У многих устройств и датчиков умного дома Xiaomi мы видим приписку ZigBee, что это такое? Какие плюсы и минусы он несет?
Наверное все представляют как выглядит Wi-Fi сеть. Есть устройство передатчик (роутер) и приемники (телефон, ноутбук и другие устройства), их связывает единая сеть, которая создается на роутере. Схематично это выглядит как звезда.
Если вы обратите внимание на схему, то заметите, что все устройства, подключенные к сети, либо подключаются к розетке, либо требуют частой зарядки. Это и есть главный минус Wi-Fi в системе умного дома, а именно высокое энергопотребление. И если для устройств питающихся от розетки это не страшно, то для устройств и датчиков работающих от батарейки - это смертельно. Согласитесь, зачем нужен датчик, в котором нужно каждый день заряжать аккумулятор?
Но ведь есть протокол передачи данных, с низким энергопотреблением - Bluetooth, который раньше использовался для передачи данных, а сейчас занял нишу подключения беспроводных аудио-устройств и гаджетов, а теперь так же применяется в системе "Умный дом".
Но Wi-Fi и Bluetooth использует топологию "Звезда". А значит у них малая дальность действия и низкая отказоустойчивость. Основное устройство необходимо размещать максимально по центру помещения, чтобы обеспечить связь со всеми устройствами. И если для квартиры это не так критично, то в частном доме просто не получится обеспечить постоянную связь между устройствами, находящимися на заметном удалении друг от друга. Для решения этой проблемы были внедрены шлюзы Bluetooth.
Нужен был протокол передачи данных с низким энергопотреблением и надежностью соединения. Поэтому еще в 2003 году была ратифицирована спецификация ZigBee. Основное отличие от Bluetooth - это топология "Mesh".
- Координатор - головное устройство, которое создает сеть. В умном доме сяоми эту роль выполняет один из шлюзов.
- Роутер - устройство, которое имеет постоянное питание. Эту роль берут на себя выключатели и розетки.
- Конечные устройства - датчики и гаджеты работающие от батарейки.
У нас на схеме есть шлюз Gateway 2, он выполняет роль координатора. К нему, в приложении Mi Home мы подключаем все остальные устройства. Как и в Wi-Fi и Bluetooth, только стрелочек тут заметно больше. Все это потому, что розетки и выключатели выполняют роль "Роутера", они принимают сигнал от головного устройства и транслируют его дальше по сети до конечных датчиков. Это позволяет масштабировать сети до уровня дома или даже большого производственного здания. А выход из строя одного из устройств-роутеров не скажется на работоспособности всей сети.
Из минусов можно отметить низкую скорость передачи данных - до 250 кбит/сек. Ради низкого энергопотребления, приходится чем то жертвовать, но это не критично для задач домашней автоматизации.
Обратите внимание, если в вашей системе 2 шлюза, то это будет 2 разных, независимых ZigBee сети только в случае недосягаемости. А так второй и последующий шлюз подхватывает сеть первого. Но если вдруг один из шлюзов умрет, то датчики можно переподключить к другому.
На конец 2017 года, в системе Xiaomi 22 устройства, которые используют ZigBee протокол. Wi-Fi используют около 80, а блютуз около 25.
Да, самая маленькая доля устройств, но стоит отметить, что ZigBee устройства предназначены именно для автоматизации жилища, и их доля в вашей системе скорее будет доминировать.