divulgação de afiliados: como Associado da Amazon, ganho com compras qualificadas.
Zigbee é uma das escolhas mais populares de protocolos de comunicação que permitem inteligentes diferentes dispositivos de diferentes fabricantes funcionam uns com os outros, mas não exatamente como ele funciona e o que o torna tão bom para mais de 400 empresas a querer usá-lo?
Zigbee obras pelo coordenador, situado na raiz do Zigbee rede, o envio de uma mensagem para um roteador, que, em seguida, passa a mensagem para um dispositivo final, com instruções para executar uma tarefa específica. É um padrão de tecnologia sem fio adequado para comunicações sem fio de curto alcance.
fiz algumas pesquisas sobre Zigbee para saber mais sobre como exatamente funciona, onde é mais comumente usado e os benefícios que oferece em outros protocolos sem fio como Wi-Fi e Bluetooth. O que descobri deixa claro por que o Zigbee é usado com tanta frequência em casas inteligentes.
como funciona o Zigbee
uma rede Zigbee típica contém três tipos diferentes de dispositivos: um coordenador, roteadores e dispositivos finais. Esses dispositivos trabalham com cada um para entregar mensagens e instruções do coordenador central para os dispositivos finais individuais, como uma lâmpada.
o coordenador é o dispositivo mais capaz e fica na raiz da rede. Há apenas um coordenador por rede, e é responsável por realizar várias tarefas.
eles selecionam um canal apropriado realizando uma varredura de canal e encontrando o mais adequado com a menor quantidade de interferência, atribuem um ID exclusivo à rede, alocam um endereço exclusivo para cada dispositivo dentro da rede e iniciam e transferem as mensagens, ou instruções, dentro da rede.
os roteadores ficam entre o coordenador e os dispositivos finais e são responsáveis pelo roteamento das mensagens entre os diferentes nós.
eles recebem mensagens do coordenador e depois as armazenam até que seus filhos, os dispositivos finais, estejam em condições de recebê-las. Os roteadores também podem permitir que outros roteadores e dispositivos finais se juntem à rede; eles assumem essa responsabilidade fora do coordenador.
os dispositivos finais controlam uma quantidade muito pequena de informações; apenas o suficiente para se comunicar com o nó pai, que pode ser o coordenador ou um roteador, dependendo do tipo de rede Zigbee.
eles costumam dormir (nó de espera), o que faz com que a bateria opere dispositivos ideais como um dispositivo final.
os dispositivos finais não se comunicam diretamente entre si, portanto, uma lâmpada não fala diretamente com outra, por exemplo.
todo o tráfego é encaminhado primeiro para o nó pai, que geralmente é o roteador. O roteador mantém esses dados até que o dispositivo final receptor esteja em posição de recebê-los estando acordado.
os dispositivos finais também são responsáveis por solicitar quaisquer mensagens pendentes do Pai.
O Que Exatamente É Zigbee?
o termo Zigbee é referido muito no mundo da casa inteligente, sendo anunciado na embalagem de muitos dispositivos domésticos inteligentes diferentes, mas o que exatamente é isso?
Zigbee é um padrão de tecnologia sem fio que foi projetado especificamente para comunicações sem fio de curto alcance.
é um padrão de código aberto que foi desenvolvido por uma empresa conhecida como Zigbee Alliance formada em 2002 e agora consiste em centenas de empresas em todo o mundo.
você pode estar perguntando: Por que precisamos de mais um padrão de comunicação sem fio de curto alcance quando já temos Wi-Fi e Bluetooth?
Zigbee é construído especificamente para redes de controle e sensores onde certos dispositivos são monitorados e outros controlados. Wi-Fi e Bluetooth não são adequados o suficiente para este tipo de configuração.
Zigbee foi a resposta para uma necessidade que muitos tinham. Ele fornece uma solução de baixo custo para dispositivos de baixa potência com uma baixa taxa de dados e opera em um curto alcance.
