ZigBee – neuer Standard zur Vernetzung von Geräten und zur drahtlosen Kommunikation und Steuerung

Herstellerunabhängige drahtlose Vernetzung von Geräten auf Basis des neuen Übertragungsstandards ZigBee. Fraunhofer FOKUS nutzt Vorteile von ZigBee für drahtlose Sicherheitssysteme.

Als Vorreiter für drahtlose mobile Technologien setzt das Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS den neuen Übertragungsstandard für drahtlose Anwendungen IEEE802.15.4 „ZigBee“ ein und entwickelt typische Lösungen, die vor allem in zeit- und energiekritischen Bereichen zum Einsatz kommen. Ein exemplarisches Beispiel ist ein drahtloses Alamierungssystem für Schäden an Gebäuden durch Wasser,Feuer etc. ZigBee ermöglicht dabei die kabellose Anbindung von batteriebetriebenen Rauchmeldern und anderen Sensoren, die ihre Meldungen drahtlos an eine Zentrale weitergeben. Durch die Nutzung des ZigBee-Standards können hierbei erstmalig Komponenten verschiedener Hersteller in nahezu beliebig großer Anzahl miteinander verbunden werden. Im Gegensatz zu vergleichbaren Übertragungstechniken wie Bluetooth benötigt ZigBee wesentlich weniger Energie, stellt Verbindungen in großer Anzahl ohne Zeitverzögerung her und ist aufgrund seiner geringen Komplexität sehr kompakt realisierbar. ZigBee wird als offener Übertragungsstandard in die 3G beyond-Entwicklungs- und Testumgebung von FOKUS integriert.

„ZigBee ist ein wesentlicher Baustein für den Aufbau von Ad-hoc- und Sensornetzwerken.“ beschreibt Dr. Peter Gober vom Kompetenzzentrum CATS das Interesse an der u.a. von Motorola, Samsung und Philips vorangetriebenen Technologie. „Nahezu ohne Grenzen lassen sich verschiedene Geräte sowie Sensoren über ZigBee miteinander vernetzen. Der geringe Energieverbrauch des Funkmoduls erlaubt den Batterriebetrieb und damit eine Unabhängigkeit von Infrastrukturen.“

Das von FOKUS aufgebaute Alarmsystem basiert auf einem handelsüblichen proprietären Rauchmelder, der in seine elementaren Bestandteile – Rauchsensor und Alarmgeber – zerlegt und über eine ZigBee-Funkstrecke wieder drahtlos verbunden wurde. Hierdurch kann sowohl eine Zentrale Alarmmeldungen von unterschiedlichen Sensoren erhalten als auch ein Sensor Daten an unterschiedliche Zentralen senden.

ZigBee

ZigBee ist ein neuer Standard zur Vernetzung von Geräten und Sensoren bzw. zur drahtlosen Kommunikation und Steuerung in nahezu allen Bereichen. Anwendungsbereiche sind z.B. die Heimvernetzung, die Automatisierungs- und Sicherheitstechnik im Facility Management sowie die Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M). Aufgrund der technischen Funktionalität und der vergleichsweise geringen Kosten lassen sich durch ZigBee vollständig drahtlose, infrastruktur-unabhängige Geräte- und Sensor-Netzwerke aufbauen. ZigBee unterstützt Datenraten von 20, 40 und 250 kBit/s in den Frequenzbereichen 868 MHz, 915 MHz bzw. 2,4 GHz. Die maximale Reichweite beträgt typischerweise bis zu 75 m. Der Verbindungsaufbau bei ZigBee erfolgt sofort, während er bei Bluetooth z.B. bis zu 3 Sekunden beträgt. Die Anzahl der Komponenten in einem ZigBee-Netz sind mit über 250 deutlich weniger limitiert als bei Bluetooth (7). ZigBee ist Teil einer umfangreichen Entwicklungs- und Testumgebung zur drahtgebundenen und drahtlosen Vernetzung von Geräten. Neben ZigBee stehen Technologien wie Bluetooth, WLAN, GSM/GPRS/UMTS, Power-over-LAN und Ethernet zur Gerätervernetzung zur Verfügung.

Fraunhofer FOKUS

Das Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssysteme FOKUS erforscht und entwickelt Systeme für die mobile Kommunikation in drahtlosen und drahtgebundenen Netzen. FOKUS entwickelt die notwendigen Bausteine für eine vollständige, nahtlose Integration von Technologien und Endgeräten sowie für den Einsatz von offenen flexiblen Kommunikationsdiensten und -anwendungen. FOKUS bietet individuelle Vernetzungslösungen für Geräte aller Art – von der Beratung über die Entwicklung von Hard- und Software bis zur Integration in kundenspezifische Produktlinien.