Zigbee:初学者的完整分析

作者:Bradly Spicer •  更新: 03/23/20 • 阅读时间:7 分钟

在我们 Zigin 之前……

任何智能家居都有两种主要协议,即 Zigbee 和 Z-Wave。关于哪种协议是最佳选择存在很多争论,但在这篇文章中,我将详细分析这项技术是什么、如何使用以及它的优点和缺点。

Zigbee 集线器

这将是对 Zigbee(以及部分 Z-wave)的深入研究,向您展示这项技术的全部功能和技术必要性。

亚马逊最近提到他们的新 第四代 Echo 还可以作为 Zigbee 集线器运行,这意味着我们可以期待看到亚马逊的智能家居产品拓展到其他智能家居生态系统。

谷歌、亚马逊和苹果都加入了 Zigbee 联盟。这意味着未来的智能家居将与许多其他设备兼容。

什么是 Zigbee?

Zigbee 是一种工作方式类似于网状网络的协议,这意味着使用 Zigbee 的每个设备不是连接到您的 WiFi 网络,而是连接到中央集线器。

Wi-Fi 和蓝牙不太适合将一个网络上的设备融合在一起,这时 Zigbee 集线器就派上用场了。

Zigbee 基于 IEEE 的 802.15.4 个人局域网标准,基本上,这意味着 Zigbee 规范已经存在十多年了。

Zigbee 通常被认为是 WiFi 和蓝牙的替代品,值得一提的是,它使用的带宽更少,并且更适合低功耗设备。

Zigbee 被认为是家庭自动化的两大主要网络标准之一

Zigbee 为何如此优秀?

Zigbee 具有一项令人难以置信的特殊功能;它不需要集中式集线器,因为设备之间可以将数据从一个设备发送到另一个设备,从而形成网格。

一般的经验法则是,并非所有 Zigbee 设备都能以重复网格的方式工作。

一般的经验法则是,如果它像一个 智能插座 or 智能灯泡,它将作为网状中继器工作。

由于 Zigbee 基于 IEEE 的 802.15.4 网络标准,因此它们的最大范围可达 300 米(假设中间没有墙壁)。

通常,这意味着在室内设置时,您将能够看到 70 到 100 米之间的任何地方。

Zigbee 在各种不同的频率上运行,包括 2.4GHZ、868MHz 和 90MHz.

Zigbee 的传输速率也是 250kbps,这比大多数 WiFi 连接的速度要低得多,但它运行良好,因为它只能在您家周围 65 英尺的范围内进行本地传输。 因此,在这种情况下,越低越好。

由于功率要求较低,这对于需要与主集线器之间发送数据的任何传感器来说都非常有用。

什么是网状网络?为什么我应该使用它?

这可能会变得相当令人困惑,在这个例子中,我将尝试将其分解为以下内容:

Zigbee 设备是您看到的任何东西,例如灯泡或传感器等。Zigbee 设备都连接到各自的 Zigbee 路由器,所有 Zigbee 路由器都连接到一个 ZigBee 协调器。这很像一群人,他们最多与一个领导者进行交流。

网状网络 Zigbee 图
什么是网状网络 Zigbee?

希望这张彩色小图能有所帮助,基本上,设备(也称为模块)将连接到路由器(节点),然后路由器连接到设备(主网络)。

由于节点充当小型传输器,因此降低了信息的传输数据。

这也是一个非常稳定的网络,因为如果一个路由器出现故障,网络的其他区域仍可正常运行。

唯一真正的停机是当协调器停止运转时,这将很容易诊断。

您还可以在网状设置上运行 WiFi 网络,但那是另一回事了!

Zigbee 技术解析

此分类中有各种不同的子类别,因此我会尽力使其尽可能易于阅读。

低功耗与比较

智能家居的全部意义在于省钱、有效改善生活方式,而不是压力。由于 WiFi 和蓝牙非常耗电,因此毫无疑问这是完美的选择。

您的很多设备都依靠电池供电(例如 Blink 相机),因此您会希望通信协议消耗更少的电池电量。

Zigbee 使用的电量比 Z-Wave 少很多,因此对于小突发来说,它非常完美!

信号范围和覆盖范围

随着过去几年智能家居技术的扩展,预计您会希望设备信号的覆盖范围更广。

Zigbee 的范围为 65 英尺,前提是没有任何东西直接阻挡它。就信号范围而言,这还不算太糟糕,但也不算太惊人,在室内,我预计范围在 30 到 45 英尺之间。但这完全基于视线。

信号怎么会这么差呢?

不幸的是,高信号频率无法穿透墙壁或家具,因此,您最好在房子周围设置多个集线器,并将主协调器放置在所有路由器都可以最佳连接的位置。

这对于大型智能家居来说不太好,但在这种情况下,这是一个更容易接受的设置。如果你有多层楼,如果可以的话,一定要为每层楼配备不同的路由器。

Zigbee 的可靠性如何?

如上所述,信号可能很差,这意味着可靠性可能会受到影响。假设您的智能锁无法连接到您的集线器,这意味着什么?

简而言之,您将无法解锁智能锁,因为它无法正确地向集线器发送信号。

但是,如果设置正确,这正是我们需要 Zigbee 的原因。我到底是什么意思呢?

Zigbee 很棒,如果你正确设置它,它会运行得非常好。

Zigbee 需要什么类型的集线器?

在网络上安装 Zigbee 设备通常需要一个集线器和提前制定的计划才能正确地将它们连接在一起。

亚马逊最近大举进军这一领域,Echo Plus 和 Echo Show 10 可充当 Zigbee Hub。 Eero Mesh Pro 也是一个不错的选择,因为它不仅可以作为路由器,还可以作为 Zigbee Hub。

如果你正在寻找亚马逊世界之外的东西,三星 SmartThings、Wink 和 Abode 都是不错的选择。就我个人而言,我始终建议使用 SmartThings Hub

这么多设备如何兼容?

这要归功于一个名为 Zigbee Alliance 的组织,这意味着有超过 2500 种设备支持 Zigbee。有一个 Zigbee 家庭自动化证书,可以显示哪些设备完全兼容 Zigbee。

Echo Show 10 - Zigbee 中心

您可能不知道的一些与 Zigbee 兼容的常见产品包括:

Zigbee 联盟

Zigbee 联盟由该技术的创造者于 2002 年创建,拥有约 400 名成员,支持 2500 多种设备。

目前已售出约 500 亿套 Zigbee 芯片组,预计到 4 年出货量将达到 2023 亿套(但看来 Covid-19 已经阻止了这一进程)。

Zigbee 会员分为 3 个级别(加入均需付费),分别是: 采用者、参与者 & 推进者.

是否可以将 Zigbee 连接到 PC?

理论上是的。您可以使用 Arduino 并通过 USB 连接。具体来说,请查看 XBee 屏蔽.

这将需要大量的学习,并最终需要您自己或 Arduino 社区创建的自定义代码。

Sparkfun 有很好的指南 XBee WiFi 连接指南

布拉德利·斯派塞

一位智能家居和 IT 爱好者,喜欢了解新技术和新设备!我喜欢阅读您的经历和新闻,所以如果您想分享任何东西或聊聊智能家居,一定要给我发电子邮件!