قبل أن نصل...
هناك بروتوكولان رئيسيان لأي منزل ذكي، وهما Zigbee وZ-Wave. هناك الكثير من الجدل حول الخيار الأفضل، ولكن في هذا المنشور، سأوضح ماهية هذه التكنولوجيا، وكيف يتم استخدامها ولماذا هي جيدة/سيئة.
ستكون هذه نظرة مكثفة إلى حد ما على Zigbee (وبعض Z-wave)، لإظهار القدرات الكاملة والضروريات الفنية لهذه التكنولوجيا.
ذكرت أمازون مؤخرًا أن منتجها الجديد إيكو الجيل الرابع وستعمل أيضًا كمركز Zigbee، مما يعني أنه يمكننا أن نتوقع رؤية منتجات Amazon Smart Home تصل إلى أنظمة Smart Home الأخرى.
انضمت كل من جوجل وأمازون وآبل إلى تحالف Zigbee. وهذا يعني أن المنازل الذكية في المستقبل ستكون متوافقة مع العديد من الأجهزة الأخرى.
ما هو زيجبي؟
Zigbee هو بروتوكول يعمل مثل شبكة شبكية، وهذا يعني أنه بدلاً من قيام كل جهاز يستخدم Zigbee بالاتصال بشبكة WiFi الخاصة بك، فإنه يتصل بمحور مركزي بدلاً من ذلك.
لا تعد شبكات Wi-Fi وBluetooth جيدة في ربط الأجهزة على شبكة واحدة، وهنا يأتي دور محور Zigbee.
يعتمد Zigbee على معيار الشبكة الشخصية 802.15.4 التابع لـ IEEE، وهذا يعني في الأساس أن مواصفات Zigbee موجودة منذ أكثر من عقد من الزمان.
غالبًا ما يُعتبر Zigbee بديلاً لـ WiFi وBluetooth، وتجدر الإشارة إلى أن Zigbee يستخدم نطاقًا تردديًا أقل بكثير ويعمل بشكل أفضل للأجهزة ذات الطاقة المنخفضة.
يعتبر Zigbee أحد معياري الشبكة الرئيسيين لأتمتة المنزل
لماذا يعتبر Zigbee جيدًا جدًا؟
يتمتع Zigbee بميزة محددة تجعله مذهلاً؛ إذ لا توجد حاجة إلى مركز مركزي حيث يمكن للأجهزة إرسال البيانات من جهاز إلى آخر لإنشاء الشبكة.
القاعدة العامة هي أنه ليس كل أجهزة Zigbee قادرة على العمل بطريقة تكرار الشبكة.
القاعدة العامة هي أنه إذا تم تشغيله باستمرار، مثل التوصيل الذكية or لمبة ذكيةسوف يعمل كمكرر شبكي.
وبما أن تقنية Zigbee تعتمد على معيار الشبكة 802.15.4 الخاص بـ IEEE، فإنها تسمح لها بالوصول إلى مدى أقصى يبلغ 300 متر (على افتراض عدم وجود جدران في الطريق).
عادةً ما يعني هذا أنك ستتمكن من رؤية مسافة تتراوح بين 70 إلى 100 متر عند الإعداد في الداخل.
يعمل Zigbee على ترددات مختلفة ومتنوعة، وهي 2.4 جيجاهرتز و868 ميجاهرتز و90 ميجاهرتز.
يتمتع Zigbee أيضًا بمعدل نقل يبلغ 250 كيلوبت في الثانية، وهي سرعة أقل بكثير من معظم اتصالات WiFi، وهذا يعمل بشكل جيد لأنه ينقل محليًا فقط لمسافة تصل إلى 65 قدمًا حول منزلك. لذا، في هذه الحالة، كلما كان أقل كان ذلك أفضل.
سيكون هذا رائعًا لأي أجهزة استشعار لديك تحتاج إلى إرسال البيانات من وإلى المحور الرئيسي لديك بسبب متطلبات الطاقة المنخفضة.
ما هي الشبكة الشبكية ولماذا يجب علي استخدامها؟
قد يصبح الأمر مربكًا للغاية، وفي هذه الحالة سأحاول تقسيم الأمر إلى ما يلي:
- منسق زيجبي
- راوتر زيجبي
- جهاز زيجبي
جهاز Zigbee هو أي شيء تراه، مثل المصباح الكهربائي أو المستشعر وما إلى ذلك. تتصل جميع أجهزة Zigbee بجهاز توجيه Zigbee خاص بها، وتتصل جميع أجهزة توجيه Zigbee بمنسق ZigBee واحد. الأمر أشبه بفريق من الأشخاص يتواصلون مع قائد واحد.
نأمل أن تساعد هذه الصورة الصغيرة الملونة، في الأساس، سيتصل جهاز (يُعرف أيضًا باسم الوحدة النمطية) بجهاز التوجيه (العقدة) الذي يتصل بعد ذلك بالجهاز (الشبكة الرئيسية).
يؤدي هذا إلى تقليل نقل البيانات والمعلومات حيث تعمل العقد كأجهزة إرسال صغيرة.
وهذه أيضًا شبكة مستقرة جدًا، حيث إذا تعطل أحد أجهزة التوجيه، فلا تزال هناك مناطق أخرى من الشبكة تعمل.
إن التوقف الحقيقي الوحيد سيكون في حالة توقف المنسق عن العمل والذي سيكون تشخيصه سهلاً في هذه الحالة.
يمكنك أيضًا تشغيل شبكة WiFi على إعداد شبكي، ولكن هذا شيء سنتحدث عنه في وقت آخر!
