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「ZB24FM-Z2501-01」 使用ガイドライン
ZigBeeⓇ準拠無線モジュール「ZB24FM-Z2501-01」 使用ガイドライン 本書では「ZB24FM-Z2501-01」の使用ガイドラインを示します。 （1） アプリケーション応用例 お客様のアプリケーションに合わせた、本モジュールの使用方法と特徴を記載すると共に、 NVパラメータの推奨設定例を示します。 推奨設定例を参考に、実際のアプリケーションに対して設定値を調整してください。 a) アドホック機能の応用例 → 移動体によるデータセンシング b) データ定期送信機能の応用例 → 温度センサによるデータセンシング c) イベントドリブン送信機能の応用例 → ドアセンサによるセキュリティシステム ａ） アドホック機能の応用例 【利用例】 ・ 移動体（人が持って移動する等）の端末モジュールにセンサを接続し、 ネットワーク圏内にて管理ホストにデータを送信する。 【利用方法】 ・ ZCがZR、ZEDの参加、離脱を監視する。 ・ ZCからの要求でZR、ZEDからデータを送信させる。 ・ ZC、ZRを固定位置で使用する。 【利点】 ・ 端末（ZED）が移動しても、PANの範囲内であれば接続できる。 ・ スタンドアロンで端末（ZR,ZED）が使用できる。 ・ データはZCから要求しない限り送られてこないため、無線上のトラフィックを抑えられる。 ・ ネットワークへの参加通知、離脱通知により、どのZRに接続されたか位置確認ができる。 【不利点】 ・ ZEDの電池を消耗する。（リアルタイム性を求めた状態確認通知送信周期設定の場合） ・ ZR、ZEDが状態確認通知を送信するので、無線上のトラフィックが多くなり、ZEDの参加台数が 多いと参加しづらい。（リアルタイム性を求めた状態確認通知送信周期設定の場合） ZC ZR ZR ZED ZED 移動 アドホック・ネットワーク例 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 1/12 【パラメータの内容】 ・ 電源をONもしくは離脱したら、自動的にネットワーク参加シーケンスに移行する。（項番1） ・ ZC、ZRが子モジュールの状態を監視できるようにする。（項番2、3、6、7） ・ ZEDが約1秒ごとにスリープ状態から復帰し、親モジュールからの要求を確認する。（項番4、5） ・ ZR、ZEDのネットワークへの参加、離脱をZCのUARTに出力する。（項番8、9） NVパラメータ推奨設定例 項番 1 モジュール NVパラメータ名 AttrID 種別 モジュール起動 ZR/ZED 0x0230 モード 詳細 NwkStart 2 ZR ZR周期設定 0x0237 Heartbeat 3 ZR ZR周期設定 0x0237 Watch 4 ZED ZED周期設定 0x0237 Sleep 5 ZED ZED周期設定 0x0237 Sleep Count 6 ZED ZED周期設定 0x0237 Heartbeat 7 ZED ZED周期設定 0x0237 Watch 8 ZR/ZED ZC通知 0x0241 NotifyJoin 9 ZR ZC通知 0x0241 NotifyLeave ※上記に記載していない項目はdefaultで使用しています。 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 2/12 設定値 設定内容 電源ONすると自動的にネットワー ク参加シーケンスに移行する 親モジュールに状態確認通知を 0x1E 30秒ごとに送信する 親モジュールが子モジュールの 0x96 状態確認通知が150秒間来な かったら離脱を判断する 0x07 スリープ機能を有効にする 1.024秒ごとにスリープ状態から 0x0001 復帰し、親モジュールからの要求 がないか確認する 親モジュールに状態確認通知を 0x05 5.12秒ごとに送信する 親モジュールが子モジュールの 0x10 状態確認通知が16.384秒間来な かったら離脱を判断する ネットワークに参加した時に、ZC 0x01 に参加を通知する 子モジュールが離脱した時に、 0x01 ZCに離脱を通知する 0x00 ｂ） データ定期送信機能の応用例 【利用例】 ・ 温度センサが接続されたモジュールを各部屋に置き、空調を管理する。 【利用方法】 ・ ZR、ZEDのADポートデータを定期的に収集する。 ・ ZCがZR、ZEDの参加、離脱を監視する。ただしリアルタイム性は求めない。 ・ 全モジュールを固定位置で使用する。 【利点】 ・ スタンドアロンで端末（ZR,ZED）が使用できる。 ・ ZEDの電池の消耗が少ない。 【不利点】 ・ ZCはZR、ZEDが離脱しているかどうかの判断ができない。 ・ ZCからZEDを制御できない。（ZEDのスリープ周期が6秒以上の場合） 【パラメータの内容】 ・ 電源をONもしくは離脱したら、自動的にネットワーク参加シーケンスに移行する。