Cos’è Zigbee? La tecnologia di rete di illuminazione smart più popolare al mondo

Aggiornato 3 mesi fa 11 minutes
Zigbee logo

I dispositivi smart come Amazon Echo, Philips Hue, IKEA Tradfri e, ovviamente, Homey, utilizzano tutti Zigbee. Ma che cos’è? E cosa fa effettivamente questa tecnologia per la casa smart?

Caratteristiche di Zigbee: 

  • Tecnologia wireless per una smart home
  • Funziona sulla frequenza di 2,4GHz
  • Alternativa a Z-Wave
  • Protocollo wireless standardizzato, in modo che dispositivi di produttori diversi possano comunicare tra loro
  • Rete mesh
  • Conveniente
  • Crittografia AES sicura a 128 bit
  • Basso consumo energetico / lunga durata della batteria
  • Portata: 10-20 metri all’interno, 75-300 all’esterno
  • Connessione IP per il controllo di smartphone / tablet quando si collega un hub Zigbee

Quindi, cos’è Zigbee? 

Zigbee è un protocollo utilizzato per collegare dispositivi smart come luci, prese e serrature smart a una rete domestica. Puoi utilizzare questa rete domestica così com’è con i telecomandi, come un telecomando Tradfri di IKEA. Non sarà molto smart, ma tutto è connesso e non dovrai mai alzarti per attivare un interruttore della luce. Puoi anche collegare la tua rete Zigbee a un hub come Homey. In questo caso, Homey funge da “ponte” per internet, offrendo strumenti cloud, app e controllo (remoto) dal telefono.

Zigbee è simile, ma diverso da protocolli concorrenti come Z-Wave, Wi-Fi e bluetooth. Tutti creano reti relativamente sicure, che puoi usare (principalmente) per la connessione a un hub e controllare con il tuo telefono o un’app desktop. Zigbee ha pro e contro. Le maggiori differenze per te, come utente, sono i dispositivi supportati, con Zigbee che offre di più in termini di luci e prese smart, mentre altri protocolli supportano diversi dispositivi smart.

Nozioni di base su Zigbee: come funziona

Zigbee include una suite di specifiche basate su IEEE 802.15.4 per i protocolli di comunicazione, che consentono reti WPAN (Personal Area Network) wireless a bassa potenza con multi-topologia per comunicazioni tra dispositivi punto-punto e multi-punto-punto.

Fantastico! Però andiamo ad esaminare il tutto con parole semplici. 

I dispositivi smart Zigbee comunicano tra loro utilizzando un ricetrasmettitore radio. Il chip funziona con il protocollo IEEE 802.15.4, a oltre 2,4 GHz, che potresti riconoscere come la stessa banda utilizzata da Wi-Fi e bluetooth. A differenza del Wi-Fi, Zigbee ha una portata più breve di circa 10-20 metri al chiuso perché consuma meno energia. Ciò aumenta notevolmente la durata della batteria per i dispositivi Zigbee.

I dispositivi Zigbee possono inviare e ricevere dati da altri dispositivi Zigbee. I dispositivi Zigbee possono anche copiare e inoltrare un messaggio Zigbee da un dispositivo all’altro. Ciò significa che è possibile collegare a margherita dispositivi smart e collegarli a un hub centrale, anche quando alcuni di questi dispositivi sono fuori dalla portata (diretta) di tale hub.

  • I dispositivi Zigbee possono inviare e ricevere dati da altri dispositivi Zigbee
  • Un singolo hub può connettersi a più dispositivi
  • Zigbee offre la comunicazione da dispositivo a dispositivo, trasmettendo messaggi per un raggio d’azione più ampio

Rete mesh

Una rete mesh è essenzialmente una rete in cui più dispositivi nella rete assumono il ruolo di  router, o ripetitore. Invece di inviare semplicemente segnali al mittente, ripetono i segnali e li inoltrano agli altri dispositivi sulla rete che si trovano nel raggio d’azione. Questi, a loro volta, possono anche trasmettere i segnali. Questo “salto di segnale” offre alle reti mesh una portata maggiore e una maggiore affidabilità rispetto alle tradizionali “reti a stella”.

Rete Mesh in Zigbee con Homey
In una rete mesh, come Zigbee, i nodi possono trasmettere segnali, aumentando la portata effettiva.

Avere una rete mesh significa anche avere una “rete autoriparante”, perché ci sono più router. Con una rete Wi-Fi standard, se il router va offline, anche tutti i dispositivi vanno offline. I protocolli Zigbee chiudono automaticamente la breccia e si “auto-riparano” in modo che i dispositivi continuino a funzionare. Finché un altro dispositivo di routing rimane nel raggio d’azione, la rete semplicemente effettua dei reindirizzamenti e rimane attiva. 

