15-maruza. Антенналар ва уларнинг классификацияси Режа: 1

Назорат саволлари 
1.
Аутентификация жараёни нима? 
2.
Хабар аутентификациясини тушунтириб беринг 
3.
Абонент аутентификациясини тушунтириб беринг 
4.
МС аутентификацияси жараёнини тушунтириб беринг 

---

11-маруза. ZigBee технологиялари 
Режа:
1.
 
ZigBee технологиясининг асослари 
2.
 
ZigBee ни ишлаш принсипи. 
3.
 
ZigBee архитектурасининг структура схемаси 
 
Маълумотларни симсиз узатиш ZigBee технологияси бозорга 
Bluetooth ва Wi-Fi симсиз маълумотларни узатиш технологиялари пайдо 
бўлгандан кейин киритилган . ZigBee технологиясининг пайдо бўлишиБу, 
авваламбор, ба'зи иловалар учун (масалан, ёритиш ёки гараж эшикларини 
масофадан бошқариш ёки датчиклардан маълумотларни ўқиш учун) симсиз 
узатиш технологиясини танлашнинг асосий мезонлари аппаратнинг кам 
қувват сарфланиши ва унинг арзонлиги билан боғлиқ. Бу паст тармоқли 
ўтказувчанликка олиб келади, чунки аксарият ҳолларда датчиклар 
ўрнатилган батареядан ишлайди, унинг ишлаш муддати бир неча ой ёки 
ҳатто йиллардан ошиши керак. Акс ҳолда, гараж эшиги очиқ ёпиладиган 
датчик учун батареянинг ойлик ўзгариши фойдаланувчининг симсиз 
технологияларга бўлган муносабатини тубдан ўзгартиради. Ўша пайтда 
мавжуд бўлган Bluetooth ва Wi-Fi симсиз маълумотларни узатиш 
технологиялариушбу мезонларга жавоб бермади, юқори тезликда 
маълумотларни узатишни та'минлади, юқори қувват сарфи ва аппарат 
харажатлари билан. 2001 йилда IЕЕЕ 802.15 № 4 ишчи гуруҳи қуйидаги 
талабларга жавоб берадиган янги стандартни яратиш устида иш бошлади:

симсиз 
маълумотларни 
узатиш 
технологиясини 
амалга 
оширадиган аппаратнинг жуда кам қувват сарфи (батареянинг 
ишлаш муддати бир неча ойдан бир неча йилгача бўлиши керак);

ахборот узатиш паст тезликда амалга оширилиши керак;

аппаратнинг арзонлиги.
Натижада IЕЕЕ 802.15.4 стандарти ишлаб чиқилди. Кўпгина нашрларда 
IЕЕЕ 
802.15.4 
стандарти ZigBee технологиясига 
ишора 
қилади ва 
аксинча, ZigBee IЕЕЕ 802.15.4 стандартидир. Бироқ, бундай эмас. 11.1-расм 
IЕЕЕ 
802.15.4 
стандарти, ZigBee симсиз 
маълумотларни 
узатиш 
технологияси ва охирги фойдаланувчи ўртасидаги ўзаро та'сир моделини 
кўрсатади .

---

11.1-расм. IЕЕЕ 802.15.4 стандарти, ZigBee симсиз маълумотларни узатиш 
технологияси ва охирги фойдаланувчининг ўзаро та'сири модели
IЕЕЕ 802.15.4 стандарти ўзаро та'сир моделининг фақат иккита пастки 
қатламининг ўзаро та'сирини белгилайди: физик қатлам (ПҲЙ) ва 
учта литсензиясиз частота диапазони учун радио киришни бошқариш 
қатлами : 2,4 гигагертс, 868 МГц ва 915 МГц. 1-жадвалда ушбу частота 
диапазонларида 
ишлайдиган 
ускуналарнинг 
асосий 
хусусиятлари 
кўрсатилган.
Жадвал 1. Ускунанинг асосий хусусиятлари
МАC 
қатлами 
тўқнашувдан 
сақланиш 
(CSМА-CА) 
усули 
Carrier Sense Multiple Access (CSMA-CA) усули 
ёрдамида 
радиоканалга 
киришни бошқариш , шунингдек маълумотлар тармоғидан уланиш ва 
узилишни бошқариш ҳамда узатилаётган маълумотларнинг симметрик 
ҳимоясини та'минлаш учун жавобгардир. калит (АЕС-128).
Ўз 
навбатида, ZigBee алянси 
томонидан 
таклиф 
қилинган ZigBee симсиз маълумотларни узатиш технологияси ўзаро та'сир 
моделининг қолган қатламларини белгилайди, улар тармоқ сатҳини, 
хавфсизлик қатламини, дастур тузилмаси қатламини ва дастур профил 
қатламини ўз ичига олади. Тармоқ қатлами, ZigBee симсиз технологияси , 
қурилмани кашф қилиш ва тармоқ конфигуратсияси учун жавобгардир ва 
11.2 расмда кўрсатилган учта тармоқ топологиясини қўллаб-қувватлайди.
11.2-расм. Тармоқ топологиясининг учта варианти