（項番1） ・ ZEDが約10分ごとにスリープ状態から復帰し、親モジュールからの要求を確認する。 （項番2、3） ・ 入力ポートデータを約10分ごとにZCに送信する。連続3回失敗したら離脱する。（項番4、5） ・ ZR、ZEDのネットワークへの参加をZCのUARTに出力する。（項番6） NVパラメータ推奨設定例 2 モジュール NVパラメータ名 AttrID 種別 モジュール起動 ZR/ZED 0x0230 モード ZED ZED周期設定 0x0237 Sleep 3 ZED ZED周期設定 0x0237 Sleep Count 4 ZR ZR周期設定 0x0237 Data 5 ZED ZED周期設定 0x0237 Data 6 ZR/ZED ZC通知 0x0241 NotifyJoin 項番 1 詳細 NwkStart ※上記に記載していない項目はdefaultで使用しています。 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 3/12 設定値 設定内容 電源ONすると自動的にネットワー ク参加シーケンスに移行する 0x07 スリープ機能を有効にする 614.4秒（約10分）ごとにスリープ 0x0258 状態から復帰し、親モジュールか らの要求がないか確認する 入力ポートデータを10分ごとに送 0x0258 信する 入力ポートデータを614.4秒（約 0x0001 10分）ごとに送信する ネットワークに参加した時に、ZC 0x01 に参加を通知する 0x00 ｃ） イベントドリブン送信機能の応用例 【利用例】 ・ 磁石センサが接続されたモジュールをドアに付け、ドアが開いたことを管理する。 【利用方法】 ・ 全モジュールを固定位置で使用する。 ・ ZR、ZEDのPTA[3:0]のトリガから入力ポート状態を収集する。 ・ モジュールの生存が判断できなくてもよい。 【利点】 ・ スタンドアロンで端末（ZR,ZED）が使用できる。 ・ ZEDの電池の消耗が非常に少ない。 【不利点】 ・ ZCはZR、ZEDが離脱したかどうかの判断ができない。 ・ ZCからZEDを制御できない。（ZEDのスリープ周期が6秒以上の場合） 【パラメータの内容】 ・ 電源をONもしくは離脱したら、自動的にネットワーク参加シーケンスに移行する。（項番1） ・ ZEDが約18時間半ごとにスリープ状態から復帰し、親モジュールからの要求を確認する。 （項番2、3） ・ ZR、ZEDのネットワークへの参加をZCのUARTに出力する。（項番4） NVパラメータ推奨設定例 2 モジュール NVパラメータ名 AttrID 種別 モジュール起動 ZR/ZED 0x0230 モード ZED ZED周期設定 0x0237 Sleep 3 ZED ZED周期設定 0x0237 Sleep Count 4 ZR/ZED ZC通知 0x0241 NotifyJoin 項番 1 詳細 設定値 NwkStart 電源ONすると自動的にネットワー ク参加シーケンスに移行する 0x07 スリープ機能を有効にする 67107.84秒（約18時間半）ごとに スリープ状態から復帰し、親モ 0xFFFF ジュールからの要求がないか確 認する ネットワークに参加した時に、ZC 0x01 に参加を通知する 0x00 ※上記に記載していない項目はdefaultで使用しています。 ZC 入力ポート状態 ZED ZED ZR ZR ZR ZR ZED ZED ZED ZED ZED イベントドリブンによるデータ送信例 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 4/12 設定内容 ZED （2） 推奨データ送信周期 （2-1） ZEDからZCへの送信 トポロジ構成別に41byteデータを送信する場合の、端末における推奨データ送信周期を示します。 本推奨データは各トポロジにて、末端のZEDが定期的にデータ送信する場合にZCへ通信できる 推奨周期を示しています。 電波の特性上、設置場所や通信環境によってデータ到達成功率は変動します。 なお、下記推奨値には下記の条件があります。 ・ 端末からの送信データは41byteです。 ・ データ送信周期はZED周期設定（AttrID=0x0237）による入力ポートデータ送信周期（Data）によっ て決定され、状態確認通知などの他のデータは送信していません。 ・ ZRは中継のみで、データの送信はしていません。 ・ ZEDはスリープしない設定です。 注意：データ送信周期設定は1秒単位（スリープする場合は1.024秒単位）で設定しますので、ms単位 の設定はできません。 下記の値とお客様が使用する条件を考慮し、1秒単位で設定してください。 