ก่อนที่เราจะซิกิน…
โปรโตคอลหลักสำหรับสมาร์ทโฮมมี 2 โปรโตคอล ได้แก่ Zigbee และ Z-Wave มีการถกเถียงกันมากว่าโปรโตคอลใดดีที่สุด แต่ในโพสต์นี้ ฉันจะอธิบายว่าเทคโนโลยีนี้คืออะไร ใช้งานอย่างไร และทำไมจึงดีหรือไม่ดี
นี่จะเป็นการสำรวจ Zigbee (และ Z-wave บางส่วน) อย่างเข้มข้น เพื่อแสดงให้คุณเห็นความสามารถทั้งหมดและความจำเป็นทางเทคนิคของเทคโนโลยีนี้
Amazon กล่าวถึงเรื่องใหม่ของพวกเขาเมื่อเร็วๆ นี้ เอคโค่รุ่นที่ 4 ยังทำหน้าที่เป็นฮับ Zigbee ซึ่งหมายความว่าเราสามารถคาดหวังที่จะเห็นผลิตภัณฑ์ Smart Home ของ Amazon ขยายไปสู่ระบบนิเวศ Smart Home อื่นๆ ได้
Google, Amazon และ Apple ต่างร่วมมือกันเป็นพันธมิตรกับ Zigbee Alliance ซึ่งหมายความว่าบ้านอัจฉริยะในอนาคตจะเข้ากันได้กับอุปกรณ์อื่นๆ อีกมากมาย
Zigbee คืออะไร?
Zigbee เป็นโปรโตคอลที่ทำงานคล้ายกับเครือข่ายแบบเมช ซึ่งหมายความว่าแทนที่อุปกรณ์แต่ละเครื่องที่ใช้ Zigbee จะเชื่อมต่อกับเครือข่าย WiFi ของคุณ อุปกรณ์เหล่านั้นจะเชื่อมต่อกับฮับส่วนกลางแทน
Wi-Fi และ Bluetooth ไม่เหมาะสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกันในเครือข่ายเดียว ดังนั้น Zigbee Hub จึงเข้ามามีบทบาท
Zigbee มีพื้นฐานมาจากมาตรฐานเครือข่ายส่วนบุคคล 802.15.4 ของ IEEE โดยพื้นฐานแล้ว หมายความว่าข้อกำหนด Zigbee มีอยู่มานานกว่าทศวรรษแล้ว
มักถูกมองว่าเป็นทางเลือกแทน WiFi และ Bluetooth แต่ควรกล่าวถึงว่า Zigbee ใช้แบนด์วิดท์น้อยกว่ามากและทำงานได้ดีกว่าสำหรับอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำ
Zigbee ถือเป็นหนึ่งในมาตรฐานเครือข่ายสองมาตรฐานหลักสำหรับระบบอัตโนมัติในบ้าน
ทำไม Zigbee ถึงดีมาก?
Zigbee มีคุณลักษณะเฉพาะอย่างหนึ่งที่ทำให้มันน่าทึ่ง นั่นคือ ไม่จำเป็นต้องมีฮับรวมศูนย์ เพราะอุปกรณ์ต่างๆ จะสามารถส่งข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอีกอุปกรณ์หนึ่งโดยสร้างเป็นตาข่ายได้
กฎทั่วไปก็คืออุปกรณ์ Zigbee ไม่สามารถทำงานแบบทำซ้ำเครือข่ายได้ทั้งหมด
กฎทั่วไปคือถ้าเปิดเครื่องตลอดเวลา เช่น ปลั๊กอัจฉริยะ or หลอดไฟสมาร์ทมันจะทำงานเป็นตัวส่งสัญญาณแบบเมช
เนื่องจาก Zigbee มีพื้นฐานมาจากมาตรฐานเครือข่าย IEEE 802.15.4 จึงทำให้มีระยะครอบคลุมสูงสุด 300 เมตร (โดยถือว่าไม่มีกำแพงขวางกั้น)
โดยทั่วไปหมายความว่าคุณจะเห็นในระยะ 70 – 100 เมตรเมื่อตั้งค่าในอาคาร
Zigbee ทำงานบนความถี่ที่แตกต่างกัน ได้แก่ 2.4GHZ, 868MHz และ 90MHz.
Zigbee มีอัตราการส่งข้อมูล 250 kbps ซึ่งถือว่าความเร็วต่ำกว่าการเชื่อมต่อ WiFi ส่วนใหญ่มาก โดยสามารถส่งสัญญาณได้ภายในพื้นที่ไม่เกิน 65 ฟุตรอบบ้านของคุณเท่านั้น ฉะนั้นในกรณีนี้ ยิ่งต่ำก็ยิ่งดี
นี่อาจเป็นประโยชน์สำหรับเซ็นเซอร์ใดๆ ที่คุณมีที่จำเป็นต้องส่งข้อมูลไปและมาจากฮับหลักของคุณเนื่องจากความต้องการพลังงานที่ต่ำกว่า
Mesh Network คืออะไร และทำไมฉันจึงควรใช้มัน?
