Zigbeeは、802.15.4無線規格をベースとした自律型・自己修復型の無線メッシュネットワークです。Zigbeeは、規格化とテストを通して製品とサービスが連携できるようにすることを目指しています。Zigbeeは、後方および前方互換性を念頭に置いて設計されています。Zigbeeはスリーピーエンドデバイスをサポートしており、長寿命のバッテリ駆動アプリケーションが可能です。ルーティングには、主に電球のような主電源に接続されたデバイスが使用されます。Zigbeeネットワークには、一度に1,000以上のデバイスが存在できます。
Connectivity Standards Alliance (CSA ) はZigbeeプロトコルの開発と認証プログラムを監督しています。CSAによって承認された規格は公開され、一般に利用可能です。公開されている規格を使用するためには、CSAの会員であることが必要です。ネットワーク層はZigbee PRO規格で、アプリケーション層はZigbeeクラスタライブラリで定義されています。
ネットワーク
Zigbeeコーディネータ はネットワークを制御します。この役割は、ネットワークが存在している限り固定されています。コーディネータはZigbeeネットワークごとに一つのみです。コーディネータはトラストセンターとして機能し、セキュリティ設定とネットワークの承認を管理します。ネットワークマネージャとしての追加機能では、ネットワークの問題を監視・修正します。
Zigbeeルーター はメッシュトポロジの中心です。接続されたデバイスへのルーティングサービスを提供します。ルーターの役割は、子ノードをネットワークに接続することです。Zigbeeルーターは、無線を継続的にONにするように設計されています。ルーターはエンドデバイスのためにメッセージを保存します。これは、ルーターが主電源に接続され、スリープしないことを意味します。Zigbeeネットワーク内のルーターの数に制限はありません。
Zigbeeエンドデバイス(ZED) はルーターにのみ接続します。ZEDはスリープするエンドデバイスの場合もスリープしないエンドデバイスの場合もあります。スリープするエンドデバイスは、低消費電力動作用に設計されています。その場合、デバイスはほとんどの時間スリープモードにあります。復帰すると、親ルーターをポーリングして保存されていたメッセージを取得します。スリープしないエンドデバイスには常に電源が供給されますが、他のデバイスのメッセージをルーティングしたり保存したりすることはありません。
Nordicを採用する理由お客様のZigbee製品に
NordicセミコンダクターのDNAには、低消費電力無線が組み込まれています。毎日100万個以上のICを出荷しています。Bluetooth LE市場の40%以上を占めており、NordicはBluetooth Low Energyの市場リーダーです。私達はその経験を活かし、Zigbee等の他の技術にも展開しました。
Nordicのデバイスは新製品プラットホームの基盤として最高の選択肢です。各SoCのサイズと能力は様々ですが、それぞれ似ており、デバイス間でのコードの移植性に優れています。これにより、ソフトウェアの再利用性が向上し、市場投入までの期間を確実に短縮できます。 NordicのSocは、Bluetooth Low EnergyとThread/Zigbee/Bluetoothメッシュを同時に実行できます。無線時間はタイムスライスされ、プロトコル間で共有されます。スケジューリングは自律的で、接続を維持します。マルチプロトコルアプリケーションに最適な選択肢です。
nRF52およびnRF53シリーズSoCは、OTA DFU (over-the-air device firmware upgrade)を利用して工場またはフィールドで再プログラム可能です。これにより、フィールドにおける製品のアップデートと機能の追加が可能となります。
Zigbee開発に向けたソフトウェアとして、NordicはnRF Connect SDKを提供しています。nRF Connect SDKは、NordicのnRF52、nRF53、nRF91シリーズ無線デバイスを使った製品を構築するためのソフトウェア開発キットです。Zephyr RTOS、各種サンプル、アプリケーションプロトコル、プロトコルスタック、ライブラリ、ハードウェアドライバを幅広く統合しています。業界で実績のあるDSRのZigbee 3.0スタック、ZBOSSが含まれており、最小限のリソースで高い性能を実現できるように最適化されています。nRF52840およびnRF52833 SoCとnRF Connect SDKはZigbeeに準拠したプラットフォームであり、仕様通りの相互運用性を保証します。
先進のZigbee SoC
nRF52840は、NordicのZigbeeフラッグシップSoCです。要件の厳しい、超低消費電力無線アプリケーション向けの、先進で柔軟性の高いSoCです。 要件の厳しいアプリケーションで求められる大容量のフラッシュとRAMも備えています。
nRF52840は、複数のプロトコルが並行して動作可能な完全マルチプロトコル対応です。Bluetooth LE、Zigbee、Bluetoothメッシュ、Thread、802.15.4、ANT、独自仕様の2.4 GHzスタックをサポートしています。 nRF52840は、nRF52®シリーズの最も優れた機能のスーパーセットを実装しています。Zigbee、Bluetooth LE、セキュリティ機能は、アプリケーション開発に最適の出発点です。高速SPI、QSPI、USB、Arm Cryptocell 310を備えており、野心的なZigbee製品の開発が可能です。
7つのnRF52シリーズのSoCのうち、 3つがZigbeeに対応しています。nRF52シリーズは、すべてパワフルで高効率の64 MHz Arm Cortex-M4 CPUを備えています。フラッシュメモリは256 KB～1024 KB、RAMは32 KB～256 KBです。nRF52シリーズはシンプルで低コストのオプションを提供します。nRF52シリーズは先進のオプションを備えており、最高の機能と超低消費電力の製品実現を可能にします。nRF52シリーズは製品ポートフォリオの基盤とするには理想的なプラットフォームです。シリーズ間でハードウェアおよびソフトウェアアーキテクチャが似ているため、ソフトウェアの移植性に優れています。これによりソフトウェアの再利用性が向上し、市場投入までの期間と開発コストを削減できます。
NordicのSocは、Bluetooth Low EnergyとThread/Zigbee/Bluetooth等のメッシュプロトコルを同時に実行できます。無線時間はタイムスライスされ、プロトコル間で共有されます。スケジューリングは自律的で、接続を維持します。
nRF52およびnRF53シリーズはすべてフラッシュベースのSoCです。フラッシュメモリを採用していることで、製品の柔軟性とアップグレード性が得られます。OTA DFU (over-the-air device firmware upgrade)を利用して工場またはフィールドで再プログラム可能です。これにより、いつでもどこでも製品のアップデートと機能の追加が可能となります。