41byte のデータを送信する場合の、トポロジと送信周期推奨値 項番 a b c d e トポロジ ZC1台：ZR4台：ZED5台（ツリー） ZC1台：ZR4台：ZED5台（階層） ZC1台：ZED14台 ZC1台：ZR4台：ZED14台（ツリー） ZC1台：ZR14台：ZED40台（階層） データ送信周期[ms] 200 150 300 700 5000 ａ） トポロジが ZC1 台：ZR4 台：ZED5 台（ツリー）の場合 各 ZED は 200msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZR ZR ZR ZR ZED 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） ZED ZED 5/12 ZED ZED b） トポロジが ZC1 台：ZR4 台：ZED5 台（階層）の場合 各 ZED は 150msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZR ZR ZED ZR ZED ZED ZR ZED ZED c） トポロジが ZC1 台：ZED14 台の場合 各 ZED は 300msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED ZED d） トポロジが ZC1 台：ZR4 台：ZED14 台（ツリー）の場合 各 ZED は 700msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZR ZR ZR ZR ZED ZED ZED 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） ZED ZED ZED ZED 6/12 ZED ZED ZED ZED e） トポロジが ZC1 台：ZR14 台：ZED40 台（階層）の場合 各 ZED は 5000msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZR ZR ZR ZED ×5 ZR ZED ×5 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） ZR ZED ×5 ZR ZR ZR ZR ZR ZED ×5 7/12 ZR ZR ZR ZED ×5 ZED ×5 ZED ×5 ZR ZED ×5 （2-2） ZEDからZC、ZCからZEDへの送信 トポロジ構成別にZEDのUARTから41byteデータを送信し、ZCから受信応答を返す場合の、端末におけ る推奨データ送信周期を示します。 本推奨データは各トポロジにて、末端のZEDに接続されているUARTから定期的にデータ送信する場合 にZCへ通信でき、ZCからの受信応答がZEDで受け取れる推奨周期を示しています。 電波の特性上、設置場所や通信環境によってデータ到達成功率は変動します。 なお、下記推奨値には下記の条件があります。 ・ 端末からの送信データは41byteです。 ・ デ ー タ は デ ー タ 送 信 要 求 （ Cmd=0x000A ） に よ っ て 送 信 さ れ 、 デ ー タ 送 信 パ ラ メ ー タ （AttrID=0x0240）で「送信先（ZC）からの受信応答を必要」と設定しています。 ・ ZRは中継のみで、データの送信はしていません。 ・ ZEDはスリープしない設定です。 41byte のデータを送信する場合（受信応答あり）の、トポロジと送信周期推奨値 項番 トポロジ a ZC1台：ZR4台：ZED5台（ツリー） b ZC1台：ZR4台：ZED5台（階層） データ送信周期[ms] 1000 300 ａ） トポロジが ZC1 台：ZR4 台：ZED5 台（ツリー）の場合 各 ZED は 1000msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZR ZR ZR ZR ZED ZED ZED ZED ZED b） トポロジが ZC1 台：ZR4 台：ZED5 台（階層）の場合 各 ZED は 300msec 以上の周期でデータを送信してください。 ZC ZR ZR ZED ZED ZED 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） ZR ZED ZR ZED 8/12 （3） ネットワーク接続条件 ＜RSSI接続ポリシー＞ ・ ZB24FM-Z2501-01がネットワークトポロジを構成する際は、電波強度が強いモジュールに接続す る特長を持っています。そのため、見通しの良い環境では、距離を近づけて電源を投入することで、 近くのモジュール同士がネットワークを形成することになります。電波強度はモジュール間の距離 が近いほど強くなりますが、環境によって変動します。 ＜接続台数の制限＞ ・ 一つのZCもしくはZRには子モジュールが最大20個（ZR:6個、ZED：14個）接続できます。 ・ ルータは最大5階層まで接続することができます。但し、5階層（最下層）目のルータにはZEDは接 続できません。 ＜離脱について＞ ・ ZB24FM-Z2501-01には「離脱」という概念があります。モジュールが状態確認通知を親モジュール に送信失敗した場合またはデータ送信を失敗した場合に、ネットワークトポロジから一度「離脱」し ます。「離脱」を使用することで下記の利点、不利点があります。 