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2009年科学研究補助金奨励研究採択課題
Zigbeeを利用した無線センサネットワーク教材開発に関する研究
の一部を書き綴ったものです。
研究課題番号:21921005






Zigbee(Zig+Beeで、Zigはジグザグに動く、Beeはミツバチ)とは

ZigBee(じぐびー)とは、無線LANよりももっと狭い範囲(数m〜数十m)で使う短距離無線通信規格の一つです。低速で転送距離が短いですが、安価で消費電力が少ないという特徴があります。基本部分の電気的な仕様はIEEE 802.15.4として規格化されていて、論理層以上の機器間の通信プロトコルについてはZigbee Allianceが仕様の策定を行っています。

センサネットワーク
ユビキタス世界ではいつでもどこにでも通信機能を持ったコンピュータが必要です。
例えば家庭内やオフィス、工場などでは制御機器などの電気機器類や防災や防犯のためのセンサやスイッチがあらゆるところに必要です。現在でも温度や照明などを管理、制御するのに多数のセンサやスイッチが設置されているところもあります。これら従来型の有線ネットワーク通信の技術で結ぶこともできますが、効率的とは言えません。各々の機器が無線通信機能を持つならば、効率的なネットワーク環境を実現できます。
センサネットワークはいくつもの規格が提唱されていて実用化を目指しています。
ポータブル機器などではBluetoothでの実装が多いようですが、センサネットワークとしても利用できます。短距離の通信方式であるUWBやIrDA(赤外線通信)やRFIDもセンサネットワークの中に入れて良いのかもしれません。

ZigBeeは初めからセンサネットワークを元にして考えられた技術です。そのため、ネットワークのトポロジーもスター、ツリー、メッシュの3種類に対応します<下図>各端末の機能は、ネットワークの管理するコーディネータ、データの受け渡しをするルータ、そしてエンドデバイスと呼ばれる機能端末に分けられます。
Zigbee(XBee&XBee-PRO RF Modules)
準拠仕様:IEEE802.15.4
通信距離 :10m−75m程度
周波数帯域:2.4GHz帯(日本)
通信速度:250kbps
消費電力:2〜50mW程度
1つのネットワークに最大で65535ノード(端末)
これらの実用実験も行い、専用のマイコンや開発キットを用いて試作することが今回の目的です。ただインフラとしての実用化と本格的な普及はこれからです。