کاربرد پروتکل های Zig-Bee و Z-Wave در IoT و خانه های هوشمند

Zig-Bee   و Z-Wave  دو پروتکل ارتباطی وایرلس هستند که برای محصولات مورد استفاده در خانه های هوشمند کاربرد دارند.

تعداد انگشت شماری از سازنده های تجهیزات خانه هوشمند وجود دارند که از استانداردهای خودشان استفاده می کنند. ( برای مثال شرکت  Instean)  اما Zig-bee  و Z-wave دو پروتکل بزرگ با قابلیت وسیع تری نسبت به بقیه هستند.

بسیاری از محصولات خانه های هوشمند به همراه هاب های اختصاصی عرضه می شوند. بر خلاف تصور شما لامپ های هوشمند مانند ( GE Link , Osram , Lightify  و …) مستقیما به وای فای خانه متصل نمی شوند، بلکه ابتدا به هاب اختصاصی خودشان که از پروتکلهای Zig-Bee  و Z-Wave  استفاده می کنند متصل شده و سپس همان هاب به شبکه خانه شما متصل می شود.

می توانیم این طور  بگوییم که Zig-Bee و Z-Wave مانند بلوتوث هستند ، اما از انرژی بیشتری استفاده می کنند.

به علاوه ، هاب مربوطه به هیچ وجه با وای فای مداخله نمی کند و در صورت مداخله باعث ایجاد ترافیک در شبکه نمی شود.

این دو استاندارد از توپولوژی شبکه ای Mesh استفاده می کنند. به این معنی که تمامی متعلقات موجود می توانند به عنوان یک منبع تکرار کننده سیگنال عمل کنند.

برای مثال اگر شما یک لامپ Philips  داشته باشید، شاید این لامپ به تنهایی در یک خانه با مقیاس بزرگ نتواند به هاب مربوطه متصل شود. در عوض با استفاده از نزدیک ترین لامپ همجوار خود به هاب متصل می شود.

در صورتیکه شما یک خانه بزرگ داشته باشید ، این یک قابلیت مفید برای شما به حساب می آید.

مطمئنا شما با استفاده از بعضی از بسط دهنده های وای فای شبکه را وسعت می دهید ، اما این هاب ها قدرت ارسال سیگنال شبکه را ندارند. بنابراین شما  با این کار ، کارآیی شبکه را پایین می آورید. Zig-Bee و Z-Wave این افت را ندارند.

این دقیقا به این معناست که سیگنال ها نیازی به قوی بودن آنچنانی ندارند که البته در افزایش طول عمر باطری های قطعات نیز موثر خواهد بود.

همه محصولات الزاما از پروتکل های سری Z   استفاده نمی کنند. بعضی ها از plain ol’  وای فای استفاده میکنند.

مخصوصا محصولات منحصر به فردی که لوازم مختلفی ندارند که به آن متصل شوند.

برای مثال : تجهیزات Nest Thermostat  و Amazon Echo و بعضی دیگر از تجهیزات Belkin’s WeMo همگی بطور مستقیم به وای فای متصل می شوند. در واقع هیچگونه هابی برای وساطت ارتباط وجود ندارد.

بنابراین آنها مستقیما به شبکه متصل می شوند . بعضی از محصولات از بلوتوث استفاده می کنند ، اما این بستر خیلی رایج نیست.

  Zig-Bee و Z-Wave  بزرگ ترین استانداردهای ارتباطی خانه های هوشمند هستند.

و در واقع هر محصول که از هاب استفاده می کند ، از این دو استاندارد جهت برقراری ارتباط با قطعاتش بهره می گیرد.

Zig-Bee   و Z-Wave   مجوزی برای سازگاری هرچه بهتر تمامی محصولات مرتبط

این دو استاندارد به عنوان استانداردهای خانه های هوشمند در سطح جهان شناخته شده اند ، اما آیا این به معنای آن است که می توانید به هردو پروتکل به طور همزمان متصل شوید؟

لزوما خیر … اما در اکثر مواقع امکان دارد.

وقتی که دو پروتکل به هم مشابه هستند با همدیگر کار نمی کنند . بنابراین شما نمی توانید یک محصول Zig-Bee  را به یک محصول  Z-Wave  متصل کنید.

