Прежде чем мы Зигин…
Есть два основных протокола для любого умного дома, это Zigbee и Z-Wave. Существует много споров о том, какой вариант лучше, но в этом посте я расскажу, что это за технология, как она используется и почему она хороша/плоха.
Это будет довольно подробный обзор ZigBee (и немного Z-Wave), который покажет вам все возможности и технические требования этой технологии.
Amazon недавно упомянул, что их новый Echo 4-го поколения также будет работать как узел ZigBee, а это значит, что мы можем ожидать, что продукты Amazon Smart Home выйдут в другие экосистемы Smart Home.
Google, Amazon и Apple объединяются с Zigbee Alliance. Это означает, что умные дома будущего будут совместимы со многими другими устройствами.
Что такое Zigbee?
ZigBee — это протокол, который работает по принципу ячеистой сети. Это означает, что вместо того, чтобы каждое устройство, использующее ZigBee, подключалось к вашей сети WiFi, оно подключается к центральному концентратору.
Wi-Fi и Bluetooth не очень хорошо подходят для объединения устройств в одну сеть, здесь на помощь приходит концентратор ZigBee.
Zigbee основан на стандарте персональных сетей IEEE 802.15.4. По сути, это означает, что спецификация Zigbee существует уже более десяти лет.
Часто рассматриваемый как альтернатива WiFi и Bluetooth, следует отметить, что ZigBee использует гораздо меньшую полосу пропускания и лучше подходит для маломощных устройств.
ZigBee считается одним из двух основных сетевых стандартов для домашней автоматизации.
Почему Zigbee так хорош?
У ZigBee есть одна особенность, которая делает его невероятным: нет необходимости в централизованном хабе, поскольку устройства могут отправлять данные друг другу, создавая ячеистую сеть.
Общее правило заключается в том, что не все устройства ZigBee могут работать в режиме повторения сетки.
Общее правило таково: если он постоянно включен, как Smart Plug or Смарт-лампа, он будет работать как ретранслятор сети.
Поскольку ZigBee основан на сетевом стандарте IEEE 802.15.4, он позволяет им достигать максимального радиуса действия в 300 метров (при условии, что на пути нет стен).
Обычно это означает, что при установке в помещении вы сможете видеть на расстоянии от 70 до 100 метров.
ZigBee работает на разных частотах: 2.4 ГГц, 868 МГц и 90 МГц..
Скорость передачи данных ZigBee также составляет 250 кбит/с, что намного ниже, чем у большинства подключений WiFi. Этот вариант работает хорошо, поскольку передача данных осуществляется локально на расстоянии до 65 футов вокруг вашего дома. Так что в данном случае чем ниже, тем лучше.
Это будет отличной идеей для любых датчиков, которым необходимо отправлять данные на главный концентратор и обратно из-за более низких требований к питанию.
Что такое ячеистая сеть и почему ее следует использовать?
Это может оказаться довольно запутанным, в данном случае я попытаюсь разбить это на следующие части:
- Координатор Зигби
- Маршрутизатор ZigBee
- Устройство ZigBee
Устройство Zigbee — это все, что вы видите, например, лампочка или датчик и т. д. Все устройства Zigbee подключаются к соответствующему маршрутизатору Zigbee, а все маршрутизаторы Zigbee подключаются к одному координатору Zigbee. Это очень похоже на отряд людей, которые общаются с одним лидером.
Надеюсь, эта маленькая красочная картинка поможет. По сути, Устройство (также известное как Модуль) подключается к Маршрутизатору (Узел A), который затем подключается к Устройству (Основная сеть).
Это снижает объем передаваемой информации, поскольку узлы действуют как небольшие передатчики.
Это также очень стабильная сеть: если один маршрутизатор выходит из строя, другие области сети продолжают работать.
Единственный реальный простой может возникнуть, если Координатор перестанет функционировать, и тогда это можно будет легко диагностировать.
Вы также можете запустить сеть WiFi на основе ячеистой топологии, но об этом в другой раз!
Разбор технологии ZigBee
В этой разбивке есть различные подкатегории, поэтому я постараюсь сделать ее максимально удобной для чтения.