【利点】 ・ 最大接続数のモジュールが接続したあとでも、接続しているモジュールが離脱すればその分接 続数が減り、再度最大接続数までモジュールが接続することができます。 【不利点】 ・ 離脱および再参加する（モジュール起動モード（AttrID=0x0230）のNwkStartを0x00（自動起 動）にした場合）際、無線上のトラフィックが多くなります。 ＜経路変更＞ ・ トポロジを構成したあと、ZR間で電波状況が悪くなったり、通信不能となった場合、自動的に他の ルートを検索して、トポロジを構成した時とは違うルートで通信します。 ＜設置環境＞ ・ 2.4GHz帯無線（無線LANと、電子レンジなど）の電波干渉により通信品質が低下することがありま す。使用している2.4GHz帯機器の周波数と重ならないChannelを使用するか、設置場所を変更して ください。 ＜無線LANとの共存＞ ・ 無線LAN(IEEE802.11b/g)において、ARIB STD-T66で定められた13Channelの中から使用Channel を選択しますが、占有帯域が20MHzと広いため、複数無線LANが混在した場合、オーバーラップを 避けるためにChannel1、6、11をデフォルトで使用することが推奨されています。 このとき、無線LANと重ならない周波数にあるZigBeeのChannelは、Channel4、9、14、15(2425MHz, 2450MHz, 2475MHz, 2480MHz) と な り ま す 。 ま た 、 無 線 LAN と 周 波 数 が 重 な っ た 場 合 で も 、 CSMA/CAで干渉対策を行っていますので、通信可能です。 22MHz Channel 1 6 11 2412 2437 2462 無線 LAN (IEEE802.11b) 周波数(MHz) 2MHz Channel 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ZB24FM-Z2501 周波数(MHz) 2405 2410 2415 2420 2425 2430 2435 2440 2445 2450 2455 2460 2465 2470 2475 2480 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 9/12 ＜スタンドアロン（ZR、ZEDをUARTに接続しない）で使用する場合＞ ・ モジュール起動モード（AttrID=0x0230）のNwkStartを0x00（自動起動）に設定してください。自動 起動の場合、電源を入れると自動的にネットワーク参加シーケンスとなります。 ・ UART設定（AttrID=0x0238）のFlowを0x00（フロー制御なし）に設定するか、またはモジュールの CTS信号をLowにクランプしてください。UARTへの出力データが蓄積され、データが送信できなく なります。 ＜スリープするZEDへデータ送信する場合＞ ・ ZEDをスリープ設定にした場合、連続したデータを送信しないようにしてください。ZEDの 親モジュール（ZC/ZR）にデータが蓄積され、他のデータが転送できなくなることがあります。 ＜LQI表示について＞ ・ LQI（リンク品質通知）は-80dBm（変換式 dBm＝－（190－LQI÷1.625)÷2)付近で通信が不安定 になりますので、それ以上の値で運用してください。 ＜ZCが消滅した場合の子モジュールの状態について＞ ・ 参加していたネットワークのZCが故障や給電不足により消滅すると、その配下に接続していた子モ ジュールは、参加できるネットワークがあるかどうか検索します。Channel、PAN ID、Group IDが一致 し、接続できるモジュール（ZCかZR）が見つかったら、接続します。 そのような動作を実現したい場合、Channel（AttrID=0x0211）、PAN ID（AttrID=0x0210）、Group ID （AttrID=0x0247）を一致させておく必要があります。 PAN1 PANID:0x0001 PAN2 PANID:0x0002 PAN2 PANID:0x0002 ZR ZR ZR ZR ZR ZR ZC ZC ZC ZED ZED ZED モジュールにPANID 0x0001,0x0002 どちらも設定しておく ZC ZED ＜Group IDについて＞ ・ ネットワーク接続にはChannel、PAN ID、Group IDが一致することが条件です。ただしまれにZCが同 じ条件でネットワークを構築してしまう場合があります。 Group ID（8byte）（AttrID=0x0247）に事前にZCのMACアドレスを設定することで、確実にネットワ ークを識別し、接続したいネットワークに接続できます。 A宅 Group ID： 0011223344556677 B宅 Group ID： 8899AABBCCDDEEFF ZR ZR ZR ZED ZC ZC ZR ZED 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 10/12 ＜ZCの再起動について＞ ・ ネットワークを構築した状態で、ZCの再起動による再構築を行いたい場合、上位マイコンで前回の ネットワークとは異なったPAN IDもしくはChannelを設定してネットワークを開始してください。 