สิ่งนี้อาจสร้างความสับสนได้มาก ในกรณีนี้ ฉันจะพยายามแบ่งสิ่งนี้ลงเป็นดังต่อไปนี้:
- ผู้ประสานงาน Zigbee
- เราเตอร์ Zigbee
- อุปกรณ์ Zigbee
อุปกรณ์ Zigbee คือสิ่งใดก็ตามที่คุณเห็น เช่น หลอดไฟ เซ็นเซอร์ เป็นต้น อุปกรณ์ Zigbee ทั้งหมดเชื่อมต่อกับเราเตอร์ Zigbee ที่เกี่ยวข้อง และเราเตอร์ Zigbee ทั้งหมดเชื่อมต่อกับ ZigBee Coordinator เพียงตัวเดียว ซึ่งก็เหมือนกับกลุ่มคนที่ติดต่อสื่อสารกับผู้นำคนหนึ่ง
หวังว่าภาพเล็กๆ สีสันสดใสนี้คงมีประโยชน์ โดยพื้นฐานแล้ว อุปกรณ์ (เรียกอีกอย่างว่าโมดูล) จะเชื่อมต่อกับเราเตอร์ (โหนด A) จากนั้นจึงเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ (เครือข่ายหลัก)
การกระทำนี้จะลดการถ่ายโอนข้อมูล เนื่องจากโหนดทำหน้าที่เป็นเครื่องส่งสัญญาณขนาดเล็ก
เครือข่ายนี้มีเสถียรภาพมากเช่นกัน เพราะหากเราเตอร์ตัวหนึ่งหยุดทำงาน พื้นที่อื่นๆ ในเครือข่ายก็ยังคงทำงานได้ตามปกติ
เวลาหยุดทำงานจริงจะเกิดขึ้นเมื่อผู้ประสานงานหยุดทำงาน ซึ่งจะสามารถวินิจฉัยได้ง่าย
คุณสามารถรันเครือข่าย WiFi บนระบบเมชได้เช่นกัน แต่ไว้ค่อยคุยกันในโอกาสหน้า!
การแยกย่อยของเทคโนโลยี Zigbee
มีหมวดหมู่ย่อยต่างๆ มากมายในรายละเอียดนี้ ดังนั้นฉันจะพยายามทำให้สามารถอ่านได้ง่ายที่สุด
พลังงานต่ำและการเปรียบเทียบ
จุดประสงค์หลักของสมาร์ทโฮมคือการประหยัดเงิน ปรับปรุงวิถีชีวิตของคุณอย่างมีประสิทธิภาพ และไม่สร้างความเครียด เนื่องจาก WiFi และ Bluetooth กินไฟมาก จึงไม่น่าแปลกใจเลยที่นี่คือตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบ
อุปกรณ์จำนวนมากของคุณจะทำงานด้วยแบตเตอรี่ (เช่น กล้อง Blink) ดังนั้นคุณจึงต้องการให้โปรโตคอลการสื่อสารใช้พลังงานแบตเตอรี่น้อยลงมาก
Zigbee ใช้พลังงานน้อยกว่า Z-Wave มาก ดังนั้นหากใช้งานในช่วงสั้นๆ ถือว่าสมบูรณ์แบบเลยทีเดียว
ระยะและระยะสัญญาณ
ด้วยการขยายตัวของเทคโนโลยี Smart Home ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คาดว่าคุณจะต้องการให้สัญญาณอุปกรณ์ของคุณเข้าถึงได้ไกลมากขึ้น
Zigbee มีระยะส่งสัญญาณ 65 ฟุต โดยถือว่าไม่มีอะไรมาขวางกั้นโดยตรง ซึ่งถือว่าไม่เลวในแง่ของระยะส่งสัญญาณ แต่ก็ไม่ได้ยอดเยี่ยมอะไรนัก หากใช้ภายในอาคาร ฉันคาดว่าจะมีระยะส่งสัญญาณระหว่าง 30 ถึง 45 ฟุต แต่ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับแนวสายตาเท่านั้น
ทำไมสัญญาณถึงได้แย่ขนาดนั้น?
น่าเสียดายที่ความถี่สัญญาณสูงไม่สามารถทะลุผนังหรือเฟอร์นิเจอร์ได้ ดังนั้นคุณควรติดตั้งฮับหลายๆ ตัวไว้รอบบ้านและวางตัวประสานงานหลักไว้ในตำแหน่งที่เราเตอร์ทั้งหมดสามารถเชื่อมต่อได้ดีที่สุด
การติดตั้งแบบนี้อาจไม่เหมาะกับบ้านอัจฉริยะขนาดใหญ่ แต่หากเป็นเช่นนั้นก็ถือว่าเป็นการติดตั้งที่ยอมรับได้มากกว่า หากคุณมีหลายชั้น ควรมีเราเตอร์ที่แตกต่างกันสำหรับแต่ละชั้นหากทำได้
แล้วความน่าเชื่อถือของ Zigbee ล่ะ?