---

ZigBee 
симсиз 
технологиясини 
турли 
хил 
дастурларга 
интегратсиялашувининг арзонлигини та'минлаш учун IЕЕЕ 802.15.4 
стандартидаги аппаратнинг жисмоний татбиқ этилиши иккита версияда 
амалга оширилади: чекланган функтсионал қурилмалар (RFD) ва тўлиқ 
ишлайдиган 
қурилмалар 
(FFD). 
Шаклда 
кўрсатилган 
тармоқ 
топологияларидан бирини амалга оширишда. 6, тармоқ координатори 
вазифасини бажариши учун камида битта FFD қурилмаси талаб 
қилинади . 11.2-жадвалда 
FFD 
ва 
RFD 
қурилмалари 
томонидан 
бажариладиган функтсиялар берилган.
Жадвал 11.2. FFDва RFD қурилмалари томонидан бажариладиган 
функтсиялар рўйхати 
RFD мосламаларининг арзонлиги тармоқ координатори ёки FFD 
қурилмаси билан ўзаро алоқани ташкил қилишда функтсиялар тўпламини 
чеклаш орқали та'минланади. Бу, ўз навбатида,11.3-расмда кўрсатилган ўзаро 
та'сир моделининг тўлиқ бажарилмаслигида акс этади. Шунингдек, минимал 
хотира талабларига эга.
Қурилмаларни RFD ва FFD ларга бўлишдан ташқари, ZigBee Аллианcе 
учта турдаги мантиқий қурилмаларни белгилайди ZigBee координатори, 
ZigBee роутер ва ZigBee терминал қурилмаси . Мувофиқлаштирувчи 
тармоқни ишга туширишни, тугунларни бошқаришни амалга оширади, 
шунингдек тармоққа уланган ҳар бир тугуннинг созламалари тўғрисидаги 
маълумотларни сақлайди. ZigBee йўриқчиси тармоқ орқали юборилган 
хабарларни битта 
тугундан 
иккинчисига йўналтириш 
учун 
жавобгардир. Терминал қурилмаси деганда тармоққа уланган ҳар қандай 
терминал қурилмаси тушунилади. Юқорида муҳокама қилинган RFD ва 
FFDқурилмалари аниқ терминал қурилмаларидир. Тармоқ қуришда мантиқий 
қурилманинг 
тури 
охирги 
фойдаланувчи 
томонидан ZigBee алянси 
томонидан таклиф қилинган ма'лум бир профилни танлаш орқали 
аниқланади (11.1-расм) . "Ҳар бирида ҳар бири" топологиясига эга бўлган 
тармоқни қуришда, битта тармоқ тугунидан бошқасига хабарларни узатиш 
турли маршрутлар бўйича амалга оширилиши мумкин, бу тақсимланган 
тармоқларни (бир нечта кичик тармоқларни битта йирикга - кластер 
дарахтига бирлаштириш) қуриш имконини беради, шу билан битта тугунни 
бошқасидан этарлича катта масофа ва хабарларни ишончли этказиб беришни 
та'минлаш.

