Что такое Zigbee и как он может сделать ваш дом умнее?

Zigbee – это открытый стандарт связи, который обеспечивает недорогую и маломощную альтернативу для устройств «умного дома» вместо Wi-Fi, Bluetooth и других беспроводных протоколов.

Благодаря своей простоте, стандартизации и поддержке сотен устройств/датчиков, он сделает ваш дом более умным. Чтобы объяснить это, мы не только дадим высокоуровневый обзор этой технологии, но и рассмотрим ее с точки зрения пользователя.

Что такое Zigbee?

Zigbee можно определить как протокол связи, разработанный на основе стандарта IEEE 802.15.4, который характеризуется чрезвычайно низкой скоростью передачи данных (20~250 кбит/с), большим физическим диапазоном (от 10 до 100 метров), поддержкой сотен конечных узлов (около 240) и низкой задержкой передачи данных (менее 200 миллисекунд). Разработанный и поддерживаемый Zigbee Alliance, в настоящее время это самый популярный стандарт для производителей устройств IoT, широко распространенный в домашней автоматизации, здравоохранении и промышленном IoT. Образованный в 2002 году, Zigbee Alliance в настоящее время насчитывает более 500 ведущих членов. Существует также интересная история названия «Zigbee». Оно произошло от того, что кто-то наблюдал за танцем «зигзаг», исполняемым медоносными пчелами, когда они возвращались в свои ульи. Кроме того, нынешний логотип Zigbee имеет характерную зигзагообразную форму.

Целью стандарта Zigbee является поддержка низкого энергопотребления в устройствах. В результате он стал более востребован в сетях «умного дома». В настоящем «умном доме» все устройства должны работать непрерывно в течение нескольких лет на одной батарее. Для этого они переходят в спящий режим (или режим ожидания), когда не используются. Радиостандарт IEEE 802.15.4 работает в нелицензируемом диапазоне частот, который варьируется по всему миру. Это 915 МГц в США и Австралии, 868 МГц в Европе, 784 МГц в Китае и 2,4 ГГц в остальном мире.

Как работает Zigbee?

Хотя существует множество сложных топологий, которые могут быть построены вокруг сетей Zigbee (сети «звезда», ячеистые сети и т.д.), несколько идей являются общими. Ниже приведен упрощенный обзор, который подходит для небольшого умного дома.

В каждой сети Zigbee есть устройство «Координатор» или «Шлюз», которое подключается к домашнему Wi-Fi роутеру и к мобильному приложению вашего смартфона. Координатор – это корневое устройство всей сети. Его также можно изготовить с помощью Raspberry Pi или других подобных плат.

Иногда существуют промежуточные устройства, называемые маршрутизаторами Zigbee, которые действуют для распределения трафика. Наконец, есть конечные устройства или датчики, которые не могут работать сами по себе. Они будут передавать данные только родительскому координатору или маршрутизатору.

Zigbee может иметь коммерческое применение, а также найти место в DIY проектах домашней автоматизации.

Пример устройства ZigBee потребительского класса

Лампы Philips Hue и другие аксессуары для умного дома широко используют стандарт Zigbee. Они оснащены шлюзом Zigbee, который соединяется с различными устройствами умного дома в вашей сети, такими как Philips Hue, IKEA, ConBEE Home Assistant и другими. Сначала необходимо включить шлюз Hue, подключив его к домашнему роутеру с Wi-Fi с помощью прилагаемого кабеля. Для любого устройства, подключенного к той же сети Wi-Fi, соединение с шлюзом происходит автоматически.

Все устройства умного дома также видны в Приложении Philip Hue. Вы можете нажать на любое видимое устройство, чтобы управлять им в вашем умном доме.

Вы можете увидеть уникальный идентификатор, присвоенный производителем: «Zigbee ID». Это строка из 16 шестнадцатеричных цифр (8 байт), уникальная только для данного устройства ZigBee, присвоенная его производителем (аналогично MAC-адресу сетевой. карты компьютера).

Как показано здесь, для датчика могут быть созданы различные сценарии, такие как запуск эффекта лампы, установка группового цвета и яркости. Реакция на сценарии очень быстрая благодаря низкой задержке сети Zigbee. Если бы это был Wi-Fi или Bluetooth, вам пришлось бы ждать от трех до пяти секунд, пока соединение будет готово.

Применение Zigbee в умных домах

Благодаря своей гибкости, широкому диапазону и возможности соединять сотни устройств между собой, Zigbee является самым популярным стандартом для умных домов. От Samsung SmartThings до устройств Wink, Ecobee и Apple HomeKit – почти каждый набор устройств «умного дома» может быть подключен к концентратору Zigbee.

Преимущества Zigbee в «умных домах» включают:

• Простота и доступность: простое подключение по принципу plug and play. Нет задержки при подключении устройств.
• Низкое количество отказов: Zigbee не так подвержена сбоям в работе сети, как Wi-Fi, Bluetooth или сети 5G.
• Универсальные приложения: к сети можно подключить любое устройство, которое поддерживает шлюз или координатор.
• Экономия электроэнергии: вам не придется беспокоиться о потреблении энергии и частой зарядке умных устройств в вашей сети.

Подводя итог, можно сказать, что сеть умного дома, связанная с Zigbee, является законченной и цельной во всех отношениях.