ワイヤレス接続技術: ZigbeeとThread

ホームオートメーションに関しては、WiFiやBluetoothだけでなく、ZigbeeやThreadなどの他のワイヤレス規格を活用して楽に生活できる方法がまだまだあります。

これらの規格により、すべてのスマートホームデバイスと通信できる互換性のあるスマートホームハブがあれば、特定の時間に特定の色でスマート電球を点灯させるなどの指示を複数のデバイスに一度に送信できるようになります。

Wi-Fiとは異なり、これらのスマートホーム規格はわずかな電力しか使用しません。従って、多くのスマートホームデバイスは、数か月または数年間、バッテリの交換や充電の必要がありません。


TIのワイヤレスマイクロコントローラCC2340Rファミリのブロック図

  • CC2340R SimpleLink™ファミリは2.4GHzワイヤレスマイクロコントローラ(MCU)で、Bluetooth® 5.3 Low Energy、Zigbee、Thread、および独自の2.4GHzアプリケーションをターゲットとしています。

Zigbee

Zigbeeの利点:
ネットワークタイプ - Zigbee技術はメッシュベースのプロトコルであり、アプリケーションのニーズに応じてネットワークを拡張することができます。自己形成と自己回復メッシュをサポートします。Zigbeeには、コーディネータ、ルータ、エンドデバイス、グリーンパワーデバイスの4種類の役割があります。Zigbeeは主にビルやホームオートメーションで使用されています。

消費電力 - Zigbeeは低消費電力の無線通信であるため、エンドアプリケーションで長いバッテリ寿命を実現します。このエネルギー消費を実現するために、エンドデバイスは定期的にウェイクアップしてデータを送信し、できるだけ早く低電力モードに戻ります。
Zigbeeグリーンパワーデバイスは、ソーラーパネルを使用したエネルギーハーベスティングのようなバッテリレスアプリケーションも可能にします。

ワイヤレスのロバスト性 - ZigbeeはIEEE 802.15.4(物理層およびMAC層)をベースとしたワイヤレススタックです。Zigbeeアプリケーションは、最大16チャンネルで通信し、特定のチャンネルを選択できます。Zigbeeは自己回復機能があり、ネットワーク内の壊れたノードを識別し、ネットワークを維持するために必要に応じてルートを変更することができます。

通信範囲 - Zigbeeアプリケーションの標準的な通信範囲は、ワンホップ距離で最大200mの見通し距離です。しかし、Zigbeeは、ネットワーク内の複数のZigbeeルータをデイジーチェーン接続することで、そのメッシュネットワーク機能により長距離通信を実現することができます。

セキュリティ - Zigbeeネットワークのセキュリティの詳細については、以下をお読みください。Understanding Security Features for SimpleLink™Zigbee CC13x2 and CC26x2 Wireless MCUs

ターゲットアプリケーション - ワイヤレス照明スイッチ、サーモスタットなど、様々なホームオートメーション制御でZigbeeネットワークが使われています。Zigbee認証は、他のベンダーのZigbee認証製品との相互接続を保証します。

Zigbeeの潜在的な欠点:
ネットワークタイプ - Zigbeeはクラウドに接続する簡単な方法を提供していません。IPネットワークに接続するにはゲートウェイとアドレス変換レイヤが必要です。

スループット - Zigbeeは高速データ転送用に設計されていません。最大スループット250Kbpsの低データレートのアプリケーションとして設計されています。

Silicon Labs Wireless Geckoのブロックダイヤグラム

  • MGM13Pは、Zigbee、Thread、Bluetooth Low Energy(BLE)を含む幅広い無線プロトコルをサポートする、高度な設定が可能な無線トランシーバを搭載しています。

Thread

Threadの利点:
ネットワークタイプ - Threadは、IPベースのネットワークにメッシュを使用するコネクテッドホーム用に設計されています。主に照明、サーモスタット、その他の製品を制御するビルオートメーション用に設計されています。Threadは自己回復と自己形成を行います。つまり、自動的にノードを昇格または降格させ、ネットワークに単一障害点が存在しないようにします。さらに、ThreadはあらゆるIPv6ゲートウェイで動作するため、ネットワークに新しいデバイスを簡単に導入することができます。