---

ZigBee тармоғи орқали узатиладиган трафик одатда даврий, даврий ва 
такрорланадиган (ахборот хабарларини юбориш орасидаги кичик вақт 
оралиғи билан тавсифланади) га бўлинади.
Вақти-вақти билан трафик, масалан , симсиз сенсорлар ёки 
ҳисоблагичлардан масофадан туриб маълумот олишлари керак бўлган 
иловалар учун одатий ҳолдир . Бундай дастурларда сенсорлардан ёки 
ҳисоблагичлардан маълумот олиш қуйидагича амалга оширилади. Аввал 
айтиб ўтганимиздек, ушбу мисолда симсиз сенсор бўлган ҳар қандай 
терминал қурилмаси иш вақтининг катта қисми учун "уйқу" режимида 
бўлиши ва шу билан жуда кам қувват сарфини та'минлаши керак. Ахборотни 
узатиш учун терминал қурилмаси ма'лум вақтларда "ухлаш" режимидан 
чиқади 
ва симсиз 
ўлчагич 
уланган 
( ZigBee координатори 
ёки 
ZigBee йўриқчиси) тармоқни бошқариш мосламаси томонидан узатиладиган 
махсус сигнални (маёқни) радиодан қидиради . Агар радио ҳавосида махсус 
сигнал (маёқ) бўлса, терминал қурилмаси тармоқни бошқариш мосламасига 
маълумотларни узатади ва дарҳол кейинги алоқа сеансига қадар "ухлаш" 
режимига ўтади.
Вақти-вақти билан ҳаракатланиш кенг тарқалган, масалан, масофадан 
ёритишни бошқариш мосламалари учун. Коридорда ёритишни ёқиш учун 
буйруқ юбориш учун, олд эшикка ўрнатилган ҳаракат сенсори ишга 
туширилганда, зарур бўлган вазиятни тасаввур қилинг. Бундай ҳолда буйруқ 
қуйидагича узатилади. Тармоқни бошқариш мосламаси ҳаракат сенсори ишга 
туширилиши тўғрисида сигнал олганда, терминал қурилмасига (симсиз 
калит) ZigBee симсиз тармоғига уланиш учун буйруқ беради . Кейин 
терминал қурилмаси (симсиз калит) билан алоқа ўрнатилади ва ёритишни 
ёқиш буйруғини ўз ичига олган ахборот хабари узатилади. Буйруқни 
олгандан сўнг, уланиш тўхтатилади ва симсиз калит ZigBee тармоғидан 
узилади .
Фақатгина бунинг учун зарур бўлган дақиқаларда терминал 
қурилмасини ZigBee тармоғига 
улаш 
ва 
ажратиш 
терминал 
қурилмасининг "ухлаш" режимида ўтказадиган вақтини сезиларли даражада 
ошириши ва шу билан минимал қувват сарфини та'минлайди. Махсус 
сигнални (маёқни) ишлатиш усули жуда кўп энергия талаб қилади.
Ба'зи дастурларда, масалан, хавфсизлик тизимларида датчикларни ишга 
тушириш тўғрисида маълумот узатиш деярли бир зумда ва кечиктирмасдан 
амалга оширилиши керак. Аммо шуни ҳисобга олиш керакки, ма'лум бир 
вақт ичида бир нечта сенсорлар бир вақтнинг ўзида "ишлаши" мумкин, бу 
тармоқдаги такрорланадиган трафикни ҳосил қилади. Ушбу ҳодисанинг 
эҳтимоли кичик, аммо хавфсизлик тизимларида уни э'тиборсиз қолдириш 
қабул қилиниши мумкин эмас. ZigBee симсиз тармоғида бир вақтнинг ўзида 
бир нечта хавфсизлик сезгичлари (сўнгги нуқталар) ишга туширилганда 
симсиз тармоққа узатиладиган хабарлар учун ҳар бир сенсордан 
маълумотларни 
узатиш 
махсус 
ажратилган 
вақт 
оралиғида 
та'минланади. Йилда ZigBee технологияси, бир бағишланган тимеслот бир 
деб 
аталади 
Кафолатланган 
Тиме 
уяси 
(GTS). 
ZigBee 