ดังที่กล่าวไปข้างต้น สัญญาณอาจไม่ดี ซึ่งหมายความว่าความน่าเชื่อถืออาจได้รับผลกระทบ สมมติว่าคุณมี Smart Lock ที่ไม่สามารถเชื่อมต่อกับฮับได้ นั่นหมายความว่าอย่างไร
พูดอย่างง่ายๆ ก็คือ คุณจะไม่สามารถปลดล็อค Smart Lock ได้ เนื่องจากไม่สามารถส่งสัญญาณไปและมาจากฮับได้อย่างถูกต้อง
แต่ถ้าตั้งค่าอย่างถูกต้องแล้ว นี่คือเหตุผลที่เราต้องการ Zigbee นั่นเอง ฉันหมายถึงอะไรกันแน่?
Zigbee นั้นยอดเยี่ยมมาก มันจะทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมมากหากคุณตั้งค่ามันอย่างถูกต้อง
ฉันต้องใช้ฮับประเภทใดสำหรับ Zigbee?
การมีอุปกรณ์ Zigbee บนเครือข่ายของคุณโดยทั่วไปต้องใช้ฮับและแผนล่วงหน้าเพื่อรวบรวมอุปกรณ์เข้าด้วยกันอย่างถูกต้อง
Amazon ได้เข้ามาสร้างความฮือฮาในช่วงไม่นานนี้ โดย Echo Plus และ Echo Show 10 ทำงานเป็น Zigbee Hub อีโรเมช โปร ถือเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากไม่เพียงแต่ทำงานเป็นเราเตอร์เท่านั้น แต่ยังเป็น Zigbee Hub อีกด้วย
หากคุณกำลังมองหาอะไรบางอย่างนอกเหนือจากโลกของ Amazon เราขอแนะนำ Samsung SmartThings, Wink และ Abode โดยส่วนตัวแล้ว ฉันมักจะแนะนำ SmartThings Hub ในกรณีนี้
อุปกรณ์จำนวนมากมีความเข้ากันได้อย่างไร?
ต้องขอบคุณกลุ่มที่เรียกว่า Zigbee Alliance ที่ทำให้มีอุปกรณ์มากกว่า 2500 เครื่องที่รองรับ Zigbee นอกจากนี้ยังมีใบรับรอง Zigbee Home Automation ที่แสดงให้คุณทราบว่าอุปกรณ์ใดบ้างที่รองรับ Zigbee อย่างสมบูรณ์
ผลิตภัณฑ์ทั่วไปบางส่วนที่คุณอาจไม่ทราบว่ารองรับ Zigbee ได้แก่:
- Amazon Echo Plus
- เบลกิ้น วีโม
- อิเกีย ตราดฟรี
- Philips Hue (การใช้ Signify)
- ซัมซุงสมาร์ทสิ่งที่
- สมาร์ทล็อคเยล
- เทอร์โมสตัทของ Honeywell
พันธมิตร Zigbee
Zigbee Alliance ถูกสร้างขึ้นโดยผู้สร้างเทคโนโลยีนี้ในปี 2002 และมีสมาชิกประมาณ 400 รายพร้อมอุปกรณ์ที่รองรับมากกว่า 2500 เครื่อง
มีชิปเซ็ต Zigbee ที่ขายไปแล้วประมาณ 500 ล้านชิ้น คาดว่าจะมีการจัดส่ง 4 พันล้านชิ้นภายในปี 2023 (แต่ดูเหมือนว่า Covid-19 จะทำให้สิ่งนั้นต้องหยุดลง)
การเป็นสมาชิก Zigbee แบ่งออกเป็น 3 ระดับ (ซึ่งต้องเสียค่าสมัครทั้งหมด) ดังนี้: ผู้รับเลี้ยง, ผู้เข้าร่วม & โปรโมเตอร์.
สามารถเชื่อมต่อ Zigbee กับพีซีได้หรือไม่?
ตามทฤษฎีแล้วใช่ คุณสามารถใช้ Arduino และเชื่อมต่อผ่าน USB ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ให้ลองดู โล่ XBee.
สิ่งนี้จะต้องมีการเรียนรู้มากมาย และท้ายที่สุดแล้วก็ต้องสร้างโค้ดที่คุณหรือชุมชน Arduino กำหนดเอง
Sparkfun มีคำแนะนำดีๆ เกี่ยวกับ คู่มือการเชื่อมต่อ WiFi ของ XBee