消費電力 - Threadは、低電力のセンシングアプリケーションで動作し、センサをIPv6ネットワークに接続するように設計されています。Threadエンドデバイスは長時間スリープ状態を維持できるため、バッテリ寿命が長くなります。

通信範囲 - Threadの標準的な通信範囲はシングルホップで見通し距離200mまでです。 Threadはメッシュネットワークで、最大32ホップまで範囲を広げることができます。

セキュリティ - デバイス間通信は、デフォルトでAES-128を使用することで保護されています。コミッショニングにはECJ-PAKEによる標準DTLSを使用しています。

ターゲットアプリケーション - Threadネットワークは、電球、電子ロックなど様々なホームオートメーション機器に使用されています。Threadはまた、Thread認証デバイスを通して制御できるように設計されています。既存のアプリケーションフレームワークとも簡単に統合できます。

Threadの潜在的な欠点:
スループット - IPv6ベースのネットワークはオーバーヘッドが大きいので、Threadの250Kbpsのスループットでは、既存のIPv6環境にはあまり適していない可能性があります。

アプリケーションに非依存 - Threadは相互運用可能なアプリケーションフレームワークを規定しません。Threadはネットワークの相互運用性を保証しますが、アプリケーションフレームワークの相互運用性は保証されません。

適用品番
DigiKey品番 メーカー品番
1786-ISP1907-LL-RSTR-ND、1786-ISP1907-LL-RSCT-ND、1786-ISP1907-LL-RSDKR-ND ISP1907-LL-RS
776-453-00039RTR-ND、776-453-00039RCT-ND、776-453-00039RDKR-ND 453-00039R
776-453-00039C-ND 453-00039C
1914-BC833MTR-ND、1914-BC833MCT-ND、1914-BC833MDKR-ND BC833M
1914-BC833ETR-ND、1914-BC833ECT-ND、1914-BC833EDKR-ND BC833E
672-NINA-B406-00BTR-ND、672-NINA-B406-00BCT-ND、672-NINA-B406-00BDKR-ND NINA-B406-00B
672-NINA-B416-00BTR-ND、672-NINA-B416-00BCT-ND、672-NINA-B416-00BDKR-ND NINA-B416-00B
1786-1019-2-ND、1786-1019-1-ND、1786-1019-6-ND ISP1807-LR-RS
776-453-00053RTR-ND、776-453-00053RCT-ND、776-453-00053RDKR-ND 453-00053R
1914-1018-2-ND、1914-1018-1-ND、1914-1018-6-ND BT840
1914-BC840TR-ND、1914-BC840CT-ND、1914-BC840DKR-ND BC840
497-STM32WB5MMGH6TR-ND、497-STM32WB5MMGH6CT-ND、497-STM32WB5MMGH6DKR-ND STM32WB5MMGH6TR
1914-1020-2-ND、1914-1020-1-ND、1914-1020-6-ND BT840E
1914-1019-2-ND、1914-1019-1-ND、1914-1019-6-ND BT840F
1914-BC840MTR-ND、1914-BC840MCT-ND、1914-BC840MDKR-ND BC840M
672-BMD-340-A-RTR-ND、672-BMD-340-A-RCT-ND、672-BMD-340-A-RDKR-ND BMD-340-A-R
672-NORA-B106-00BTR-ND、672-NORA-B106-00BCT-ND、672-NORA-B106-00BDKR-ND NORA-B106-00B
672-BMD-380-A-RTR-ND、672-BMD-380-A-RCT-ND、672-BMD-380-A-RDKR-ND BMD-380-A-R
1604-BMD-341-A-RTR-ND、1604-BMD-341-A-RCT-ND、1604-BMD-341-A-RDKR-ND BMD-341-A-R
336-4280-ND MGM13P12F512GA-V2
672-BMD-345-A-RTR-ND、672-BMD-345-A-RCT-ND、672-BMD-345-A-RDKR-ND BMD-345-A-R
1914-BT840XTR-ND、1914-BT840XCT-ND、1914-BT840XDKR-ND BT840X
