ZigBee, Z-Wave, WiFi i inne typy łączności smart home – o co w tym chodzi?
Przeczytasz w
5 minut
Tworzenie swojego własnego inteligentnego domu wydawać się może skomplikowane i trudne. Pierwszym problemem jest mnogość i zawiłość systemów łączności urządzeń smart home. Spotkacie się z różnymi protokołami, takimi jak: WiFi, ZigBee, Z-Wave, Bluetooth czy tradycyjnym połączeniem radiowym. Nagle okaże się, że niektóre zakupione już przez was urządzenia nie są ze sobą kompatybilne, albo odczujecie, że ograniczeni jesteście do produktów jednego producenta.
Dlatego prosto i konkretnie tłumaczymy, o co chodzi z systemami łączności smart home. Czym są te protokoły i jak każdy z nich działa. Zawracamy też uwagę, na co uważać kompletując urządzenia smart.
Spis treści:
- Systemy łączności smart home – skąd wynika ten chaos?
- Po co są te systemy łączności?
- Łączność WiFi
- Połączenie siecią ZigBee
- Połączenie Z-Wave
- Łączność Bluetooth
- Technologia radiowa
- Czy nowy standard łączności Matter coś zmieni?
Systemy łączności smart home – skąd wynika ten chaos?
Systemy łączności inteligentnego domu, czyli protokoły komunikacji sprzętu to dość skomplikowany temat. Bardzo łatwo się w tym pogubić i po prostu stwierdzić, że nie ma się na to siły i czasu.
To całe zamieszanie wynika z tego, że wielu producentów stosuje swoje autorskie systemy łączności i nie wspiera popularnych uniwersalnych rozwiązań.
Ostatecznie zmuszeni jesteśmy do korzystania z rozwiązań jednego producenta – bo tak jest nam łatwiej.
Po co są te protokoły łączności?
Urządzenia smart zawsze będą potrzebowały jakiegoś rodzaju łączności. Wyróżniamy dwa typy połączenia:
- połączenie lokalne – w obrębie zasięgu urządzeń,
- połączenie zdalne – daje nam możliwość zdalnego sterowania (niezbędny jest Internet).
Urządzenia smart, aby uzyskać dostęp do Internetu, mogą łączyć się routerem. Czasem jednak będą potrzebowały wsparcia, którym jest mostek/hub/centralka (wymienne nazewnictwo – ale mowa o tym samym urządzeniu).
Urządzenia smart wykorzystują zatem zawsze jakiś rodzaj łączności.
Protokoły łączności mają za zadanie stworzyć połączenie pomiędzy kilkoma urządzeniami smart.
Tworzą one zatem system łączności pomiędzy nimi. Ten system może opierać się na jednym ze standardów komunikacji:
W tym artykule znajdziesz szczegółowy opis każdego typu łączności urządzeń smart home. Jeśli jednak wolisz formę wideo, to wyjaśniamy działanie każdego z tych protokołów w materiale:
Łączność WiFi
Łączność WiFi polega na tym, że urządzenie smart łączy się z naszym routerem i w ten sposób przekazywane są między nimi dane. Komunikacja między nimi jest bardzo rozwinięta (nie potrzeba pośrednika – mostka).
Aby najprościej to przedstawić komunikację WiFi, przygotowałam ten prosty rysunek:
- Pierwszy jest telefon, który wysyła dane do chmury (serwera producenta).
- Następnie dane te są wysyłane do routera.
- Router komunikuje się przez WiFi z inteligentnym urządzeniem.
Komunikacja odbywa się dwustronnie, więc tą samą drogą urządzenie smart będzie komunikować się z telefonem.
Plusy łączności WiFi:
- Prosta komunikacja i obsługa (komunikacja urządzenie-router).
- Nie wymaga zakupu pośrednika (mostka).
- Dwustronna komunikacja – urządzenia zarówno odbiera, jak i wysyła sygnał.
- Produkty są często nieco tańsze i łatwodostępne.
Wady łączności WiFi:
- Urządzenia często są większe – potrzebują dużej mocy, aby utrzymać stałe połączenie z routerem, dlatego mają wbudowane większe zasilanie.
- Duża ilość urządzeń obciąża router i może spowolnić sieć (chyba że masz potężny modem lub system mesh).
Połączenie siecią ZigBee
Drugim typem łączności, bardzo popularnym wśród urządzeń smart home jest ZigBee. W tym wypadku wymagany jest już pośrednik pomiędzy routerem a urządzeniem, czyli mostek.
- Telefon wysyła dane do chmury (serwera producenta).
- Potem dane te są wysyłane do routera.
- Router komunikuje się przez WiFi z mostkiem.
- Następnie mostek poprzez połączenie ZigBee wysyła informację do inteligentnego urządzenia.
Komunikacja wykorzystująca protokół ZigBee odbywa się dwustronnie, więc tą samą drogą urządzenie smart będzie łączyć się z naszym telefonem.
Zalety ZigBee:
- Bardzo wielu producentów wykorzystuje protokół komunikacyjni ZigBee.