é o padrão mais comumente usado na IoT (Internet das coisas). IoT simplesmente se refere aos bilhões literais de dispositivos físicos em todo o mundo que estão conectados à Internet e coletam e compartilham dados.
quando você pensa assim, é claro ver o quão popular o Zigbee é como um padrão de comunicação sem fio, e não apenas no espaço da casa inteligente.
diferentes tipos de redes Zigbee
existem três tipos principais de topologias de rede Zigbee; estrela, malha e árvore. Uma topologia simplesmente se refere ao layout e arranjo de diferentes elementos dentro de uma rede de comunicação.
topologia estelar
a topologia estelar é o tipo de Zigbee mais simples e menos caro de implementar. Eles não consistem em roteadores e todos os dispositivos finais se comunicam diretamente com o coordenador.
O maior problema com esta configuração é que se o coordenador falhar, toda a rede desabará e nenhum dos dispositivos finais será dado que não há ninguém lá para dar-lhes as suas instruções.
as redes Star também são limitadas pelo alcance do próprio coordenador e, portanto, realmente adequadas apenas para as menores redes que consistem em apenas alguns dispositivos.
topologia de malha
na topologia de malha, cada nó é conectado a um nó vizinho, exceto os dispositivos finais que estão conectados apenas com seu pai, um roteador.
o coordenador se conecta aos roteadores próximos que se conectam aos outros roteadores mais próximos a eles. Assim, alguns roteadores podem se conectar ao coordenador e um outro roteador, enquanto outros podem estar conectados a três ou quatro roteadores diferentes, dependendo do tamanho da rede.
quando um dispositivo deseja se comunicar com outro, a mensagem Pula de um dispositivo para outro, seguindo o caminho mais curto possível, até chegar ao seu destino.
caso um nó específico falhe, a rede continuará a funcionar, pois a mensagem pode simplesmente ser redirecionada seguindo um caminho diferente. Isso é chamado de “processo de autocura”.
a topologia de malha é adequada para casas inteligentes, pois geralmente terão mais dispositivos do que uma topologia estelar é realmente adequada.
Topologia de Árvore
A topologia de árvore é muito semelhante à topologia de malha com a única real diferença é que os roteadores não são interligados.
o coordenador se conecta a todos os roteadores próximos e os roteadores se conectam aos dispositivos finais próximos, mas essa é a extensão das conexões. Os roteadores não se associam entre si e apenas se comunicam com o coordenador e os dispositivos finais.
existe outro tipo de configuração que é referido como uma rede de árvore de cluster que permite que os roteadores se conectem entre si, o que expande o alcance da rede.
qual banda de Frequência o Zigbee usa?
Atualmente, existem 3 bandas de frequência atribuídas ao Zigbee para usar.
a banda de 868 MHz usa o canal 0 e está disponível apenas na Europa e a banda de 915 MHz usa os canais de 1 a 10 e está disponível apenas na Austrália e nos EUA.
a banda de frequência de 2,4 GHz com a qual você provavelmente está mais familiarizado pode ser usada em todo o mundo e usa os canais de 11 a 26.
vale a pena notar que apenas um canal é selecionado para a rede Zigbee usar quando for estabelecido pela primeira vez.
então, por que isso é importante?
as redes Zigbee e Wi-Fi existem mais comumente dentro do 2.Banda de 4 GHz e têm o potencial de interferir uns com os outros, com a rede Zigbee geralmente sendo a única a receber o sucesso.Como você provavelmente já tem uma rede Wi-Fi em sua casa, é necessário um pouco de planejamento ao planejar o uso de dispositivos Zigbee para garantir que não sofra essa interferência.
minha recomendação seria considerar mudar o canal em que sua rede Wi-Fi opera, afastando-se do canal 6 muito lotado para uma parte menos congestionada da banda de frequência como 1 ou 11.
isso é facilmente alterado fazendo login na área de administração do seu roteador, encontrando as configurações sem fio e simplesmente alterando o canal selecionado. Talvez seja necessário desativar a “seleção automática de Canais” se ela estiver ativada para que você possa selecionar manualmente seu canal preferido.
há também a opção de mudar para a banda de 5 GHz, que é muito menos lotada do que a banda de 2,4 GHz, mas há muito menos dispositivos que podem usar essa banda e exigiria que você já tivesse um roteador de banda dupla.
