La comunicazione diretta tra due dispositivi Zigbee è una caratteristica fondamentale della tecnologia Zigbee, che è stata progettata per reti di sensori wireless e applicazioni di controllo a basso consumo energetico e basso costo. Zigbee si basa sullo standard IEEE 802.15.4, che definisce gli aspetti fisici e di controllo dell’accesso al mezzo della comunicazione wireless. La comunicazione diretta tra due dispositivi Zigbee può avvenire in modalità peer-to-peer senza la necessità di un coordinatore di rete.
Zigbee opera in bande di frequenza senza licenza, come 2,4 GHz a livello globale, e 868 MHz e 915 MHz in regioni specifiche. Una rete Zigbee può essere configurata in tre topologie principali: a stella, a albero (tree) e mesh. In una topologia mesh, che è la più comune e robusta, ogni nodo della rete può relazionarsi direttamente con ogni altro nodo, permettendo la comunicazione diretta e migliorando l’affidabilità e la copertura del segnale.
Per comprendere meglio come funziona la comunicazione diretta tra due dispositivi Zigbee, è utile conoscere alcuni elementi chiave della rete Zigbee:
1. Dispositivi: In una rete Zigbee, esistono tre tipi di dispositivi: il coordinatore, il router e l’end device. Il coordinatore è il dispositivo principale che avvia la rete e gestisce le informazioni complessive. I router estendono la copertura della rete, e gli end device sono dispositivi terminali con funzionalità di comunicazione limitata.
1. Canali di Comunicazione: I dispositivi comunicano utilizzando canali definiti nella banda di frequenza operativa scelta. Nella banda a 2,4 GHz, ci sono 16 canali disponibili.
1. Struttura dei Messaggi: La comunicazione avviene tramite messaggi strutturati in frame. Ogni frame può contenere un utile carico di dati e informazioni di controllo per instradamento e gestione della rete.
1. Indirizzamento: Ogni dispositivo Zigbee ha un indirizzo unico all’interno della rete. Quando due dispositivi devono comunicare direttamente, utilizzano questi indirizzi.
1. Associazione: Quando un dispositivo vuole comunicare con un altro, prima si associa alla rete se non è già associato. Questo processo include la scansione dei canali e la sincronizzazione con il coordinatore o un router esistente.
1. Scambio di Dati: Una volta stabilita l’associazione, i dispositivi possono scambiarsi dati direttamente. Ad esempio, un sensore di temperatura (end device) può inviare letture di temperatura a un attuatore (end device o router) direttamente se sono entro la portata l’uno dell’altro.
1. Conferma della Ricezione: Dopo la ricezione del messaggio, il dispositivo destinatario invia una conferma al mittente per garantire che il messaggio sia stato ricevuto correttamente.
- Domotica: In una casa intelligente, un interruttore (end device) può comunicare direttamente con una lampadina (end device) per accenderla o spegnerla.
- Sensori Industriali: In un impianto di produzione, un sensore di vibrazione può inviare dati direttamente a un controller per monitorare lo stato delle macchine in tempo reale.
- Zigbee Alliance. (2021). Zigbee Specification. Retrieved from [Zigbee Alliance](https://csa-iot.org/).
- IEEE. (2006). IEEE 802.15.4-2006 Standard for Information technology. Retrieved from [IEEE Xplore](https://ieeexplore.ieee.org/).
- Callaway, E. H. Jr., & Bourcier, P. (2007). ZigBee Wireless Networks and Transceivers. Newnes.
Queste fonti forniscono una panoramica dettagliata e tecnica del funzionamento della comunicazione Zigbee, supportando una comprensione approfondita del tema.