PAN ID、Channelが常に固定の場合、前に立ち上げていたネットワークの影響を受けることがありま す。 ＜子ノード間のデータ通信について＞ ・ 子ノード間のデータ通信は「トラフィックの増加」、「再参加によるNWKアドレスの変更」などの理由 から推奨しておりません。使用される場合のサポートはいたしませんのでご理解ください。 ・ データ送信には宛先のネットワークアドレスが必要ですのでZCが受信するモジュール参加通知 (0x2D10)で確認してください。 ・ 子ノード間のデータ送信の通信経路は、共通のZRまでは上り方向（ZC方向）に送信され、ZRが自 分の配下のモジュールであることを判断したら、宛先モジュールまで送信します。各ZRはネットワ ークアドレスを見て、上位に送信するのか、自分の配下なので下位に送信するのか判断します。 例） Ⅰ：ZED①がZED②のネットワークアドレスを宛先としたデータ送信経路 Ⅱ：ZED③がZED④のネットワークアドレスを宛先としたデータ送信経路 ZC Ⅰ ZR Ⅱ ZED ZED ① ② 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 11/12 ZR ZR ZR ZED ZED ③ ④ （4） 電池の期待できる寿命 下記にモジュール別の電池の期待できる寿命を示します。 お客様のシステム検討の際に参考にしてください。 なお下記の条件は、市販されている単３アルカリ乾電池を2本使用した場合（2430mAH）の電池寿命です。 これは計算値なので、電池の使用期限は考慮されていません。 下記の電池期待寿命計算値には以下の条件があります。 ・ ZEDからの送信データは41byteです。 ・ ネットワークの再構築やデータの再送は行われないものとします。 <ZR>電池期待寿命 約2日 ※ZRは連続受信状態の電池期待寿命ですので、各種設定には依存しません。 <ZED> a) ZCがZEDを制御するアプリケーションの場合 ZED周期設定(AttrID=0x0237) 項番 ZED設定内容 SleepCount Data ・約1秒ごとにスリープから復帰 1 0x0001 0x000A ・入力ポートデータを約10秒ごとに送信 ・約1秒ごとにスリープから復帰 2 0x0001 0x0258 ・入力ポートデータを約10分ごとに送信 ・約5秒ごとにスリープから復帰 3 0x0005 0x0002 ・入力ポートデータを約10秒ごとに送信 ・約5秒ごとにスリープから復帰 4 0x0005 0x0078 ・入力ポートデータを約10分ごとに送信 電池期待寿命 約1年3ヶ月 約1年5ヶ月 約3年5ヶ月 約4年11ヶ月 b) ZEDが自発的にデータを送るアプリケーションの場合（ZCはZEDを制御しない） ZED周期設定(AttrID=0x0237) 項番 ZED設定内容 電池期待寿命 SleepCount Data ・約10秒ごとにスリープから復帰 1 0x000A 0x0001 約4年4ヶ月 ・入力ポートデータを約10秒ごとに送信 ・約60秒ごとにスリープから復帰 2 0x003C 0x0001 約9年9ヶ月 ・入力ポートデータを約60秒ごとに送信 ・約10分ごとにスリープから復帰 3 0x0258 0x0001 約12年6ヶ月 ・入力ポートデータを約10分ごとに送信 ■ ■ ■ ■ ■ 本資料の内容の一部または全部を無断転載することは禁じられています。 本資料につきましては、仕様変更や特性により予告なく内容が変更となる場合がありますので御了承ください。 また、これらの変更による責任については一切保証致しかねます。 最新のものである事をご確認の上ご使用ください。 本資料はお客様が ZB24FM-Z2501-01 を使用するための参考資料であり、当社が所有する知的財産権、その他の権 利の実施、使用を許諾する物ではありません。 お客様の機器の設計において、本資料に記載する情報を使用する場合には、お客様の責任において行ってください。 これらの使用に起因するお客様または第三者に生じた損害に関し、弊社は一切その責任を負いません。 ZigBeeCertifiedProduct 認 証 済 み モ ジ ュ ー ル を 組 込 ん で ZigBee 製 品 と し て 販 売 す る 場 合 、 機 器 メ ー カ が ZigBeeAlliance から認証を受ける必要があります。 ■ ZigBee および ZigBee ロゴは、ZigBee Alliance, Inc.の米国における登録商標です。 問い合わせ窓口 ＮＥＣエンジニアリング 営業本部 プロダクト営業部 〒140-0002 東京都品川区東品川4-10-27 (住友不動産品川ビル7F) TEL:(03)6713-1220 URL http://www.nec-eng.co.jp/ 資料番号 DS170-L0706 発行年月 January 2011 （Rev.6） 12/12