Trước khi chúng ta Zigin…
Có hai giao thức chính cho bất kỳ ngôi nhà thông minh nào, đó là Zigbee và Z-Wave. Có rất nhiều cuộc tranh luận về việc lựa chọn nào là tốt nhất, nhưng trong bài đăng này, tôi sẽ phân tích công nghệ này là gì, cách sử dụng và tại sao nó tốt/xấu.
Đây sẽ là cái nhìn sâu sắc về Zigbee (và một số Z-wave) để cho bạn thấy đầy đủ khả năng và nhu cầu kỹ thuật của công nghệ này.
Amazon gần đây đã đề cập rằng sản phẩm mới của họ Echo thế hệ thứ 4 cũng sẽ hoạt động như một trung tâm Zigbee, điều đó có nghĩa là chúng ta có thể mong đợi các sản phẩm Nhà thông minh của Amazon sẽ vươn tới các hệ sinh thái Nhà thông minh khác.
Google, Amazon và Apple đều tham gia Zigbee Alliance. Điều này có nghĩa là Smart Homes trong tương lai sẽ tương thích với nhiều thiết bị khác.
Zigbee là gì?
Zigbee là một giao thức hoạt động khá giống mạng lưới, nghĩa là thay vì mỗi thiết bị sử dụng Zigbee kết nối với mạng WiFi của bạn, chúng sẽ kết nối với một trung tâm.
Wi-Fi và Bluetooth không hiệu quả trong việc kết nối các thiết bị trên cùng một mạng, đây chính là lúc cần đến trung tâm Zigbee.
Zigbee dựa trên chuẩn mạng cá nhân 802.15.4 của IEEE, về cơ bản, điều này có nghĩa là thông số kỹ thuật Zigbee đã có từ hơn một thập kỷ trước.
Thường được coi là giải pháp thay thế cho WiFi và Bluetooth, cần phải nói thêm rằng Zigbee sử dụng ít băng thông hơn nhiều và hoạt động tốt hơn đối với các thiết bị có công suất thấp.
Zigbee được coi là một trong hai tiêu chuẩn mạng chính cho tự động hóa gia đình
Tại sao Zigbee lại tốt đến vậy?
Zigbee có một tính năng đặc biệt khiến nó trở nên đáng kinh ngạc; không cần một trung tâm tập trung vì các thiết bị có thể gửi dữ liệu từ thiết bị này sang thiết bị khác để tạo thành lưới.
Nguyên tắc chung là không phải tất cả các thiết bị Zigbee đều có thể hoạt động theo cách lặp lại lưới.
Nguyên tắc chung là nếu nó được cấp điện liên tục, giống như một Cắm thông minh or Bóng đèn thông minh, nó sẽ hoạt động như một bộ lặp lưới.
Vì Zigbee dựa trên chuẩn mạng 802.15.4 của IEEE nên nó cho phép chúng đạt phạm vi tối đa là 300 mét (giả sử không có tường chắn).
Thông thường, điều này có nghĩa là bạn sẽ nhìn thấy khoảng cách từ 70 – 100 mét khi lắp đặt trong nhà.
Zigbee hoạt động ở nhiều tần số khác nhau, bao gồm 2.4GHZ, 868MHz và 90MHz.
Zigbee cũng có tốc độ truyền là 250kbps, đây là tốc độ thấp hơn nhiều so với hầu hết các kết nối WiFi, nhưng nó hoạt động tốt vì nó chỉ truyền cục bộ trong phạm vi tối đa 65 feet xung quanh nhà bạn. Vì vậy, trong trường hợp này, càng thấp càng tốt.
Điều này rất phù hợp với bất kỳ cảm biến nào cần gửi dữ liệu đến và đi từ trung tâm chính do yêu cầu điện năng thấp hơn.
Mạng lưới là gì và tại sao tôi nên sử dụng mạng lưới này?
Điều này có thể khá khó hiểu, trong trường hợp này tôi sẽ cố gắng chia nhỏ thành như sau:
- Điều phối viên Zigbee
- Bộ định tuyến Zigbee
- Thiết bị Zigbee
Thiết bị Zigbee là bất kỳ thứ gì bạn nhìn thấy, ví dụ như bóng đèn hoặc cảm biến, v.v. Tất cả các thiết bị Zigbee đều kết nối với một bộ định tuyến Zigbee tương ứng và tất cả các bộ định tuyến Zigbee đều kết nối với một ZigBee Coordinator duy nhất. Giống như một đội người giao tiếp với một người lãnh đạo.
Hy vọng bức tranh đầy màu sắc này có thể giúp ích cho bạn, về cơ bản, một Thiết bị (còn gọi là Mô-đun) sẽ kết nối với Bộ định tuyến (Một nút), sau đó kết nối với Thiết bị (Mạng chính).
Điều này làm giảm lượng dữ liệu truyền tải thông tin vì các Nút hoạt động như một máy phát nhỏ.
Đây cũng là một mạng rất ổn định, vì nếu một bộ định tuyến bị hỏng thì vẫn còn những khu vực khác của mạng vẫn hoạt động.
Thời gian ngừng hoạt động thực sự duy nhất sẽ xảy ra khi Điều phối viên ngừng hoạt động, khi đó sẽ dễ dàng chẩn đoán được.
Bạn cũng có thể chạy mạng WiFi trên hệ thống mạng lưới, nhưng đó là vấn đề cần thảo luận vào lần khác!