- Dwustronna komunikacja – urządzenia odbiera i wysyła sygnał.
- Połączenie za pomocą mostka odciąża sieć domową.
- Energooszczędność.
Wady ZigBee:
- Musisz dokupić mostek.
- Istnieje kilka standardów połączenia, kilka wersji. To oznacza, że możesz mieć urządzenia w różnym standardzie ZigBee i one nie będą ze sobą kompatybilne.
Połączenie Z-Wave
Z-Wave to połączenie, które jest konkurencją dla ZigBee. W przypadku tego systemu łączności również potrzebny jest mostek, czyli przekaźnik pomiędzy routerem a urządzeniem.
- Telefon przekazuje dane do chmury (serwera producenta).
- Następnie dane są wysyłane do routera.
- Router komunikuje się przez WiFi z mostkiem.
- W kolejnym kroku mostek poprzez połączenie Z-Wave wysyła informację do urządzenia smart.
Zalety Z-Wave:
- Najmniejsza podatność na zakłócenia (porównując do WiFi i ZigBee), ponieważ działa na niższych częstotliwościach radiowych (908.42 MHz).
- Dwustronna komunikacja – urządzenia odbiera i wysyła sygnał.
- Połączenie za pomocą mostka odciąża sieć domową.
Wady Z-Wave:
- Mniej urządzeń na rynku (w porównaniu do urządzeń ZigBee)
- Droższe urządzenia – producenci muszą wykupić certyfikat Z-Wave, który jest droższy, ponieważ jest to bardziej zaawansowany protokół łączności.
Łączność Bluetooth
Zazwyczaj łączność Bluetooth to standardowa częstotliwość 2.4 GHz. Produkty smart home wykorzystujące Bluetooth działają od razu po sparowaniu z telefonem i nie wymagają połączenia z Internetem.
Przy połączeniu Bluetooth mamy dwie opcje:
- Lokalne połączenie urządzeń smart przez bluetooth (komunikacja dwustronna pomiędzy urządzeniem mobilnym a urządzeniem smart).
- Połączenie bluetooth z możliwością zdalnego sterowania (wspierane przez mostek).
- Telefon przekazuje dane do chmury (serwera producenta).
- Dane z chmury wysyłane są do routera.
- Router łączy się przez WiFi z mostkiem.
- W kolejnym kroku mostek poprzez połączenie Bluetooth wysyła dane do urządzenia smart.
Zalety i wady połączenia Bluetooth
Zalety Bluetooth:
- Niski pobór prądu.
- Możliwość wykorzystania mostka, aby zdalnie sterować urządzeniem.
Wady Bluetooth: niewielki zasięg połączenia.
Technologia radiowa
Technologia radiowa to inaczej RF433. Liczba w nazwie oznacza kluczową tutaj częstotliwość przesyłania danych – 433 MHz.
Przy połączeniu radiowym również mamy dwie możliwości:
- Korzystanie z łączności radiowej lokalnie (np. brama jest sterowana poprzez pilota).
- Połączenie radiowe z wykorzystaniem mostka, a więc możliwością zdalnego sterowania.
Na rysunku poniżej przedstawiłam łączność wykorzystującą technologię radiową z możliwością zdalnego sterowania. Jednak pamiętajcie, że połączenie radiowe to komunikacja jednostronna – możemy zdalnie połączyć się z urządzeniem, ale ono zdalnie nie połączy się z naszym telefonem.
Zalety i wady technologii radiowej
Technologia radiowa w urządzeniach smart jest dość stara. Jednak przekłada się to na zaletę, jaką jest niska cena urządzeń wykorzystujących taki protokół.
Minusy technologii radiowej:
- Urządzenia jednokierunkowe – wyślesz komendę, ale nie dostaniesz odpowiedzi zwrotnej.
- Pasmo 433 MHz jest powszechne dla przesyłu wszelkich fal radiowych itp., dlatego jest dość mocno zapełnione.
- Bardzo łatwo zakłócić pracę technologii radiowej, ponieważ nie jest ona zabezpieczona.
Czy nowy standard łączności Matter coś zmieni?
Podsumowując, na ten moment nie istnieje system łączności kompatybilny z każdym rodzajem urządzenia smart. To ma się zmienić w tym roku, dzięki nowemu standardowi łączności – Matter. Główni gracze na rynku smart home zadeklarowali, że ich sprzęty będą kompatybilne z Matter.
Ekosystem smart home
Tworząc ekosystem smart home, każdy produkt łączymy z routerem i zarządzamy nimi z poziomu aplikacji. Jeśli mamy jednego producenta urządzeń to mamy już jedną aplikację do obsługi wszystkich. Jeśli łączymy różnych producentów, to aplikacji będziemy mieli kilka. Na szczęście urządzenia różnych producentów możemy zebrać w jedną osobną aplikację do zarządzania domem np.
- Google Home
- Apple Home Kit
- Amazon Echo
Mogą Cię zainteresować:
Czytaj więcej
