Cosa sono Z-Wave, Zigbee e altri protocolli per la casa intelligente?

Una delle cose più frustranti della costruzione di una casa intelligente è che i dispositivi di diversi produttori sono per lo più incapaci di dialogare tra loro.

Ciò dipende in gran parte dal fatto che dispositivi diversi utilizzano protocolli diversi, con Z-Wave e Zigbee i più popolari, seguiti da Wi-Fi e poi da protocolli proprietari. Quindi, quali sono questi protocolli, cosa fanno e come puoi far dialogare i tuoi vari prodotti tra loro?

Cosa fa un protocollo di casa intelligente?

Un protocollo di casa intelligente è un modo definito per i dispositivi di comunicare, una lingua, se vuoi. I dispositivi che parlano la stessa lingua possono parlare tra loro ed essere controllati tramite un'unica app. I dispositivi che utilizzano protocolli diversi sono controllati tramite app separate e non possono comunicare.

Per questo motivo, alcune aziende hanno spinto a utilizzare protocolli standardizzati, come Z-Wave, Zigbee o Wi-Fi, per consentire ai dispositivi di lavorare insieme e di essere controllati tramite un'unica app.

Sia Zigbee che Z-Wave sono protocolli domestici intelligenti wireless che funzionano su una rete mesh affidabile. Questo consuma pochissima energia, quindi puoi persino avere prodotti alimentati a batteria.

La comunicazione con i prodotti Zigbee e Z-Wave può essere ottenuta in due modi. Innanzitutto, è possibile utilizzare un telecomando o un interruttore wireless per fornire un controllo diretto di base su un dispositivo. Acquista il livello base Ikea Tradfri lampadine, ad esempio, e puoi controllare le luci utilizzando un telecomando accoppiato a batteria.

Il controllo avanzato richiede la necessità di un hub. Un hub si collega alla rete domestica, fornendo un controllo basato su app e la possibilità di impostare routine più complicate. Il Samsung SmartThings Hub è il miglior esempio, offrendoti una scatola in grado di parlare con entrambi i dispositivi Z-Wave e Zigbee, con controllo tramite un'unica app ben progettata.

Avere un hub in grado di comunicare con i dispositivi Zigbee e Z-Wave espande notevolmente la gamma di prodotti a tua disposizione, consentendoti di scegliere dal meglio di entrambi i mondi.

Il Wi-Fi consuma più energia, ma poiché tutte le nostre case dispongono di reti wireless, questi dispositivi non richiedono hardware aggiuntivo e possono comunicare in modo standard. I dispositivi Wi-Fi sono più adatti agli elementi che utilizzano l'alimentazione continua, come alcune lampadine intelligenti o prese intelligenti.

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Prima di esaminare la gamma di prodotti disponibili, scopriamo di più su ciascun protocollo e sui vantaggi e gli svantaggi che offre.

Z-Wave

Z-Wave è uno standard proprietario di proprietà di Sigma Systems. La Z-Wave Alliance è un consorzio di aziende che realizzano prodotti Z-Wave, con l'obiettivo di promuovere la tecnologia e garantire la compatibilità con gli schemi di certificazione.

Pertanto, i dispositivi Z-Wave sono progettati per comunicare in modo affidabile con prodotti di altri produttori. Ad esempio, una lampadina di un'azienda dovrebbe funzionare con un interruttore della luce di un'altra.

Z-Wave utilizza una rete mesh, per cui il segnale viene ritrasmesso dai dispositivi aggiunti alla rete domestica. In genere, questa capacità è limitata ai soli dispositivi alimentati, come le prese intelligenti, mentre i dispositivi alimentati a batteria sono disattivati ​​per aumentare la potenza della batteria.

Z-Wave trasmette dati fino a 100 Kbps. Non sembra molto veloce, ma dato che i dati trasmessi sono in gran parte per comandi semplici come accendere una luce, non ne hai bisogno di altro.

Funzionando sullo spettro di 900 MHz, la portata è fino a 40 m con i più recenti chip Z-Wave, con segnali in grado di saltare tra un massimo di quattro nodi. Ciò significa che una rete Z-Wave può coprire facilmente la maggior parte delle case. Il protocollo supporta fino a 232 dispositivi.

I dispositivi Z-Wave trasmettono lo stato, quindi puoi vedere se un dispositivo è acceso o spento.

Zigbee

Zigbee è un protocollo wireless controllato e sviluppato da Zigbee Alliance. L'Alleanza pubblica i profili delle applicazioni che consentono ai produttori di creare prodotti compatibili con lo standard.

Gli stessi test rigorosi non vengono applicati ai prodotti e non vi è alcuna garanzia che i prodotti che utilizzano lo stesso standard funzioneranno insieme. Per esempio, Philips Hue le lampadine utilizzano Zigbee, ma per l'intera gamma di funzioni, le lampadine devono essere accoppiate con il bridge Philips Hue.