1914-BT840XETR-ND、1914-BT840XECT-ND、1914-BT840XEDKR-ND BT840XE
336-MGM12P22F1024GA-V4RTR-ND、336-MGM12P22F1024GA-V4RCT-ND、336-MGM12P22F1024GA-V4RDKR-ND MGM12P22F1024GA-V4R
1965-ESP32-H2-MINI-1-N2TR-ND、1965-ESP32-H2-MINI-1-N2CT-ND、1965-ESP32-H2-MINI-1-N2DKR-ND ESP32-H2-MINI-1-N2
1965-ESP32-H2-MINI-1-N4TR-ND、1965-ESP32-H2-MINI-1-N4CT-ND、1965-ESP32-H2-MINI-1-N4DKR-ND ESP32-H2-MINI-1-N4
336-MGM210PA22JIA2-ND MGM210PA22JIA2
296-CC2652PSIPMOTR-ND、296-CC2652PSIPMOTRCT-ND、296-CC2652PSIPMOTRDKR-ND CC2652PSIPMOTR
776-453-00041RTR-ND、776-453-00041RCT-ND、776-453-00041RDKR-ND 453-00041R
1914-BC840ETR-ND、1914-BC840ECT-ND、1914-BC840EDKR-ND BC840E
672-NINA-B400-00BTR-ND、672-NINA-B400-00BCT-ND、672-NINA-B400-00BDKR-ND NINA-B400-00B
776-453-00052RTR-ND、776-453-00052RCT-ND、776-453-00052RDKR-ND 453-00052R
672-NINA-B410-00BTR-ND、672-NINA-B410-00BCT-ND、672-NINA-B410-00BDKR-ND NINA-B410-00B
336-MGM210PA32JIA2-ND MGM210PA32JIA2
336-MGM210PB32JIA2-ND MGM210PB32JIA2
672-NORA-B100-00BTR-ND、672-NORA-B100-00BCT-ND、672-NORA-B100-00BDKR-ND NORA-B100-00B
672-NORA-B126-00BTR-ND、672-NORA-B126-00BCT-ND、672-NORA-B126-00BDKR-ND NORA-B126-00B
672-NORA-B120-00BTR-ND、672-NORA-B120-00BCT-ND、672-NORA-B120-00BDKR-ND NORA-B120-00B
1786-ISP2053-AX-JT-ND ISP2053-AX-JT
776-453-00041C-ND 453-00041C
296-CC2652RSIPMOTR-ND、296-CC2652RSIPMOTRCT-ND、296-CC2652RSIPMOTRDKR-ND CC2652RSIPMOTR
672-NORA-B101-00BTR-ND、672-NORA-B101-00BCT-ND、672-NORA-B101-00BDKR-ND NORA-B101-00B
MGM12P32F1024GA-V4-ND MGM12P32F1024GA-V4
336-4281-ND MGM13P12F512GE-V2
336-4279-ND MGM13P02F512GA-V2
672-NORA-B121-00BTR-ND、672-NORA-B121-00BCT-ND、672-NORA-B121-00BDKR-ND NORA-B121-00B
336-MGM240PB22VNA3-ND MGM240PB22VNA3
336-MGM240SA22VNA2-ND MGM240SA22VNA2
672-NINA-B401-00BTR-ND、672-NINA-B401-00BCT-ND、672-NINA-B401-00BDKR-ND NINA-B401-00B
336-MGM240PA22VNA3-ND MGM240PA22VNA3
336-MGM240LA22VIF2-ND MGM240LA22VIF2
336-MGM240LD22VIF2-ND MGM240LD22VIF2
336-MGM240PB32VNN3-ND MGM240PB32VNN3
336-MGM240PB32VNA3-ND MGM240PB32VNA3
336-MGM13P12F512GA-V2RTR-ND、336-MGM13P12F512GA-V2RCT-ND、336-MGM13P12F512GA-V2RDKR-ND MGM13P12F512GA-V2R
2832-MGM210PB22JIA2R-ND、336-MGM210PB22JIA2RTR-ND MGM210PB22JIA2R