Phân tích công nghệ Zigbee
Có nhiều tiểu thể loại khác nhau trong phần phân tích này, vì vậy tôi sẽ cố gắng hết sức để trình bày dễ đọc nhất có thể.
Công suất thấp & So sánh
Mục đích của Nhà thông minh là tiết kiệm tiền, cải thiện hiệu quả lối sống của bạn và không gây căng thẳng. Với WiFi và Bluetooth rất ngốn điện, không có gì ngạc nhiên khi đây là lựa chọn hoàn hảo.
Rất nhiều thiết bị của bạn sẽ chạy bằng pin (ví dụ như camera Blink), do đó bạn sẽ muốn giao thức truyền thông sử dụng ít năng lượng pin hơn.
Zigbee sử dụng ít điện năng hơn nhiều so với Z-Wave, do đó, đối với các vụ nổ nhỏ thì nó khá hoàn hảo!
Phạm vi tín hiệu & phạm vi tiếp cận
Với sự phát triển của công nghệ Nhà thông minh trong vài năm trở lại đây, chúng tôi hy vọng bạn sẽ muốn mở rộng phạm vi phủ sóng tín hiệu của thiết bị.
Zigbee có phạm vi 65 feet, giả sử không có gì trực tiếp chặn nó. Phạm vi tín hiệu này không quá tệ nhưng không thực sự tuyệt vời, trong nhà tôi mong đợi khoảng từ 30 đến 45 feet. Nhưng điều này hoàn toàn dựa trên đường ngắm.
Tại sao tín hiệu lại tệ đến vậy?
Thật không may là tần số tín hiệu cao không thể xuyên qua tường hoặc đồ nội thất, vì vậy, tốt hơn hết là bạn nên thiết lập nhiều bộ trung tâm xung quanh nhà và đặt Bộ điều phối chính ở vị trí mà tất cả các bộ định tuyến có thể kết nối tốt nhất.
Điều này không tuyệt vời cho những ngôi nhà thông minh lớn, nhưng nó là một thiết lập chấp nhận được hơn nhiều trong trường hợp đó. Nếu bạn có nhiều tầng, chắc chắn phải có một bộ định tuyến khác nhau cho mỗi tầng nếu bạn có thể.
Độ tin cậy của Zigbee thế nào?
Như đã đề cập ở trên, tín hiệu có thể kém, điều này có nghĩa là độ tin cậy có thể bị ảnh hưởng. Giả sử bạn có một Smart Lock không thể kết nối với hub của mình, điều này có nghĩa là gì?
Nói một cách đơn giản, bạn sẽ không thể mở khóa Smart Lock vì nó không thể gửi tín hiệu đến và đi từ trung tâm một cách chính xác.
Nhưng nếu thiết lập đúng thì đây chính là lý do tại sao chúng ta cần Zigbee. Ý tôi muốn nói chính xác là gì?
Zigbee thật tuyệt vời, nó hoạt động hoàn hảo nếu bạn thiết lập đúng cách.
Tôi cần loại hub nào cho Zigbee?
Việc triển khai các thiết bị Zigbee trên mạng thường yêu cầu một trung tâm và một kế hoạch trước để kết nối chúng lại với nhau một cách chính xác.
Amazon đã tạo nên cơn sốt gần đây, Echo Plus và Echo Show 10 hoạt động như một Zigbee Hub. Eero Mesh Pro cũng là một lựa chọn tuyệt vời vì nó không chỉ hoạt động như một bộ định tuyến mà còn là một Zigbee Hub.
Nếu bạn đang tìm kiếm thứ gì đó bên ngoài thế giới Amazon, một số gợi ý tuyệt vời là Samsung SmartThings, Wink và Abode. Cá nhân tôi luôn đề xuất SmartThings Hub trong trường hợp này
Làm sao nhiều thiết bị có thể tương thích với nhau?
Điều này là nhờ một nhóm có tên là Zigbee Alliance, điều này có nghĩa là hơn 2500 thiết bị đã sẵn sàng cho Zigbee. Có một Chứng chỉ tự động hóa nhà Zigbee cho bạn biết thiết bị nào hoàn toàn tương thích với Zigbee.
Một số sản phẩm phổ biến mà bạn có thể không biết là tương thích với Zigbee là:
- Amazon EchoPlus
- Belkin WeMo
- Cửa hàng Ikea
- Philips Hue (Sử dụng Signify)
- Samsung Smart Những điều
- Khóa thông minh Yale
- Máy điều nhiệt Honeywell
Liên minh Zigbee
Liên minh Zigbee được những người sáng tạo ra công nghệ này thành lập vào năm 2002 và có khoảng 400 thành viên với hơn 2500 thiết bị được hỗ trợ.
Có khoảng 500 triệu chipset Zigbee đã được bán ra, dự kiến sẽ có 4 tỷ sản phẩm được xuất xưởng vào năm 2023 (nhưng có vẻ như Covid-19 đã ngăn chặn điều đó).
Có 3 cấp độ thành viên của Zigbee (Tất cả đều phải trả phí để tham gia), đó là: Người áp dụng, Người tham gia & Người quảng bá.
Có thể kết nối Zigbee với máy tính không?
Về mặt lý thuyết thì có. Bạn có thể sử dụng Arduino và kết nối nó qua USB. Cụ thể, hãy xem xét Lá chắn XBee.
Điều này đòi hỏi phải học rất nhiều và cuối cùng là mã tùy chỉnh do chính bạn hoặc cộng đồng Arduino tạo ra.
Sparkfun có một hướng dẫn tuyệt vời về Hướng dẫn kết nối WiFi XBee
