Kotiautomaatioon soveltuvan ZigBee-verkon toteutus

Abstract

Tässä työssä esitellään ZigBee Alliancen luoma ZigBee-teknologia. Työn käytännön toteutuksen osuudessa luodaan kotiautomaatioon soveltuva ZigBee-verkko. ZigBee-protokolla perustuu IEEE 802.15.4 -standardiin. Protokollapinosta IEEE 802.15.4 -standardi määrittää fyysisen- ja MAC-kerroksen. ZigBee-protokolla määrittää protokollapinon verkko- ja sovelluskerroksen.

ZigBee-verkon laitteita ovat koordinaattori, reititin sekä päätelaite. Koordinaattori on verkonhallinnan ja yhteyden muodostamisen kannalta tärkein laite. Reitittimet voivat lisätä ZigBee-verkon kantavuutta ja laitteiden välisten yhteyksien voimakkuutta. ZigBee-verkon toiminnallisuudet tuotetaan usein päätelaitteissa, joita ovat esimerkiksi sensorit, kytkimet sekä valot. Työn käytännön toteutuksessa käytetään ZigBee-yhteensopivia laitteita, joilla verkko voidaan muodostaa ja verkon toimintaa voidaan testata. ZigBee-verkon muodostamiseen käytetään ohjelmistoja, joilla saadaan tuotettua verkon hallintaan ja tarkasteluun liittyviä ominaisuuksia. Näitä ohjelmistoja ovat esimerkiksi Docker ja Home Assistant.

Työssä todetaan ZigBee-verkon muodostuneen ja verkon toiminnan testaaminen toteutetaan onnistuneesti. Verkon oikeanlainen toiminta todetaan Home Assistant -ohjelmistolla verkon laitteita ja niiden yhteyksien tilaa visualisoimalla. Lisäksi verkon laitteille luodulla yksinkertaisella automaatiolla laitteiden välinen tiedonvälitys voidaan varmistaa toimivaksi.