Z wave или zigbee что выбрать
Выбор протокола для Умного Дома. Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee или Z-Wave
«Умный дом», «Интеллектуальный офис», «Смарт-автомобиль», «Интернет вещей» – все эти названия говорят о том, что неодушевленное окружение человека становится все «умнее», функциональнее. Среди главных достоинств этих технологий – возможности дистанционного контроля состояния и управления, причем, вне зависимости от местоположения хозяина и его удаленности.
К сожалению, создатели экосистем и разработчики устройств пока так и не наши единого подхода к проблеме обмена данными в системах, «общего языка», на котором ее компоненты будут общаться между собой и с человеком.
В результате актуальным становится вопрос – что выбрать: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee или Z-Wave, какой технологии отдать предпочтение в системе «Умного дома» и аналогичных.
Критерии сравнения
Стандарт, который станет основой для автоматизации в доме, должен быть выбран еще до того, как начнется построение системы, до появления в ее составе первой пары устройств. Не вызывает сомнений единственный факт – сеть должна быть беспроводной.
Остальное – достоинства и недостатки Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, Bluetooth, особенности технологий и архитектуры, предложение устройств, требуют тщательного анализа. Не последнюю роль играет правильный выбор критериев сравнения.
Энергоэффективность, потребление энергии аккумулятора
Энергопотребление – один из главных параметров, на который следует ориентироваться при выборе технологии. Это обусловлено:
Покрытие, топология сети и безопасность
Среди главных требований к системе;
Выполнение первых двух напрямую зависит от радиуса действия передатчиков в составе девайсов и чувствительности приемников, топологии сети.
На уровне организации эти требования можно сформулировать как:
Добиться такой реализации можно и в централизованных сетях, и в распределенных ячеистых (т.н. mesh-сетях).
Особенностями последних являются:
Zigbee или Z-Wave: что выбрать для умного дома?
Zigbee или Z-Wave, что подходит для вашего дома? Когда вы строите умный дом, в котором больше чем пара автономных устройств, есть одна вещь, которую вы должны учитывать прежде всего …
Проблемой является тот факт, что разные устройства используют разные протоколы. Пока что нет ничего похожего на единый стандарт для умных домашних устройств. Есть Bluetooth и Wi-Fi, оригинальный X10 и другие.
Давайте рассмотрим протоколы Zigbee и Z-Wave, и выберем, что лучше и нужны ли они вам.
Что такое Zigbee?
Zigbee — ячеистая сеть. Это означает, что сигналы могут переходить от одного устройства Zigbee к другому, без необходимости подключения устройства к сети Wi-Fi. Вместо этого обычно используется центральный узел.
Количество переходов между устройствами не ограничено. Это делает его гибким при построении умных домов. Связь между устройствами Zigbee возможна на расстоянии до 20 метров.
Zigbee может технически справиться с 65000 устройствами, но на самом деле, вы также столкнетесь с проблемами пропускной способности, прежде чем наберете это гипотетическое число. Тем не менее это показывает надежность Zigbee как коммуникационного протокола.
Шифрование AES-128 означает, что вам не нужно беспокоиться о безопасной связи с устройствами Zigbee. Этот стандарт используется онлайн-банками.
Что касается частоты, Zigbee 3.0 работает на частоте 2,4 ГГц с высокой скоростью передачи. Это имеет встроенную проблему … Эта частота используется устройствами WiFi. Поэтому вы можете столкнуться с большим количеством помех. В России Zigbee работает на частоте 915 МГц. Загвоздка в том, что скорость передачи данных снижается с 250 до 40 кбит / с. Так что это компромисс, который может вас не устроить.
Что такое Z-Wave?
Z-Wave также является ячеистой сетью, которая использует радиоволны, для общения устройств и приборов в вашем доме.
Направленный как на коммерческие, так и на жилые умные здания, вам понадобится центральный хаб. Затем вы можете управлять своими устройствами с помощью смартфона, клавиатуры или беспроводного брелка.
Датская компания Zensys разработала Z-Wave еще в 2001 году, как более дешевую и простую альтернативу
В отличие от Zigbee, в сети поддерживается только 4 перехода между устройствами Z-Wave, что делает его более ограниченным. Сама сеть также ограничена 232 устройствами, но этого достаточно для большинства жилых умных домов.
В области безопасности Z-Wave использует тот же стандарт AES-128, что и Zigbee. Хотя это не 100% защита от взлома, но это не та проблема, о которой вам нужно беспокоиться.