além de sofrer menos interferência em seus dispositivos Zigbee, alterar seu canal de rede Wi-Fi também pode resultar em um aumento de desempenho em sua rede.
as Chances são de que seu vizinho não mudou de canal e com a maioria dos produtos enviados usando um canal padrão de 6, você provavelmente está usando o mesmo. Isso pode causar interferência para vocês dois.
existem muitas ferramentas de digitalização sem fio diferentes que podem ser usadas para digitalizar a atividade em cada canal (este é gratuito e não requer instalação). Se você achar que há muito congestionamento em um determinado canal, esta é uma dica de que você deve considerar escolher um novo canal para sua rede.
usos mais comuns para Zigbee
existem muitos usos diferentes para a tecnologia Zigbee que fazem uso de seu uso de baixa potência e baixa taxa de transferência de dados.
os mais comuns são automação residencial, sistemas de controle industrial, coleta de dados médicos, Aviso de fumaça e intrusão e redes de sensores sem fio.
o principal objetivo do padrão Zigbee é coletar informações ou executar determinadas tarefas de controles dentro de um edifício.
No caso de automação residencial, no centro fica um controlador de automação residencial que é mais comumente conhecido como um “hub”
O hub se conecta com um gateway, que é normalmente o roteador de Internet e é a interface entre o Zigbee hub e o resto da Internet. Tanto o controlador quanto o gateway sendo conectado um com o outro é o que permite controlar seus dispositivos domésticos inteligentes de praticamente onde quer que você esteja no mundo.
alguns dos dispositivos domésticos inteligentes mais comuns que suportam Zigbee incluem luzes, fechaduras e interruptores; vamos dar uma olhada mais de perto nestes mais tarde.
como exemplo, na parede, você pode ter um interruptor de luz que não está conectado à rede elétrica e funciona apenas com baterias.
quando você liga ou desliga o interruptor, uma mensagem é enviada sem fio para o controlador (o coordenador dentro da rede) que então retransmite a mensagem para a lâmpada correspondente para ligá-la ou desligá-la.
parece que o Zigbee opera de maneira muito semelhante ao Wi-Fi e ao Bluetooth, então por que eles não são usados apenas?
Por Que O Zigbee É Importante?
existem várias razões importantes pelas quais o Zigbee é usado em certos cenários, como os descritos acima e não Wi-Fi ou Bluetooth.
simplificando, nem Wi-Fi ou Bluetooth é adequado em situações em que não é necessária muita energia nem dados, ou onde estão centenas de dispositivos na rede.
o Wi-Fi usa muita energia, além de uma alta taxa de dados, o que é um exagero em muitos casos. Zigbee também não usa muito.
Bluetooth só é capaz de suportar até 7 dispositivos em uma rede, enquanto Zigbee Pode suportar centenas.
vamos comparar Zigbee com Wi-Fi e Bluetooth e olhar para os benefícios que ele traz. Espero que isso mostre como o Zigbee é muito adequado para uma casa inteligente.
os benefícios do Zigbee
uma das principais vantagens do uso do Zigbee por Wi-Fi ou Bluetooth é que ele consome consideravelmente menos energia. Dado que os dispositivos passam a maior parte do tempo em um modo de economia de energia, eles normalmente funcionam por vários anos sem que as baterias precisem ser trocadas.
os dispositivos Zigbee também funcionam usando uma taxa de dados muito baixa, especialmente quando você o compara com Wi-Fi e Bluetooth. Enquanto o Wi-Fi usa cerca de 11 Mbps e o Bluetooth usa 1 Mbps, o Zigbee usa entre 20 Kbps e 250 Kbps. Esta é uma quantidade muito pequena de dados, mas ainda é suficiente para a aplicação do Zigbee.
mesmo a 250 Kbps, o Zigbee transfere dados cerca de quatro vezes mais rápido que o Bluetooth e quarenta vezes mais rápido que o Wi-Fi.
os dispositivos Zigbee funcionam muito bem a curto alcance em ambientes fechados até 100 metros, mas isso se estende a 300 metros e além Ao ar livre através de uma linha de visão.
o tempo que leva para se juntar a uma rede Zigbee também é muito menor para redes Wi-Fi e Bluetooth. Demora cerca de 3 segundos para se juntar a uma rede Wi-fi e o Bluetooth pode demorar até 10! Zigbee leva apenas 30 milissegundos para se conectar.