---

технологиясида шошилинч хабарларни узатиш учун кафолатланган вақт 
оралиғини тақдим этиш қобилиятининг мавжудлиги бизни ZigBee-да Qos 
усулини (хизмат кўрсатиш сифати) амалга ошириш тўғрисида гаплашишга 
имкон беради . Шошилинч хабарларни узатиш учун кафолатланган вақт 
оралиғини ажратиш тармоқ координатори томонидан амалга оширилади 
(11.2-расм, PAN координатори ).
Ўзаро та'сир моделини амалга оширадиган ZigBee симсиз 
маълумотларни узатиш технологиясининг аппарат қисмини ишлаб 
чиқишда деярли барча ишлаб чиқарувчилар барча жиҳозларни битта чипга 
жойлаштириш контсептсиясига риоя қилишади. 11.3-да ZigBee симсиз 
маълумотларни узатиш технологиясини аппаратни амалга ошириш 
контсептсияси кўрсатилган .
11.3-расм. ZigBee симсиз маълумотларни узатиш технологиясини аппаратли 
амалга ошириш контсептсияси
Симсиз 
тармоқни 
(масалан, 
"юлдузча" 
топологиясига 
эга 
тармоқ) ZigBee технологияси асосида қуриш учун ишлаб чиқувчи камида 
битта тармоқ координаторини ва керакли сонли терминал қурилмаларини 
сотиб олиши керак. Тармоқни режалаштиришда шуни ёдда тутингки, тармоқ 
координаторига уланган максимал фаол нуқталарнинг максимал сони 240 дан 
ошмаслиги керак. Бундан ташқари, ZigBee чип ишлаб чиқарувчисидан 
тармоқни ривожлантириш, созлаш ва махсус дастурлар ва профиллар яратиш 
учун дастурий воситаларни сотиб олиш керак . ZigBee чипларини деярли 
барча ишлаб чиқарувчилари бозорда, одатда, фақат РОМ ва РАМ миқдорида 
фарқ қиладиган бутун маҳсулот қаторини таклиф қилишади. Масалан, 128КБ 
РОМ ва 8КБ РАМга эга микросхемани координатор, маршрутни топувчи ва 
сўнгги нуқта вазифасини бажариши учун дастурлаш мумкин .
Ҳар қандай мураккабликдаги симсиз ZigBee тармоқларини 
яратиш 
учун дастурий та'минот ва аппарат воситалари тўпламини ўз ичига олган 
диск 
раскадровка 
тўпламининг 
юқори 
нархи ZigBee технологиясининг Россия 
бозорида оммавий 
тарқалишини тўхтатувчи омиллардан 
биридир . Шуни 
та'кидлаш 

---

керакки, ZigBee симсиз узатиш технологиясининг пайдо бўлиши ҳар йили 
талаб ошиб борадиган хусусий уйлар ва биноларни ақлли бошқариш 
тизимини яратиш учун бозор эҳтиёжларига аниқ жавоб бўлди. Яқин 
келажакда хусусий уйлар ва бинолар уйнинг ҳаётини та'минлаш тизимларини 
назорат қилувчи ва бошқарадиган кўплаб симсиз тармоқ тугунлари билан 
жиҳозланади. Ушбу тизимларни ўрнатиш исталган вақтда ва қисқа вақт 
ичида амалга оширилиши мумкин, чунки бу бинода кабел ўтказишни талаб 
қилмайди.
Келинг, ZigBee технологиясини бирлаштирадиган дастурларни санаб 
ўтамиз :

Уйлар ва биноларнинг ҳаётини та'минлаш учун автоматизатсия 
тизимлари (электр розеткаларини, калитларни, реостатларни ва 
бошқаларни масофадан бошқариш).

Исте'молчилар электроникасини бошқариш тизимлари.

Турли хил ҳисоблагичларни (газ, сув, электр энергияси ва бошқалар) 
автоматик ўқиш тизимлари.

Хавфсизлик тизимлари (тутун детекторлари, кириш ва хавфсизлик 
сезгичлари, газ ва сув оқиш детекторлари, ҳаракатланиш детекторлари 
ва бошқалар).

Атроф муҳитни назорат қилиш тизимлари (ҳарорат, босим, намлик, 
тебраниш ва бошқалар учун сенсорлар).

Саноат автоматлаштириш тизимлари.