Если вы действительно обеспокоены безопасностью, наш совет — не поддаваться искушению полностью автоматизировать ваш дом. Бессмысленно добавлять уровень удобства и безопасности, если вы беспокоитесь что ваши устройства или сеть могут быть взломаны.
Устройства Z-Wave работают в диапазоне радиочастот 800–900 МГц. Это один из ключевых пунктов для покупки, так у вас не будет помех от других устройств.
Нужно ли придерживаться единого протокола связи?
Во-первых, в вашем умном доме вполне возможно использовать устройства Zigbee и Z-Wave.
Многие устройства будут работать с обоими протоколами, даже если они не совместимы напрямую. Концентратор SmartThings от Samsung, как и концентратор Wink, поддерживает Zigbee и Z-Wave. Бытовая техника GE, интеллектуальные замки Yale и термостаты Honey также прекрасно работают с ними.
Поэтому, если вы строите дом с двумя протоколами, подбирайте концентратор, который поддерживает оба, иначе вы столкнетесь с проблемами.
Zigbee против Z-Wave: лицом к лицу
Теперь пришло время изучить эти протоколы беспроводной связи по 7 ключевым категориям:
1) Надежность
Никакое умное домашнее устройство или коммуникационный протокол не используйте вообще, если оно не надежно. Независимо от того, пытаетесь ли вы управлять умным замком или системой безопасности, вам нужен надежный сигнал. В то время как с термостатом или освещением, недостаток надежности расстраивает, то с безопасностью это может быть совершенно опасно.
Как мы уже упоминали, Z-Wave работает в диапазоне частот 800–900 МГц. Если учесть, что перегрузка частоты 2,4 ГГц, необходимая Zigbee, означает, потерю связи. Напротив, сигнал Z-Wave намного стабилен. Поэтому ячеистая сеть Z-Wave способна создавать более качественные и надежные соединения.
Несмотря на эти проблемы, нельзя сказать, что хорошо спроектированная сеть Zigbee ненадежна, просто Z-Wave в целом более надежен.
2) Совместимость
Удобство и безопасность- это два столпа успешного умного дома. Если вам в конечном итоге понадобится несколько хабов и приложений, то это отменяет саму идею оптимизированного и автоматизированного дома.
Zigbee — это открытый беспроводной стандарт, тщательно поддерживаемый Zigbee Alliance. 400 компаний несут ответственность за 2500 устройств Zigbee.
Хотя это может показаться впечатляющим, есть проблема из-за того, как работает сертификация и маркировка…
Производитель может получить сертификацию Zigbee для своего оборудования, даже если программное обеспечение еще не соответствует требованиям. Это позволяет производителю заявлять о готовности устройства Zigbee.
«БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ! Обратите внимание, есть ли сертификат Zigbee Home Automation, который означает полное соответствие.
Как и в случае с надежностью, это не означает, что совместимость является огромной проблемой для Zigbee.
В отличие от Zigbee с открытым исходным кодом, Z-Wave — это запатентованная технология, принадлежащая Sigma Design. Они развивают технологию Z-Wave и управляют Альянсом Z-Wave, который контролирует сертификацию. Эта группа уверена, что каждое устройство Z-Wave придерживается стандартов. Под этим мы подразумеваем, что сертифицированое устройство Z-Wave будет работать с каждым контроллером Z-Wave.
С более чем 600 производителями, ответственными за больше чем 2000 устройств, совместимость является одним из основных преимуществ Z-Wave. По этой причине она является победителем над Zigbee в этой категории.
3) Диапазон сигнала
Умные дома сегодня не просто ограничены внутренней частью дома, но часто используются в гараже и саду. Поэтому вам понадобится отличное покрытие, которое зависит от размеров вашего дома и сферы применения системы.
Цифры, с которыми вы столкнетесь при изучении диапазонов, могут отличаться, но Z-Wave выигрывает на расстоянии.
Устройства Zigbee имеют дальность до 12 м в помещении, но может опускаться до 3 м в зависимости от прямой видимости и материалов, из которых сделаны ваши стены. Хотя это, подходит для наших целей, но может быть не лучшим решением для расширения умного дома. Высокая частота, на которой работает Zigbee, которая ответственна за плохой диапазон, позволяет передавать больше данных, но отрицательно влияет на него.
Уставленные на открытом пространстве, устройства Z-Wave могут отправлять сигналы на расстояния, превышающие 100м. Внутри вашего умного дома помехи и препятствия значительно сокращают этот диапазон. Но сигналы Z-Wave по-прежнему способны преодолевать до 15м со стенами на пути и до 30м без помех.