Zigbee também suporta pequenas e grandes redes. Em teoria, você poderia ter até 6.500 dispositivos conectados a uma única rede Zigbee, mas na realidade, é mais provável que seja em torno de 240. Este ainda é um monte de dispositivos no contexto de uma casa inteligente.As redes Wi-Fi geralmente suportam cerca de 32 dispositivos, enquanto o Bluetooth suporta muito menos em torno de 7.
outra razão para muitas empresas saltarem a bordo com o Zigbee é o quão barato é implementar. Comparado com Bluetooth e Wi-Fi, ambos muito complexos, o Zigbee é uma tecnologia muito simples e fácil de usar.
também é de código aberto, tornando-o ainda mais barato para as empresas que o utilizam, pois não precisam pagar taxas de licença ou pagar royalties.
Zigbee também é muito seguro.
ele usa algoritmos criptográficos AES para criptografia e autenticação de dados; o mesmo que é usado pelos bancos, então você sabe que faz um ótimo trabalho na proteção de dados.
como você pode ver, existem muitos benefícios que o Zigbee oferece não apenas para as empresas que usam a tecnologia para fabricar seus dispositivos domésticos inteligentes, mas também para nós como consumidor.
Zigbee ser fácil e mais barato de implementar significa custos mais baixos para nós quando chegamos a comprar nosso equipamento de casa inteligente.
| O Acesso Wi-Fi Gratuito | Bluetooth | Zigbee | |
| Taxa De Dados | 11 Mbps | 1 Mbps | 250 Kbps |
| Tempo para se Juntar a Rede | 3 segundos | 10 segundos | 30 milissegundos |
| o Número de Dispositivos Suportados | 32 | 7 | 240 |
o Que o Uso de Dispositivos Zigbee?
como mencionei anteriormente no artigo, a Zigbee formou uma aliança de empresas que se inscreveram para usar o protocolo ao projetar e fabricar seus produtos.
a aliança agora tem mais de 400 membros e entre eles, eles produziram mais de 2.500 produtos individuais que trabalham com Zigbee.
veja no site da Zigbee Alliance e você verá todos os grandes jogadores do jogo Smart home como a Samsung com sua linha de dispositivos SmartThings, Yale, Philips Hue, IKEA, Amazon Echo, Tuya e muitos mais.
você pode ver todos os membros da Aliança Zigbee aqui para ver seus dispositivos domésticos inteligentes existentes são compatíveis com Zigbee.
Aqui estão alguns dos mais bem sei que a casa inteligente dispositivos que você já possui e que tenham sido certificados para trabalhar com o protocolo Zigbee:
- SmartThings Multifunção Sensor
- Philips Hue
- Yale inteligente bloqueios
- Amazon Eco Mostrar
- Honeywell Casa Gestor de Energia
- Tuya Sensor de Temperatura e Umidade
- Ecobee Inteligente Termostato
Você Deve se importar com Zigbee?
a pergunta que você provavelmente está perguntando agora é se você deve se preocupar com Zigbee? É absolutamente crítico que todos os seus dispositivos domésticos inteligentes funcionem com Zigbee e você deve esquecer todos os dispositivos que usam apenas Wi-Fi?
não acho que você precise se preocupar muito se seus dispositivos estão usando Zigbee ou um protocolo diferente.Certamente tornaria a vida um pouco mais fácil se todos usassem o mesmo protocolo, mas, na realidade, isso é muito difícil de alcançar, especialmente com o grande número de dispositivos diferentes que estão sendo produzidos por diferentes empresas.
se você quiser que tudo funcione com um dispositivo Alexa ou Google e não quiser a complicação adicional de um hub inteligente, como a maioria de nós, você ficará bem usando uma combinação de dispositivos Wi-Fi e Zigbee.
se você quiser o Controle local que vem com um hub, os dispositivos que funcionam usando Zigbee serão sua opção preferida.