Vediamo un esempio: 

Marco configura la sua casa smart utilizzando Homey come dispositivo di coordinamento e hub per la sua rete Zigbee. Collega 4 lampadine Philips Hue nel suo soggiorno. Queste luci smart si trovano nel raggio di 10-20 metri della rete Zigbee su Homey. Marco decide che il sistema con Hue è un po’ costoso e passa a Tradfri quando aggiunge nuove lampadine in corridoio, in cucina e sulle scale. La luce della cucina è fuori dalla portata di Homey, ma poiché si trova nel raggio dell’ultima lampadina, che funge da ripetitore, si collega comunque alla rete. 

Cosa c’è in una rete Zigbee? 

Le reti Zigbee utilizzano tre tipi di funzioni del dispositivo.

A Zigbee Coordinator, Routers and End-Devices
Viene visualizzata una rete Zigbee con le diverse funzioni coordinatore, router e dispositivo finale

Coordinatore

Ogni rete ha bisogno di un amministratore. Per Zigbee, questo è il coordinatore. Il coordinatore crea la rete Zigbee. Ne serve uno per rete. Questo ruolo è normalmente assunto dall’hub Zigbee, come il bridge Philips Hue, il nostro incomparabile Homey o altri dispositivi. Il tuo coordinatore non deve essere uno smart hub, ma è consigliato, poiché è la configurazione più performante.
Il coordinatore funge da punto centrale della rete, dove puoi impostare le autorizzazioni, consentire l’accesso ad altri dispositivi e coordinare il tuo Personal Area Network (PAN). Se utilizzi un hub, è anche il luogo in cui connetti i tuoi dispositivi al web e alle app. Inoltre, hub come Homey collegano i tuoi dispositivi Zigbee a dispositivi che possono utilizzare altri protocolli, come Wi-Fi, infrarossi o Z-wave

Router – tutti i dispositivi con funzionalità complete, che sono dispositivi Zigbee senza batteria, agiscono come router per ripetere il segnale Zigbee. I router comunicano con tutti gli altri dispositivi nel raggio di portata sulla rete e “ripetono” il segnale di rete. È come giocare al telefono senza fili, solo che Zigbee è davvero bravo nel gioco. Finché i tuoi dispositivi possono “sentirsi” a vicenda, trasmetteranno il messaggio perfettamente. 

Dispositivo finale  – puoi acquistare un ‘dispositivo con funzionalità ridotte’ o alimentato a batteria per ricoprire la funzione di dispositivo finale. Questo dispositivo è molto semplice e non ripete né trasmette segnali. È importante sottolineare che questi dispositivi non comunicano tra loro. I dispositivi finali o a funzione ridotta comunicano solo con ripetitori e coordinatori. Vale a dire, questo è il punto finale della tua rete. Nella maggior parte dei casi, tutti i dispositivi funzioneranno a piena capacità, a meno che non si scelgano dispositivi a batteria come luci wireless, interruttori semplici, ecc. 

Exploded view of a Xiaomi Aqara Temperature Sensor on Zigbee
L’efficienza energetica di Zigbee può essere incorporata in piccoli dispositivi come questo sensore di temperatura di Xiaomi Aqara.

Perché usare Zigbee? 

Zigbee non è una tecnologia perfetta o “la migliore” tecnologia di automazione domestica, ha pro e contro. Tuttavia, ha molto da offrire ai consumatori. 

I migliori telecomandi  –Se a casa hai luci a radiofrequenza o infrarossi, sarai felice di sapere che Zigbee è molto meglio. Se utilizzi un telecomando, puoi puntarlo ovunque per attivare il dispositivo connesso. Tuttavia, consigliamo un hub smart, non solo perché ne vendiamo uno. Ma perché gli hub smart ti consentono di connettere la tua rete Zigbee al web in modo da poter utilizzare il telefono come telecomando, configurare l’automazione e controllare i tuoi dispositivi quando non sei a casa.

Connessione al cloud  – Zigbee si connette a internet tramite l’hub smart che abbiamo appena menzionato. Un hub significa che puoi controllare i dispositivi con app su dispositivi mobili, cloud o desktop. Significa anche raccogliere dati sull’utilizzo, impostare l’automazione e avere l’opzione di invitare più utenti che possono controllare gli stessi dispositivi. 

Sicurezza  – Zigbee utilizza chiavi di crittografia AES a 128 bit, in modo simile al suo principale concorrente, Z-Wave. Questo, oltre ai segnali a corto raggio, rende Zigbee sicuro. Zigbee è sicuro per impostazione predefinita. Tuttavia, la maggior parte dei protocolli di automazione domestica ha livelli di sicurezza simili se configurati correttamente. Questo non è tanto un punto di forza, quanto un requisito obbligatorio. 