4) Потребление энергии
Хорошая новость заключается в том, что Zigbee и Z-Wave потребляют удивительно мало энергии, намного меньше, чем требует Wi-Fi. Это очень удобно, поскольку многие устройства для умного дома работают на батарейках, поэтому вам не нужен энергоемкий протокол связи.
Это еще одна область, где оба протокола работают хорошо, но на этот раз у Zigbee есть преимущество. Он потребляет немного меньше энергии, хотя этот разрыв сокращается. Новые устройства Z-Wave Plus улучшаются в этом направлении.
Если вы планируете использовать несколько чувствительных устройств, таких как интеллектуальные замки и датчики, вам лучше использовать Zigbee.
5) Конфигурация сети
В отличие от сетей Wi-Fi, которые являются звездными, Zigbee и Z-Wave, являются ячеистыми сетями. Со звездообразной сетью устройства обмениваются данными с центральным концентратором.
При звездном подключении, когда устройство выходит из зоны действия WI-FI, оно перестает быть частью этой сети.
В ячеистых сетях, хотя сигнал начинается с центрального концентратора, прямой связи не требуется. По сути, каждое устройство действует как повторитель, который передает сигнал следующему устройству в сети.
Сети Z-Wave допускают до 4 переходов между устройствами, в то время как Zigbee, не имеет ограничения. Сети Z-Wave способны поддерживать 232 устройства, Zigbee — невероятные 65000.
Хотя технически Zigbee выигрывает здесь, мы объявляем ничью. Так как не имеет значимого влияния на обычные приложения.
6) Безопасность
Zigbee, и Z-Wave используют стандарт шифрования AES 128, который предпочитают онлайн-банки и правительственные учреждения. Это должно сказать вам все, что вам нужно знать о безопасности.
Хотя ни один умный дом не является полностью безопасным, вы не столкнетесь с проблемами взлома шифрования сигнала, независимо от того, какой протокол вы выберете.
В первые дни Z-Wave приобрел неоправданную репутацию из-за проблем в безопасности. Это была ошибка некоторых компаний, решивших не использовать шифрование высокого уровня. Разочарованный этим, Z-Wave теперь делает AES128 требованием для сертификации. Производители обязаны внедрять новую платформу Security 2 (S2), что делает любое нарушение безопасности практически невозможным.
Хотя Z-Wave поднял безопасность на новый уровень, оба протокола практически исключают возможность взлома сигнала, мы объявляем ничью.
7) Цена
Нет никакой разницы между устройствами Zigbee и Z-Wave, когда речь заходит о стоимости. Как и со всеми устройствами для умного дома, вы можете делать покупки по разным ценам. Но ни Zigbee, ни Z-Wave, несмотря на их отличия, не являются по сути дешевле.
Заключение
Z-Wave, явным победитель с точки зрения надежности, совместимости и диапазона сигнала. В то же время как Zigbee выходит вперед исключительно в плане энергопотребления.
Как и во всех элементах построения успешного умного дома, ваше решение должно быть полностью личным. Используете данный обзор просто как руководство. Это не указание покупать продукты Z-Wave, прежде всего что они лучше.
В заключение, если вы только начинаете идти по пути домашней автоматизации, то немного проще собирать сети Z-Wave. С меньшими помехами, большим ассортиментом Z-Wave имеет смысл для большинства потребителей умных домов.
Подключение к Wi-Fi — плохо. 5 советов всем, кто покупает умные устройства
Перейти на умный дом здорово. Почему? Потому что домашняя автоматизация облегчает жизнь.
Если смотреть исключительно поверхностно, то звучит очень заманчиво. Но, детально разобравшись в вопросе, теперь я не уверен, что могу полностью согласиться с таким мнением. На протяжении последних лет я попробовал огромное количество интересных гаджетов для домашней автоматизации, в том числе несколько некачественных, которые мне, вероятно, вообще не следовало подключать к своей домашней сети.
Хотя мой дом в итоге стал намного умнее и удобнее, путь достижения цели оказался долгим и тяжёлым. С десятками стандартов, брендов и даже протоколов связи получить сплочённую работу их всех в одном месте трудно — даже техногику.
Рассказывать о каждой попытке приблизиться к дому будущего считаю лишним, зато могу спасти вас от необходимости бродить по интернету в поисках нужной информации и раскрытия подводных камней. Собрал в статье 5 уроков, которые извлёк из крайне длительного процесса создания умного дома. Они должны помочь вам без особой мороки построить собственный автоматизированный рай.
1. Забудьте про Wi-Fi — попробуйте лучше Zigbee или Z-Wave
Связь лежит в основе любого умного дома, поэтому давайте сначала поговорим о технологиях коммуникации. Сегодня в индустрии наиболее распространены четыре различных протокола умного дома: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee и Z-Wave.