مگر اینکه هاب اتصالی هر دو پروتکل را ساپورت کند. مانند (هاب های Wink Hub )

 به علاوه وقتی که آنها استانداردهای عمومی و باز باشند اکثر تولید کنندگان تمرکز خود را بر روی این موضوع می گذارند که تشخیص استفاده از Zig-Bee   و Z-Wave  برای متصل شدن یک محصول به دیگری دشوار باشد ، حتی اگر از یک پروتکل مشابه استفاده کنند.

برای مثال : Philips Hue  از Zig-Bee  استفاده می کند. اما وصل شدن به لامپ های Hue’s Hub می تواند یک امر معمول باشد ، البته بستگی به نوع لامپ نیز دارد.

لامپ های GE  و Cree  به راحتی قابل اتصال هستند. به هرحال حتی اگر شما بتوانید یک لامپ را به یک Hue Hub  متصل کنید ، ممکن است که اصلا این خاصیت شبکه Mesh نباشد.

برای مثال لامپ های ارتباطی GE  سیگنال های گذر داده شده از یک لامپ  Cree  را ازخود عبور نخواهند داد. بنابراین یک لامپ Cree  می بایستی یک لامپ دیگر از جنس خود را برای اتصال پیدا کند.

از سوی دیگر Wink  با انواع شرکت های دارای تکنولوژی مربوطه جهت اتصال محصولاتش به همه انواع تجهیزات جانبی بدون نیاز به یک هاب مجزا شریک و سهیم شده است.

بنابراین شما بدون نیاز به یک هاب Lutron  می توانید یک لامپ Lutron  را به یک هاب Wink  متصل کنید.

اگر شما درباره ی چگونگی اتصال و یا عدم اتصال یک محصول خاص با هاب های مربوطه کنجکاو هستید ، معمولا باید دستورالعمل ها و میزان سازگاری آن ها را مورد بررسی قرار دهید.

این قسمت از مقاله در مورد وسعت  محصولات سری    Z-Wave بحث می کند.

صرفا محصولات Wifi  همچون Nest Thermostate  و Amazon Echo  ، می توانند با  پروتکل های Zig-Bee  و Z-Wave  و حتی دیگر سیستم عامل ها ارتباط برقرار کنند.

اما بازهم قضیه به چگونگی پشتیبانی تولیدکنندگان از قطعات مربوطه برمی گردد.

اگر شما تعداد کمی از محصولات هوشمند را در خانه داشته باشیدشاید خیلی پیچیده به نظر نرسد.

ممکن است که از Nest Thermostat  و Amazon Echo  و  Philips Hue  و یا از درب باز کن های MY-Q  استفاده کنید ، اما هرکدام از آنها از برنامه کاربردی مختص به خودشان استفاده می کنند.

اتصال دادن تمامی وسایل هوشمند تنها به یک رابط ارتباطی جهت کنترل کردن همه آن ها کار دشواری است و در صورت اعمال چنین کاری دچار سردرگمی می شوید.

علاوه بر این ممکن است که حتی هر کدام از پروتکل های Zig-Bee  و Z-Wave  بر دیگری تسلط یابد و کل ساختار را مختل کند.

بهترین راه برای تهیه محصولات هوشمند ، تحقیق درباره قابلیت ها و تکنولوژی های مربوطه قبل از خرید می باشد.

سرویس هایی برای کنترل بعضی از محصولاتی که بصورت بومی پشتیبانی نمی شوند وجود دارد که کنترل کردن آنها را آسان تر می کند

 IFTTT یک انتخاب محبوب است که به شما قابلیت کنترل کردن چراغ های WeMo   توسط Amazon Echo  که البته بعضی از آنها را خود Amazon Echo  ارائه نمی دهد  ، در اختیار داشته باشید.

تا زمانی که استاندارد های واحدی برای ابزارهای IoT ارائه نشده باشد ، بایستی قبل از خرید آن ها تا جایی که بتوانیم درباره استانداردها و پروتکل های ارتباطی و همچنین سازگاری آن ها بتا یکدیگر تحقیق کنیم. امید است که این مقاله ، راهنمایی کوچکی باشد برای اینکه بتوانیم محصوات این حوزه را راحت تر انتخاب نماییم.