تفصيل لتكنولوجيا Zigbee
يوجد العديد من الفئات الفرعية المختلفة في هذا التقسيم، لذا سأبذل قصارى جهدي لجعله سهل القراءة قدر الإمكان.
الطاقة المنخفضة والمقارنات
الهدف الأساسي من المنزل الذكي هو توفير المال وتحسين نمط حياتك بشكل فعال وعدم الشعور بالتوتر. نظرًا لأن شبكات WiFi والبلوتوث تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة، فلا عجب أن هذا هو الخيار الأمثل.
ستعمل العديد من أجهزتك بالبطاريات (كاميرات Blink على سبيل المثال)، وبالتالي سترغب في أن يستخدم بروتوكول الاتصال قدرًا أقل كثيرًا من طاقة البطارية.
يستخدم Zigbee طاقة أقل بكثير من Z-Wave، لذلك فهو مثالي للغاية بالنسبة للدفعات الصغيرة!
مدى الإشارة والوصول إليها
مع التوسعات التي شهدتها تقنية المنزل الذكي خلال السنوات القليلة الماضية، من المتوقع أنك سترغب في الحصول على مدى أبعد لإشارات أجهزتك.
يبلغ مدى Zigbee 65 قدمًا، على افتراض عدم وجود أي شيء يعيقه بشكل مباشر. وهذا ليس سيئًا للغاية من حيث مدى الإشارة ولكنه ليس مذهلًا تمامًا، ففي الأماكن المغلقة أتوقع أي مدى بين 30 و45 قدمًا. ولكن هذا يعتمد فقط على خط الرؤية.
لماذا يمكن أن تكون الإشارة سيئة للغاية؟
لسوء الحظ، لا تستطيع ترددات الإشارة العالية اختراق الجدران أو الأثاث، لذا فمن الأفضل أن تقوم بإعداد عدة محاور حول منزلك ووضع المنسق الرئيسي في وضع يسمح لجميع أجهزة التوجيه بالاتصال بشكل أفضل.
لا يعد هذا الإعداد رائعًا للمنازل الذكية الكبيرة، ولكنه إعداد مقبول أكثر في هذه الحالة. إذا كان لديك عدة طوابق، فاحرص على توفير جهاز توجيه مختلف لكل طابق إن أمكن.
ماذا عن موثوقية Zigbee؟
كما ذكرنا أعلاه، قد تكون الإشارة سيئة، وهذا يعني أن الاعتمادية قد تتأثر. لنفترض أن لديك قفلًا ذكيًا لا يمكنه الاتصال بالمحور الخاص بك، فماذا يعني هذا؟
ببساطة، لن تتمكن من إلغاء قفل Smart Lock لأنه لا يستطيع إرسال إشارة من وإلى المحور بشكل صحيح.
ولكن إذا تم إعداد هذا بشكل صحيح، فهذا هو السبب بالتحديد وراء حاجتنا إلى Zigbee. ماذا أعني بذلك بالضبط؟
إن Zigbee رائع، بل إنه يعمل بشكل رائع إذا قمت بإعداده بشكل صحيح.
ما هو نوع المحور الذي أحتاجه لـ Zigbee؟
يتطلب عادةً وجود أجهزة Zigbee على شبكتك وجود مركز وخطة مسبقة لتجميعها معًا بشكل صحيح.
لقد أحدثت أمازون ضجة كبيرة مؤخرًا، حيث يعمل كل من Echo Plus وEcho Show 10 كمركز Zigbee. شبكة ايرو برو يعد أيضًا خيارًا رائعًا لأنه لا يعمل كجهاز توجيه فحسب، بل كمركز Zigbee.
إذا كنت تبحث عن شيء خارج عالم أمازون، فإن بعض الاقتراحات الرائعة هي Samsung SmartThings وWink وAbode. شخصيًا، أقترح دائمًا SmartThings Hub في هذه الحالة
كيف تتوافق العديد من الأجهزة؟
يعود الفضل في ذلك إلى مجموعة تسمى Zigbee Alliance، وهذا يعني أن أكثر من 2500 جهاز جاهز لاستخدام Zigbee. هناك شهادة Zigbee Home Automation التي توضح لك الأجهزة المتوافقة تمامًا مع Zigbee.
بعض المنتجات الأكثر شيوعًا والتي قد لا تعرف أنها متوافقة مع Zigbee هي:
- الأمازون صدى بلس
- بلكين WeMo
- ايكيا ترادفري
- فيليبس هيو (باستخدام سيجنيفاي)
- سامسونج الذكية الأمور
- أقفال ييل الذكية
- هانيويل ترموستات
تحالف زيجبي
تم إنشاء تحالف Zigbee من قبل مبتكري هذه التقنية في عام 2002، ويبلغ عدد أعضائه حوالي 400 عضو ويدعم أكثر من 2500 جهاز.
تم بيع حوالي 500 مليون شريحة Zigbee، وكان من المتوقع شحن 4 مليارات شريحة بحلول عام 2023 (لكن يبدو أن Covid-19 قد أوقف ذلك).
هناك 3 مستويات لعضوية Zigbee (والتي تتطلب جميعها رسومًا للانضمام)، وهي: المُتبني، المشارك & متعهد.
هل من الممكن ربط Zigbee بجهاز الكمبيوتر؟
من الناحية النظرية، نعم. يمكنك استخدام Arduino وتوصيله عبر USB. على وجه التحديد، ابحث في درع XBee.
سيتطلب هذا قدرًا كبيرًا من التعلم وفي النهاية كودًا مخصصًا تقوم أنت أو مجتمع Arduino بإنشائه.
لدى Sparkfun دليل رائع حول دليل الاتصال بشبكة WiFi XBee