Zigbee и Z-Wave — это беспроводные протоколы по типу Wi-Fi, но работающие совсем по непохожему принципу. Говоря простым языком, это самоорганизующиеся ячеистые сети, когда устройства соединяются между собой и обмениваются информацией напрямую. С другой стороны, устройства, соединённые через Wi-Fi, требуют подключения к центральному маршрутизатору и в основном игнорируют друг друга.
Для Zigbee и Z-Wave тоже нужен концентратор, однако его можно разместить на расстоянии нескольких комнат. Пока есть гаджеты, расположенные по пути к нему, у удалённых устройств не будет проблем с подключением.
Популярный вопрос — почему бы не использовать Wi-Fi, если в наличии стабильно качественный сигнал по всей территории дома. Устройства на основе Wi-Fi почти всегда включают в себя процесс сопряжения, который соединяет их с сервером производителя. Помимо последствий для конфиденциальности и безопасности, это может привести к определённой фрагментации, если вы не будете осторожны.
Представьте себе: половина ваших устройств может управляться в одном приложении, в то время как остальные работают в каких-то отдельных экосистемах. Не очень удобно, не так ли? Хуже того, автоматизация в большинстве случаев привязана к фирменным приложениям производителей, поэтому вы не можете заставить конкурирующие продукты синхронизироваться.
Гаджеты на основе Wi-Fi также не очень быстро реагируют на действия и иногда сбоят без видимых на то причин, по моему опыту. Включение или выключение чего-либо должно ощущаться так же мгновенно, как и нажатие переключателя. Тем не менее управление может работать раздражающе медленно, даже если вы находитесь в одной локальной сети.
Гаджеты на основе Zigbee и Z-Wave, напротив, не подключаются к интернету в привычном понимании, и логика автоматизации здесь сводится к обработке данных в рамках самого локального узла. Ещё один плюс: оба протокола являются стандартизированными, поэтому один хаб может взаимодействовать с устройствами разных производителей. Как минимум, не приходится устанавливать кучу приложений.
Другие преимущества по сравнению с Wi-Fi — высокая надёжность и низкое энергопотребление. К слову, последнее объясняет, почему датчики Zigbee намного более компактные. Им просто не нужны массивные аккумуляторы.
Да, план с Wi-Fi-подключением обойдётся дешевле, но не поддавайтесь искушению. Технологии Zigbee и Z-Wave обеспечивают простую и устойчивую работу. Спокойствие того стоит.
2. Умных колонок недостаточно для настоящей автоматизации
Маркетинг заставляет нас поверить, что умные колонки, такие как Google Nest Audio, идеально подходят для умного дома. На самом деле они ужасно плохо справляются с реальными задачами по части автоматизации.
Процедуры «Google Ассистента», которые позволяют настраивать автоматизацию, не обрабатываются и не выполняются локально. Другими словами, если у вас не получится подключиться к интернету, ежедневная вечерняя рутина с автоматическим включением света тоже перестанет функционировать.
Кроме того, платформа умного дома Google далеко не так полнофункциональна, как выделенный центр умного дома. Например, она не поддерживает датчики открытия дверей или движения, поэтому вы не можете включать свет при входе в комнату. Триггеры между устройствами аналогично полностью отсутствуют в подпрограммах. Это означает, что вы не можете сделать даже что-то настолько простое, как автоматизация включения вентилятора в зависимости от текущей температуры в помещении.
Технически вы можете использовать устройства Nest в качестве датчиков присутствия, но они не умеют работать независимо в каждой комнате. У вас может быть только автоматизация по геолокации, которая срабатывает, когда вы покидаете свой дом или возвращаетесь.
Стоит отметить, что линейка Amazon Echo предлагает более расширенную функциональность в этом отношении. Умный дисплей Echo Show и колонка Echo Plus поддерживают работу в качестве концентратора благодаря встроенной поддержке Zigbee. Их возможности всё ещё несколько ограничены на фоне отдельного хаба Zigbee, но настройки гораздо качественнее. Amazon даже разработала базовые голосовые команды, работающие в автономном режиме.
Я обожаю свои умные колонки и дисплеи Google Nest, но только как пульт дистанционного управления и аудиосистему на несколько комнат.
3. С умом подходите к выбору концентратора для умного дома
Теперь, когда мы выяснили, почему вам может понадобиться отдельный концентратор для умного дома, давайте рассмотрим варианты. Концентратор (упрощённо называют «хаб») — это специальный блок управления, к которому подключаются все остальные гаджеты в вашем доме, поэтому надёжность и простота использования имеют первостепенное значение.