Reti stabili – I dispositivi Zigbee effettuano un reindirizzamento automatico quando un dispositivo nella rete si spegne. La tua rete non si spegnerà perché hai accidentalmente spento fisicamente la luce del corridoio, a meno che quella luce non sia l’unico collegamento tra la tua rete e il resto dei dispositivi in ​​casa. 

Multi-dispositivo – Con il supporto di molti dispositivi su una singola rete, non avrai mai bisogno di più di un hub Zigbee. Se desideri solo pochi dispositivi, potresti aver bisogno di un ripetitore Zigbee o di un protocollo diverso se distribuisci i tuoi dispositivi smart in casa. 

Efficienza energetica – I dispositivi Zigbee consumano pochissima energia quando sono in standby, il che riduce notevolmente il consumo elettrico e migliora la durata della batteria, se del caso. 

Conveniente – I dispositivi Zigbee sono notoriamente convenienti. I dispositivi Zigbee tendono a costare il 20-50% in meno rispetto ai dispositivi Z-Wave con le stesse caratteristiche. Poiché sia i chip che la certificazione sono più facili ed economici su Zigbee rispetto a Z-Wave, questa differenza probabilmente durerà negli anni.

Allo stesso tempo, Zigbee non è sicuramente una soluzione valida per tutti. 

  • Avrai sempre bisogno di un hub come Homey per abbinare Zigbee con il tuo telefono cellulare o computer.
  • Le reti Zigbee hanno una portata limitata se non vengono aggiunti altri dispositivi. I dispositivi Zigbee devono essere sempre entro 10-20 metri l’uno dall’altro.
  • Non tutti i dispositivi smart sono compatibili con Zigbee. Mentre Zigbee domina il mercato dell’illuminazione smart, molto probabilmente avrai bisogno di altra tecnologia se desideri sensori, interruttori, televisori, ventilatori o dispositivi di trasmissione dati.

Per iniziare con Zigbee

Zigbee è molto facile da configurare e utilizzare. 

Passaggio 1: Acquista un hub smart. Noi ovviamente consigliamo Homey

Passaggio 2:

Scegli i tuoi dispositivi smart. Prendi in considerazione le dimensioni della stanza. Se utilizzi Zigbee, hai bisogno di un dispositivo ogni 10-20 metri. I muri possono ridurre un po’ questa distanza a seconda della loro struttura interna. Se non disponi di dispositivi così vicini, potresti aver bisogno di un extender della portata di Zigbee da posizionare tra un dispositivo e l’altro. Anche una spina o una lampadina potrebbero essere utilizzate come extender della portata, perché, come abbiamo visto, i dispositivi senza batteria si comportano come router in una rete mesh Zigbee.
Se hai troppo spazio tra le stanze, avrai bisogno di una tecnologia smart diversa con una portata diretta maggiore, ad esempio Z-Wave.

Passaggio 3: Configura il tuo hub.

Passaggio 4: Collega e connetti i tuoi dispositivi smart.

Conclusioni 

Zigbee è una tecnologia per la casa smart potente ed economica. Offre molteplici vantaggi rispetto al bluetooth ed è (spesso) più conveniente e utilizza molta meno energia rispetto al Wi-Fi, con una conseguente maggiore durata della batteria. È anche più economico di Z-Wave. Zigbee è utilizzato da molti dei migliori marchi di tecnologia per la casa smart. Zigbee è molto comune nel settore dell’illuminazione smart, ma non così comune in altre aree della domotica. Zigbee ha molto da offrire, sia che tu abbia già un’esperienza di casa smart o che tu stia muovendo i primi passi in questo mondo. 

Allo stesso tempo, Zigbee è chiaramente più adatto per alcune soluzioni rispetto ad altre. Zigbee è a bassa potenza e trasmette i dati solo su richiesta. Ciò significa che è la scelta ideale per pulsanti e sensori. Tuttavia, non è adatto per dispositivi a larghezza di banda elevata come gli altoparlanti wireless. Attualmente Zigbee domina il mercato dell’illuminazione smart. Se desideri avere delle luci smart, la tua lampadina deve essere compatibile con Zigbee. Se hai bisogno di altri dispositivi, come i sensori, è più probabile che ti ritroverai con qualcosa come Z-Wave, perché Z-Wave attualmente domina quel settore. 

Alla fine, la maggior parte delle tecnologie per la casa smart ha molto da offrire. Zigbee è solo una delle opzioni. E, con hub domestici smart come Homey che offrono supporto per più protocolli, non c’è un vero motivo per cui tutti i tuoi dispositivi debbano utilizzare lo stesso protocollo. Homey supporta 6 tecnologie per la casa smart, incluso Zigbee. La tua casa smart ideale probabilmente include un mix di tecnologie, quindi è più importante che l’hub centrale supporti tutto ciò di cui hai bisogno per automatizzare la tua casa.

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