La maggior parte dei dispositivi Zigbee funziona nella banda a 2,4 GHz (la stessa del Wi-Fi 802.11n), sebbene alcuni utilizzino 784 MHz (Cina), 866 MHz (Europa) o 915 MHz (Stati Uniti). Funzionando a 2,4 GHz per la maggior parte, la gamma di Zigbee raggiunge i 20 metri al chiuso.

Tuttavia, proprio come con Z-Wave, Zigbee utilizza una rete mesh, con dispositivi che agiscono come ripetitori. Solo i dispositivi alimentati costantemente, come le lampadine, fungono da ripetitori; i dispositivi alimentati a batteria sono esclusi per preservare la durata della batteria.

Le velocità di trasferimento dei dati sono 250 Kbps, abbastanza veloci per i segnali di controllo, ma non molto di più. Puoi aggiungere fino a 65.000 dispositivi in ​​una rete Zigbee.

I dispositivi Zigbee trasmettono anche lo stato, così puoi vedere se sono accesi o spenti.

Wifi

Il Wi-Fi è lo standard di rete wireless che tutti usiamo nelle nostre case, dai nostri telefoni, TV, laptop e altro ancora. Come risultato della sua popolarità, alcuni produttori di case intelligenti hanno utilizzato il Wi-Fi per il protocollo di controllo, ad esempio con l'eccellente Lampadine LIFX Mini Smart.

La portata tipica del Wi-Fi si estende fino a circa 40 metri all'interno, anche se la costruzione della tua casa e le interferenze di altri dispositivi avranno un ruolo importante. Di conseguenza, i punti morti non sono rari nelle case. Pertanto, l'utilizzo del Wi-Fi per i dispositivi domestici intelligenti richiede un forte segnale wireless in tutta la casa.

Un grande svantaggio del wireless è il basso numero di dispositivi supportati. La maggior parte dei router domestici è configurata solo per fornire indirizzi IP fino a 100 dispositivi; superare tale limite e non è possibile collegare altri dispositivi. Sebbene sia possibile aumentare il numero di indirizzi IP forniti (fino a un massimo di 254), molti i router inizieranno a lottare prima che i 100 dispositivi siano collegati, causando interruzioni e connessione problemi.

Per questo motivo, ti consigliamo di utilizzare un sistema mesh distribuito o un router di base più costoso se intendi utilizzare molti dispositivi wireless. Ciò dovrebbe aiutare a migliorare la stabilità.

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L'ulteriore problema quando si utilizza il Wi-Fi è che non è possibile ottenere telecomandi o interruttori alimentati a batteria per questo. Il controllo dei dispositivi, come le lampadine intelligenti, è quindi limitato all'app o al controllo vocale, tramite dispositivi come Amazon Echo. Il Wi-Fi è quindi adatto a un numero inferiore di dispositivi e a quelli in cui la larghezza di banda è più importante, come le telecamere di sicurezza intelligenti.

Protocolli proprietari

I protocolli proprietari sono ancora comunemente usati da alcuni dispositivi e richiedono un hub separato. Ad esempio, il termostato intelligente multiroom Honeywell Evohome utilizza il proprio protocollo. Il vantaggio dei protocolli proprietari è che il produttore può controllare il funzionamento di ogni aspetto del prodotto. Lo svantaggio è la mancanza di interoperabilità.

Protocolli diversi possono dialogare tra loro?

La semplice risposta è no. Acquista un telecomando Z-Wave e non può controllare direttamente una luce Zigbee. La parola chiave qui è "diretto". Indirettamente, è possibile collegare diversi dispositivi e lasciarli lavorare insieme.

Il metodo di controllo più veloce e migliore è diretto. Questo di solito avviene attraverso un hub che può parlare più protocolli, come SmartThings. Utilizzando SmartThings, puoi mettere tutti i tuoi dispositivi domestici intelligenti compatibili in un'unica app e farli controllare a vicenda. SmartThings può comunicare direttamente con i dispositivi Z-Wave e Zigbee e può anche comunicare con dispositivi Wi-Fi e altri hub. Ad esempio, puoi fare in modo che un interruttore Z-Wave accenda una luce Philips Hue e una lampadina Wi-Fi LIFX.

Amazon Alexa è anche in grado di comunicare direttamente con più dispositivi tramite i suoi hub. Grazie all'ultimo aggiornamento, un comando può attivare una routine che accende o spegne i dispositivi utilizzando molti protocolli diversi. Amazon sta anche potenziando il controllo in-app dei dispositivi, quindi non è difficile immaginare un futuro in cui Alexa ti offrirà il controllo vocale e app centralizzato per tutta la tua casa.

Poi ci sono sistemi esterni come IFTTT. Utilizzando il cloud, IFTTT può individuare i trigger da un dispositivo (ad esempio, la pressione di un pulsante) e creare un'azione su un altro dispositivo (accendere una luce, ad esempio). IFTTT ha enormi opzioni, che ti consentono di connettere la tua casa intelligente nel modo desiderato.

Lo svantaggio del sistema è che le regole possono richiedere del tempo per essere eseguite e non sono veloci come i sistemi di controllo diretto. In quanto tale, non useresti IFTTT dove la velocità è essenziale, come accendere un interruttore della luce con il semplice tocco di un pulsante.

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