2832-MGM13P02F512GA-V2R-ND、MGM13P02F512GA-V2R-ND MGM13P02F512GA-V2R
776-453-00053R-SPBTR-ND、776-453-00053R-SPBCT-ND、776-453-00053R-SPBDKR-ND 453-00053R-SPB
776-453-00052R-SPBTR-ND、776-453-00052R-SPBCT-ND、776-453-00052R-SPBDKR-ND 453-00052R-SPB
4356-S1MODULETR-ND、4356-S1MODULECT-ND、4356-S1MODULEDKR-ND S1 MODULE
336-MGM240PA32VNA3-ND MGM240PA32VNA3
336-MGM210PB22JIA2-ND MGM210PB22JIA2
1914-LN60E840E-ND LN60E840E
336-5770-ND MGM13P02F512GE-V2
1096-CSB04PA10-RFC-NTR-ND、1096-CSB04PA10-RFC-NCT-ND、1096-CSB04PA10-RFC-NDKR-ND CSB04PA10-RFC-N
1096-1030-2-ND、1096-1030-1-ND、1096-1030-6-ND CSB04PA10-CHP-N
1568-WRL-24806-ND WRL-24806
1568-WRL-24807-ND WRL-24807
336-MGM240SD22VNA2-ND MGM240SD22VNA2
672-NORA-B101-ES-ND NORA-B101-ES
672-NORA-B100-ES-ND NORA-B100-ES
1914-LN60G840F-ND LN60G840F
336-MGM240PA32VNN3-ND MGM240PA32VNN3
1914-BM833A-PTR-ND BM833A-P
1786-ISP1907-LL-R2TR-ND ISP1907-LL-R2
1914-BM833AF-PTR-ND BM833AF-P
1914-BC833M-PTR-ND BC833M-P
1914-BC833E-PTR-ND BC833E-P
1914-BM833-PTR-ND BM833-P
1786-ISP1907-HT-R2TR-ND ISP1907-HT-R2
1914-BM833E-PTR-ND BM833E-P
1914-BM833F-PTR-ND BM833F-P
336-MGM210LA22JNF2RTR-ND MGM210LA22JNF2R
336-MGM210LA22JIF2RTR-ND MGM210LA22JIF2R
1914-BT840-PTR-ND BT840-P
1914-BC840-PTR-ND BC840-P
336-MGM210PA32JIA2RTR-ND MGM210PA32JIA2R
865-EYSNCNZWWTR-ND、865-EYSNCNZWWCT-ND EYSNCNZWW
1914-BT840E-PTR-ND BT840E-P
336-MGM210PB32JIA2RTR-ND MGM210PB32JIA2R
336-MGM240PA22VNA3RTR-ND MGM240PA22VNA3R
1914-BT840F-PTR-ND BT840F-P
336-MGM240SA22VNA2RTR-ND MGM240SA22VNA2R
336-MGM240LA22VIF2RTR-ND MGM240LA22VIF2R
1914-BC840E-PTR-ND BC840E-P
336-MGM210LA22JIF2-ND MGM210LA22JIF2
1914-BC840M-PTR-ND BC840M-P
336-MGM240PA32VNN3RTR-ND MGM240PA32VNN3R
336-MGM240PB22VNA3RTR-ND MGM240PB22VNA3R
1786-ISP1907-LL-JT-ND ISP1907-LL-JT
336-MGM240PA32VNA3RTR-ND MGM240PA32VNA3R
336-MGM240LD22VIF2RTR-ND MGM240LD22VIF2R
MGM210L022JIF2R-ND MGM210L022JIF2R
336-MGM240SD22VNA2RTR-ND MGM240SD22VNA2R
336-MGM240PB32VNN3RTR-ND MGM240PB32VNN3R
336-MGM210LA22JNF2-ND MGM210LA22JNF2
336-MGM240PB32VNA3RTR-ND MGM240PB32VNA3R
1786-ISP1907-HT-RSTR-ND、1786-ISP1907-HT-RSCT-ND、1786-ISP1907-HT-RSDKR-ND ISP1907-HT-RS