По сути, существует два вида концентраторов — те, которые привязаны к производителю, и те, которые умеют подключаться практически ко всему без ограничений. Закрытые экосистемы часто обещают более продуманные управление и интерфейс. За время тестирования я заметил, что это больше бесполезный маркетинг, говорящий либо о проприетарных протоколах с требованием сертификации, либо о неоправданных ценовых надбавках.
Всем, кто собирается заняться организацией умного дома в ближайшее время, рекомендую обратить внимание на следующие системы:
4. Умные дома не обязательно должны быть очень дорогими
Предполагая, что вы выбрали Zigbee или Z-Wave в качестве протокола для умного дома, нет причин придерживаться одного бренда или экосистемы.
На официальных сайтах Samsung и Apple постоянно обновляются списки брендов-партнёров и совместимых устройств для SmartThings и HomeKit соответственно. Home Assistant и Hubitat не поставляются с обязательной сертификацией ввиду их открытости и работают с большим количеством устройств, чем вы ожидаете.
Почему это так важно? Возьмём, к примеру, датчики движения. Если у вас есть концентратор SmartThings, вам не нужно покупать датчики производства именно той же Samsung. Достойная альтернатива — мультисенсор Z-Wave от Aeotec, объединяющий в себе измерение температуры, влажности, движения и ультрафиолетового излучения в одном флаконе. Ещё один многообещающий гаджет — встраиваемый в стену переключатель света Enbrighten от GE с интеллектуальным управлением Zigbee, Z-Wave или Bluetooth. Выбор бесконечен.
Если вы немного более предприимчивы, стоит взглянуть и на менее известные модели: Aqara от Xiaomi, Sonoff от eWelink и Trådfri от IKEA. Могу с уверенностью сказать, что ассортимент перечисленных брендов почти всегда предоставляет удовлетворяющие результаты при впечатляюще доступной цене.
Конечно, есть и некоторые заметные исключения. Например, трендовая линейка аксессуаров для умного дома Philips Hue чрезвычайно проста в настройке. Минус единственный и существенный — у неё не совсем открытая экосистема. Можно подключить множество сторонних устройств Zigbee, но если они не сертифицированы по программе Friends of Hue, полноценная функциональность не гарантируется. Помимо прочего, официальные аксессуары стоят недёшево, отчасти потому, что существует довольно мало аналогов.
5. Облако ненадёжно: умные дома нуждаются в ручном управлении
Как только вы настроите автоматизацию в доме и свет начнёт включаться как по волшебству, может возникнуть соблазн сразу же избавиться от «устаревших» переключателей. Советую не торопиться.
Если вы не живёте один, важно, чтобы ваши настройки умного дома были как можно более ненавязчивыми. То, что хорошо и приятно работает для вас, не порадует и не понравится кому-то другому. И последнее, что вам нужно, — это член семьи или гость, который не может сам включить свет. Глупо? Поверьте мне, я находился в такой ситуации.
Ещё один момент, который следует учитывать, заключается в распространённости сбоев серверов. Гаджеты в том числе таких крупных брендов, как Hue, Tuya и GE, время от времени сталкиваются с ними. Чем больше устройств вы объединяете в цепочку, тем больше вероятность, что перебои повлияют на вас. Облачные связки (в моём случае — Google-Hue) несколько раз подводили меня, хотя обе платформы отлично работают через свои официальные приложения.
Поэтому учитывайте недостатки облачных систем и попробуйте спроектировать свой умный дом с учётом автономной функциональности, которая будет выступать запасной. Всё начинается с выбора правильного хаба, который не превращается в бесполезную коробку при отсутствии подключения к интернету. Что касается ручного управления, то физические переключатели по-прежнему царят безраздельно. В современной реализации отличной идеей станут интеллектуальные переключатели. Они объединяют лучшее из двух миров.
Надеюсь, мои выводы помогут вам грамотно начать путешествие по технологиям домашней автоматизации. Совет напоследок: начинайте с малого — на первых порах попробуйте ограничиться парочкой недорогих гаджетов и датчиков.
Вы всегда можете развёртывать дополнительное оборудование постепенно, в зависимости от потребностей. Этот подход также позволяет получить ценный опыт, он определённо ещё пригодится. Возможно, в конце концов вы поймёте, что некоторые вещи не стоит автоматизировать или что вам нужно направить ресурсы в другое место. Построить умный дом и заставить его работать на вас — это марафон, а не спринт.
Внимание! Это перевод статьи от Android Authority.