ 100 미터의 전송 범위와 900MHz, 2.4GHz의 주파수 전송을 자유롭게 사용 가능

    ◯ 20Kbps에서 250Kbps의 전송 속도

    ◯ 네트워크 구조는 Master/Slave 속성이며 양방향 통신 기능을 제공

         - 이 임베디드 시스템에서 사용되는 ZM03은 2.405-2.480 GHz 주파수를 사용

    ◯ 전송 시, 속도가 낮고 데이터가 적기 때문에, 데이터의 송수신에 많은 시간이 필요하지 않음

    ◯ 데이터는 필요할 때 즉각 전송되고, 수신기로 수신된 각각의 데이터 패킷은 확인 과정을 거침

    ◯ 확인 후 응답 받지 못했을 경우, 충돌이 발생하거나, 데이터 패킷을 다시 전송

         - 이 방법은 임베디드 시스템 데이터 전송의 안전성을 크게 증가 시킴


 □ 지그비 표준 설정

    ◯ 소프트웨어와 하드웨어 표준

         - IEEE 802.15.4와 지그비 Alliance Organizations에 의해 각각 설정됨

           ․ 물리 계층의 개발(PHY), 저장된 미디어 제어 계층(MAC), 데이터 링크 계층은 IEEE

           ․ 논리적 네트워크, 데이터 전송 암호화 메커니즘, 응용 인터페이스 특성,

            통신 규격에 대한 결정은 지그비 Alliance가 각각 주도함


그림 2. ZigBee agreement structure그림 2. ZigBee agreement structure


    ◯ 네트워크 계층에서 Star, 클러스터 트리, 메쉬 네트워크 프레임워크 지원

    ◯ 노드의 역할은 Full-Function Devicee(FFD)와 Reduced-Function Device(RFD)로 나눔


FFD - 모든 토폴로지, 코디네이터가 가능하며 모든 장비와도 통신이 가능하다.

RFD - 제한된 토폴로지를 구성하며 코디네이터가 될 수 없다. 하나의 코디네이터와 통신이 가능하다.


         - FFD에 비해, RFD의 회로가 더 간단하고 더 적은 메모리 보유

         - RFD가 데이터를 전송하거나, FFD에서 수신할 때, FFD 노드는 데이터 교환을 제공

 □ 다른 무선 통신 서비스와 지그비의 비교 (임베디드 시스템 응용 방안)

    ◯ 블루투스, UWB, 지그비는 근거리 무선 개인통신망(WPAN) 기술


Ultra WideBand

초광대역으로 단거리 구간에서 저전력으로 넓은 스펙트럼 주파수를 통해 많은 양의 디지털 데이터를 전송하는 무선 기술로서 무선 디지털 펄스라고도 한다.


         - 블루투스는 수백 Kbps의 전송 속도를 갖고 있어서 데이터 전송에 적합

         - 음성 어플리케이션을 위한 QoS 메커니즘도 보유


Quality of Service

인터넷이나 네트워크 상에서 전송률 및 에러율과 관련된 서비스 품질을 가리키는 말로서, 일반적으로 QoS라 함은 네트워크 트래픽 분석과 우선 순위에 따라 트래픽 사용량 및 속도까지 제어할 수 있는 기능을 갖춘 네트워크 관리 서비스를 말한다.


         - UWB 고속 QoS를 보유하며, 멀티미디어 어플리케이션에 적합


    ◯ 표준화된 지그비의 특징

         - 낮은 전력, 낮은 비용 (임베디드 시스템의 핵심)

         - 산업, 가정, 의학에서 필요한 센싱의 기술 포함

         - 데이터 전송과 QoS에 높은 필요 조건이 없음

         - 블루투스에 비해 더 적은 전력을 소비

         - 그림 3 : 다른 무선 서비스 네트워크 서비스와의 비교


그림 3. Comparison of different wireless service networks그림 3. Comparison of different wireless service networks


         - 그림 4 : 블루투스와 지그비의 비교


그림 4. Comparison of ZigBee with WLAN and Bluetooth그림 4. Comparison of ZigBee with WLAN and Bluetooth



지그비 활용과 임베디드 시스템 응용 (블루투스 Zigbee 비교와 표준)

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