Преимущества и недостатки умного дома Zigbee
В данной статье хочу рассказать про ZigBee и про опыт работы с ним. Опишу основные плюсы и минусы ZigBee. Сейчас на рынке сотни различных Умных девайсов на базе ZigBee, это удобно в плане подключения и быстрого монтажа. Сегодня ZigBee активно продвигают как решение для Умного Дома. Естественно 90% покупателей не разбираются в этих технологиях и не видят проблем с надежностью и безопасностью, хотят с минимальными затратами поставить хороший Умный Дом и только потом понимают, какие проблемы получают из-за беспроводной системы. А в серьезных и больших проектах проблемы начинаются сразу! Поэтому до читателей хочется донести всю правду о таких технологиях как ZigBee. Теперь обо всем по порядку.
Беспроводные системы умного дома
Мы, как разработчики оборудования, еще 10-12 лет назад начали изучать беспроводные технологии Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave и ZigBee (Xbee). Нам хотелось создать Умный девайс, который не требовал монтажа и штробления стен. Мы стали пробовать все беспроводные технологии на тот момент. Основной критерием была надежность передачи данных.
Первое, что пришло в голову — это Wi-Fi, который был уже везде и был относительно надежным, но от разработчика устройств требовалось использование многих микросхем и реализации кода для создания простых устройств. Минусом было то, что Wi-Fi потреблял много мощности по питанию, это не позволяло создавать устройства на батарейках. У Wi-Fi был широкий канал, но для Умного Дома избыточный, а также всем понятный термин IP адрес и возможность подключения к роутеру. Мы отказались от использования Wi-Fi из-за сложности разработки и себестоимости и стали изучать дальше.
Вторым на очереди был Z-Wave, который сразу разочаровал нас своей ненадежностью. Мы увидели серьезную проблему на объекте с Умным домом другого производителя на базе Z-Wave – у пользователя загорались две лампочки сразу, в то время как должна была загораться только одна. Дешево и хорошо одновременно не бывает. Этот вариант нас также не устроил.
Умный дом ZigBee
А затем мы стали исследовать ZigBee, который имел законченное решение, минимальное потребление, удобный протокол, хопы (ретрансляцию), общевещательные и частные сообщения, создание Mesh сетей. Казалось, все было замечательно! Но, как всегда, проблемы были выявлены позднее.
Сеть ZigBee состоит из главного шлюза и устройств, которые подключаются к шлюзу. Шлюз выступает центром обработки и отправки данных. К шлюзу подключаются устройства (есть ограничения по количеству), которые могут быть двух типов. Первый тип – это «конечное устройство», которое только передает или принимает информацию и не может выступать в роли ретранслятора. Второй тип устройств – также может передавать, принимать и ретранслировать информацию (сигнал) для другого устройства. Т.к. ZigBee не обладает мощными передатчиками и одно устройство не может «добивать» радиосигналом до другого (например, в разные концы квартиры), то были придуманы «ретрансляторы», которые способны ретранслировать сигнал через себя к соседнему устройству. Ретранслятор — это возможность передать данные через себя другому устройству. Тут есть опасность, если на пути пакета данных от шлюза к дальнему устройству «ретранслятор» выйдет из строя, то вся цепочка перестанет работать и данные (сигнал) уже не дойдет до «конечного устройства». Поэтому когда размещают такие устройства в квартире, важно правильно их расположить.
Сейчас есть множество устройств на батарейках: датчики движения, датчики температуры и т.д. Тут тоже есть проблема – если в таком устройстве садится батарейка, то уменьшается мощность передатчика, что вызывает обрыв данных, пропуски данных. В итоге вся система ведет себя ненадежно!
Если мы говорим о беспроводной технологии, то все такие устройства могут работать только на разрешенных частотах: 443 МГц, 868 МГц, 2.4Гц. Это стандартные частоты, на которых работает много других устройств. Например, 2.4 Гц, на которой работают роутеры более мощные по сравнению с ZigBee, и тем самым глушат сигнал от «Умных» устройств. Потом надо понимать, что более высокую частоту лучше использовать на открытых пространствах, т.к. в железобетонных зданиях, бетон это «зло» для 2.4Гц. Куда лучше работает сигнал с частотой 443 и 868 МГц – меньшая частота лучше отражается, в закрытых помещениях лучше использовать эти частоты. Не у каждого дома есть анализатор частот, но достаточно взять телефон и посмотреть сколько сетей вы видите вокруг.
В общем, как бы ни казалось, что в беспроводных системах все просто, это не так, потому что нужно учитывать все, что вас окружает. Сейчас в каждой квартире стоит роутер, который создает дополнительные помехи для ZigBee! В административных зданиях, например, банках или госучреждениях, могут быть установлены «глушилки», которые создают помехи для ZigBee, причем частота 443 или 868 МГц не поможет избавиться от помех из-за «глушилок». Отключения устройств и нестабильная работа гарантирована. Другой вопрос – дача или загородный дом. В этом случае ситуация с передачей сигналов будет намного лучше.
Плюсы и минусы ZigBee
Подводя итоги можно обозначить плюсы и минусы ZigBee.
Плюсы:
- Быстрый и удобный монтаж устройства с ZigBee. Купил, поставил и работает!
- Простая настройка с помощью мобильного приложения.
- Дешевое оборудование, если конечно вы не берете на всю квартиру.
- Подходит для небольших проектов 5-8 устройств.
Минусы:
- Ненадежность связи. Может не сработать или «отвалиться» от сети.
- Ненадежность устройства, например, датчик протечки на базе ZigBee может не сработать.
- Легко «заглушается» сигнал.
- Некоторые устройства можно взломать и управлять удаленно (лично пробовали, выкладывали видео на нашем Telegram-канале)
- Для больших и серьезных проектов Умного дома не подходит! Сеть будет перегружена и много излучающих устройств.
- Если ретранслятор вышел из строя, то теряется вся цепочка и другие устройства будут не доступны.
- Устройства с батарейками – отключаются и глючат, когда садится батарейка.
- Заторможенность устройств – особенно, когда девайс работает через ретранслятор.
- Чем больше устройств, тем система уже не будет такой дешевой, какой казалась изначально.
- Много устройств, излучающих радиоволны — хотите жить как в СВЧ печи?
- Малый функционал. Решает только обычные задачи: свет, розетки, температуру, движение.
- Как правило, беспроводные устройства работают с облаком! Нет интернета – нет Умного дома.
В заключение
ZigBee — это ненадежное решение, это следует понимать сразу, если вы решили поставить себе Умный дом на базе ZigBee. И это не из-за того, что мы производим проводную систему Умного дома, это просто законы физики и текущая реальность, где почти все работает по беспроводу и радиоэфир очень замусорен. Вы должны быть готовы к сбоям и нестабильной работе.
ZigBee – это хорошее решение для небольших проектов, например, пульт управления для ТВ, или для управления парой розеток. Или нет выхода, т.е. у вас уже готовый ремонт и очень хочется Умный дом.
Да, что касается готового ремонта, то, безусловно, вам помогут только беспроводная сеть и умные устройства. Поэтому подбирая устройства, обратите внимание на частоту устройств, «глушилки» и местоположение вашего жилья и правильное размещение в квартире. Но если у вас есть возможность установить Умный дом на стадии ремонта, покупайте только проводную систему, чтобы только наслаждаться Умным домом.
Спасибо всем, кто прочитал статью. Берегите нервы и правильно выбирайте Умный дом!