113990556-ND 113990556
MGM210L022JNF2-ND MGM210L022JNF2
776-453-00052C-ND 453-00052C
776-453-00053C-ND 453-00053C
MGM210L022JIF2-ND MGM210L022JIF2
865-EYSKJNZWBTR-ND、865-EYSKJNZWBCT-ND EYSKJNZWB
1786-ISP1907-HT-JT-ND ISP1907-HT-JT
1786-ISP2053-AX-RSTR-ND ISP2053-AX-RS
865-EYSNSNZWWTR-ND、865-EYSNSNZWWCT-ND EYSNSNZWW
336-6186-2-ND、336-6186-1-ND、336-6186-6-ND MGM210L022JNF2R
1914-BT840X-PTR-ND BT840X-P
MGM13P02F512GE-V2R-ND MGM13P02F512GE-V2R
1914-BT840XE-PTR-ND BT840XE-P
336-MGM13S02F512GN-V3-ND MGM13S02F512GN-V3
336-MGM13S02F512GN-V3RTR-ND MGM13S02F512GN-V3R
336-MGM13S02F512GA-V3-ND MGM13S02F512GA-V3
336-MGM13S02F512GA-V3RTR-ND MGM13S02F512GA-V3R
51-CMP530-1-RTR-ND CMP530-1-R
MGM13P12F512GE-V2R-ND MGM13P12F512GE-V2R
336-MGM13S12F512GN-V3-ND MGM13S12F512GN-V3
336-MGM13S12F512GN-V3RTR-ND MGM13S12F512GN-V3R
336-MGM13S12F512GA-V3RTR-ND MGM13S12F512GA-V3R
336-MGM13S12F512GA-V3-ND MGM13S12F512GA-V3
51-CMP530-1C-RTR-ND CMP530-1C-R
MGM12P02F1024GE-V4R-ND MGM12P02F1024GE-V4R
51-CMP535-1C-RTR-ND CMP535-1C-R
865-EYSPBNZUATR-ND、865-EYSPBNZUACT-ND EYSPBNZUA
MGM12P22F1024GE-V4R-ND MGM12P22F1024GE-V4R
865-EYSKDNZWBTR-ND、865-EYSKDNZWBCT-ND、865-EYSKDNZWBDKR-ND EYSKDNZWB
MGM12P32F1024GE-V4R-ND MGM12P32F1024GE-V4R
MGM12P32F1024GA-V4R-ND MGM12P32F1024GA-V4R
MGM12P02F1024GE-V4-ND MGM12P02F1024GE-V4
MGM12P02F1024GA-V4-ND MGM12P02F1024GA-V4
MGM12P22F1024GE-V4-ND MGM12P22F1024GE-V4
MGM12P22F1024GA-V4-ND MGM12P22F1024GA-V4
MGM12P32F1024GE-V4-ND MGM12P32F1024GE-V4
51-CMP530-1-B-ND CMP530-1-B
51-CMP530-1C-B-ND CMP530-1C-B
51-CMP535-1C-B-ND CMP535-1C-B
1914-LN60E840F-ND LN60E840F
336-5803-2-ND、336-5803-1-ND、336-5803-6-ND MGM12P02F1024GA-V2R
336-5804-2-ND、336-5804-1-ND、336-5804-6-ND MGM12P32F1024GA-V2R
MGM12P02F1024GA-V4R-ND MGM12P02F1024GA-V4R
MGM210P032JIA2-ND MGM210P032JIA2
MGM210P022JIA2-ND MGM210P022JIA2
336-6188-2-ND、336-6188-1-ND、336-6188-6-ND MGM210P032JIA2R
336-6189-2-ND、336-6189-1-ND、336-6189-6-ND MGM210P022JIA2R
336-ARTIK-030-EV2RTR-ND ARTIK-030-EV2R
336-ARTIK-030-AV2-ND ARTIK-030-AV2
336-ARTIK-030-EV2-ND ARTIK-030-EV2
336-MGM210PA22JIA2RTR-ND MGM210PA22JIA2R




オリジナル・ソース(English)