Низкая мощность и сравнения
Весь смысл Умного дома — экономить деньги, эффективно улучшать свой образ жизни и не испытывать стресс. Учитывая, что WiFi и Bluetooth очень прожорливы, неудивительно, что это идеальный выбор.
Многие ваши устройства будут работать от батарей (например, камеры Blink), поэтому вам захочется, чтобы протокол связи использовал гораздо меньше энергии батареи.
ZigBee потребляет гораздо меньше энергии, чем Z-Wave, поэтому для небольших импульсов он просто идеален!
Диапазон и дальность сигнала
За последние несколько лет, учитывая развитие технологий «умного дома», ожидается, что вам захочется расширить зону действия сигналов ваших устройств.
Zigbee имеет радиус действия 65 футов, если его ничего не блокирует. Это не так уж плохо с точки зрения дальности сигнала, но и не совсем потрясающе, в помещении я бы ожидал где-то между 30 и 45 футами. Но это основано исключительно на прямой видимости.
Почему сигнал может быть настолько плохим?
К сожалению, высокие частоты сигнала не могут проникать через стены или мебель, поэтому лучше установить несколько концентраторов по всему дому и разместить главный координатор в таком месте, где все маршрутизаторы смогут подключаться наилучшим образом.
Это не очень хорошо для больших умных домов, но это гораздо более приемлемая настройка в этом случае. Если у вас несколько этажей, определенно имейте отдельный маршрутизатор для каждого этажа, если можете.
А как насчет надежности ZigBee?
Как упоминалось выше, сигнал может быть плохим, это означает, что надежность может быть затронута. Допустим, у вас есть Smart Lock, который не может подключиться к вашему концентратору, что это значит?
Проще говоря, вы не сможете разблокировать Smart Lock, поскольку он не может правильно отправлять сигнал на концентратор и с него.
Но, если это настроено правильно, то именно для этого нам и нужен Zigbee. Что я имею в виду?
ZigBee — это здорово, черт возьми, он работает просто фантастически, если его правильно настроить.
Какой тип концентратора мне нужен для ZigBee?
Для правильного объединения устройств ZigBee в сети обычно требуется концентратор и заранее разработанный план.
Amazon недавно взяла это на вооружение, Echo Plus и Echo Show 10 работают как ZigBee Hub. Eero Mesh Pro также является фантастическим выбором, поскольку он работает не только как маршрутизатор, но и как концентратор ZigBee.
Если вы ищете что-то внешнее для мира Amazon, то вот несколько хороших предложений: Samsung SmartThings, Wink и Abode. Лично я всегда предлагаю SmartThings Hub в этом случае
Как совместимо так много устройств?
Это благодаря группе Zigbee Alliance, это означает, что более 2500 устройств готовы к Zigbee. Существует сертификат Zigbee Home Automation, который показывает, какие устройства полностью совместимы с Zigbee.
Вот некоторые из наиболее распространенных продуктов, совместимых с ZigBee, о которых вы, возможно, не знали:
- Amazon Echo Plus
- Белкин WeMo
- Ikea tradfri
- Philips Hue (с использованием Signify)
- Samsung Smart Вещи
- Умные замки Yale
- Термостаты Honeywell
Альянс ZigBee
Альянс ZigBee был создан создателями этой технологии в 2002 году и насчитывает около 400 участников, которые поддерживают более 2500 устройств.
Было продано около 500 миллионов чипсетов ZigBee, и ожидалось, что к 4 году будет поставлено 2023 миллиарда (но, похоже, COVID-19 положил этому конец).
Существует 3 уровня членства в Zigbee (за присоединение к каждому из которых взимается плата): Усыновитель, Участник & Промоутер.
Можно ли подключить ZigBee к ПК?
Теоретически да. Можно использовать Arduino и подключить его через USB. В частности, посмотрите на Щит XBee.
Это потребует длительного обучения и, в конечном итоге, написания собственного кода, который вы или сообщество Arduino создадите.
У Sparkfun есть отличное руководство по Руководство по подключению XBee WiFi
