Tani i niezawodny Smart Home – Bezprzewodowa komunikacja ZigBee

Tani i niezawodny Smart Home – Bezprzewodowa komunikacja ZigBee

Czasy, kiedy rozwiązania inteligentnego domu były bardzo drogie odchodzą w niepamięć. Wraz z rozwojem technologii ceny smart urządzeń spadły, a na rynku pojawiły się niezawodne i tanie systemy działające bezprzewodowo. Nie trzeba prowadzić dodatkowych komunikacyjnych kabli, aby nasze systemy mogły ze sobą współpracować. Na inteligentne sterowanie może pozwolić sobie każdy bez konieczności wydawania kilkunastu tysięcy złotych i ingerencji w budynek – wszystko dzięki ZigBee. 

Co to ZigBee?

Zigbee to otwarty standard IoT (Internet of Things – Internet rzeczy), który służy do zapewniania łączności między czujnikami, urządzeniami, bramkami. 

Historia

Celem ZigBee Appliance w 2002 roku było stworzenie międzynarodowych standardów łączności z różnymi urządzeniami. Z założenia miały to być bezpieczne, energooszczędne, łatwe w użyciu, a przede wszystkim niedrogie rozwiązania zawierające  czujniki i systemy sterowania.

Specyfikacja ZigBee została zatwierdzona przez IEEE i wykorzystuje standard IEE 802.15.4, który zapewnia transmisję danych przede wszystkim na częstotliwościach 2.4 GHz, a także 868 i 915 MHz wybranych rejonach świata.

W 2004 roku wprowadzono wersję 1.0 specyfikacji ZigBee, a pierwsze produkty oparte na standardzie ZigBee zostały wprowadzone na rynku w roku 2006. 

Zalety ZigBee w Smart Home

Ostatnia wersja ZigBee oznaczona nazwą ZigBee 3.0 została wprowadzona w 2016 roku. Opracowana została z myślą o aplikacjach IoT (Internet of Things – Internet rzeczy). Możemy wymienić jej następujące zalety:

Duża konkurencja między producentami – szeroki wybór produktów

Niska cena – wynika z racji dużej konkurencji oraz sposobu komunikacji. Nie jest wymagane wpuszczanie w ściany kabli komunikacyjnych

Kompatybilność – ujednolicony standard, wszystkie

Łatwość w instalacji i w utrzymaniu

Energooszczędne czujniki – wszystkie rozwiązania zasilane z baterii charakteryzują się długim czasem pracy na baterii (nawet kilka lat)

Duża tolerancja na zakłócenia

Otwarty standard komunikacji

Bezpieczeństwo danych – szyfrowanie danych

Możliwość integracji z systemami innych producentów przez wzajemną współpracę lub za pomocą multibramek (np. Home Assistant)

Urządzenia w standardzie ZigBee pełnią również funkcję wzmacniaczy sygnału

Przepustowość i zasięg ZigBee

ZigBee stworzony jest do przesyłu małych pakietów danych we względnie długich odstępach czasowych. Charakteryzuje się przepustowością na poziomie 250 kb/s na częstotliwości 2.4 GHz. Jest to wynik mniej imponujący niż popularne standardy bezprzewodowe (np. WiFi, Bluetooth), jednak to znacznie wpływa na wydłużenie czasu pracy sensorów na pojedynczej baterii AAA, a taka przepustowość do urządzeń IoT jest w zupełności wystarczająca. 

Zasięg transmisji również nie jest zbyt imponujący. Produkty wspierające ZigBee charakteryzują się zwykle zasięgiem transmisji do kilkudziesięciu metrów. Zaletą tego standardu jest jednak dwojakie działanie urządzeń, które dodatkowo wzmacniają przesyłany sygnał między urządzeniami. W ten sposób żarówka działająca w standardzie ZigBee nie tylko może być sterowana zdalnie, ale także pełni rolę wzmacniacza sygnału przekazywanego z/do innych, dalej położonych urządzeń. Także uszkodzenie pojedynczego urządzenia nie spowoduje zatrzymania pracy systemu, gdyż komunikacja zostanie przekierowana przez inne urządzenia.

Typy urządzeń ZigBee:

ZigBee Green Power Device – Urządzenia pozyskujące energię z odnawialnych źródeł energii lub baterii działających przez całą żywotność urządzenia;

ZigBee End Device – urządzenie końcowe. Działa w trybie uśpienia, a wybudza się tylko w przypadku konieczności wykonania operacji np. czujnik ruchu. Zasilany jest bateryjnie;

ZigBee Router – zasilanie z sieci;

ZigBee Trust Center – Koordynator. Zarządzanie zadaniami w sposób scentralizowany. Odpowiada za zarządzanie poświadczeniami bezpieczeństwa.

Wzajemna komunikacja urządzeń smart home różnych producentów

W standardzie ZigBee funkcję routera wzmacniającego sygnał może być każde urządzenie działające przez ten standard niezależnie od producenta. Warto jednak zaznaczyć, że nie jest to tożsame z możliwością sterowania urządzenia z poziomu koordynatora stworzonego przez jednego z producentów. ZigBee 3.0 miało to zmienić, ale w praktyce jednego wielkiego oficjalnego ekosystemu, w którym urządzenia różnych producentów „rozmawiają” ze sobą nie ma. Co prawda niektóre firmy współpracują ze sobą w zakresie obsługi i sterowania urządzeniami przez jedną centralkę, ale ta współpraca i tak nie obejmuje urządzeń wszystkich producentów. 

Ograniczenia związane z brakiem konkretnego urządzenia w asortymencie jednego producenta mogą być uciążliwe. Załóżmy sytuacje, że chcemy skorzystać z bardzo dobrych czujników temperatury producenta XYZ. Na podstawie odczytów z czujników temperatury chcemy sterować głowicą termostatyczną producenta ABC, który takich czujników nie produkuje. W takiej sytuacji nie mamy możliwości zrobienia automatyzacji, która będzie współpracowała z dokładniejszymi czujnikami temperatury niż te wbudowane w głowicę termostatyczną. 

Na pomoc przychodzą własne multibramki, np. Home Assistant. Nie tylko pozwalają połączyć ze sobą urządzenia kilku producentów, ale także znacznie rozszerzają możliwości tworzenia automatyzacji (jedynymi ograniczeniami są tak naprawdę umiejętności programowania oraz wyobraźnia) . Takie rozwiązania wymagają dokładnego zagłębienia się w temacie, dlatego konfigurację takiego serwera najprościej i często najlepiej powierzyć specjalistom.

Jeśli jesteś zainteresowany rozwiązaniami smart w swoim domu lub firmie – skontaktuj się z nami! 


ZigBee, Z-Wave czy WiFi? – Jaki protokół komunikacji wybrać do naszego przyszłego zautomatyzowanego mieszkania?

Montaż inteligentnych rozwiązań, które komunikują się za pomocą przewodów wiąże się z poprowadzeniem kabla do każdego urządzenia. Nie zawsze jest Read more

Smart Home – Inteligentne mieszkanie jak z filmów Sci-Fi

Mieszkania pełne inteligentnych systemów, które sterowane są za pomocą wirtualnych asystentów głosowych jeszcze niedawno wydawały się bardzo daleką przyszłością. Dziś Read more

Profil zużycia energii – sposoby maksymalizacji wykorzystania wyprodukowanej energii

Nadprodukowana przez instalację fotowoltaiczną energia wiąże się ze stratami w postaci konieczności oddania energii elektrycznej do sieci.  Z zewnętrznego źródła Read more

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *