Protocolo de hogar inteligente: ¡ZigBee BIEN EXPLICADO!

 

Zigbee es una palabra que se ha convertido casi en sinónimo de hogar inteligente, pero ¿cómo funciona realmente y cuáles son algunas de las ventajas y desventajas de usar Zigbee en nuestros hogares inteligentes?

¡Descubrámoslo mientras exploramos el protocolo de hogar inteligente de ZigBee!

¿Cómo funciona ZigBee?

A diferencia de WiFi que vimos en el artículo anterior , ZigBee es un protocolo que fue diseñado específicamente para aplicaciones inalámbricas de baja potencia como electrónica de consumo, equipos médicos, automatización industrial y, lo adivinaste, automatización del hogar.

Sin embargo, al igual que WiFi, Zigbee también opera en el espacio de radiofrecuencia de 2,4 ghz, pero eso no significa que sus características sean las mismas, ni mucho menos.

Coordinadores ZigBee y dispositivos finales

Zigbee es una red de malla inalámbrica, donde tiene dos tipos diferentes de dispositivos, un Coordinador ZigBee y un dispositivo final ZigBee.

El dispositivo final ZigBee generalmente son dispositivos que funcionan con baterías, como sensores de movimiento, y estos se comunican con el coordinador ZigBee.

El coordinador ZigBee es un dispositivo alimentado por la red responsable de iniciar inicialmente la red ZigBee; solo puede haber un coordinador en una red ZigBee.

Recibe información de los dispositivos finales y es responsable de convertir esta información a un formato que las computadoras y nuestros teléfonos realmente puedan usar, al unirla a nuestras redes domésticas, ya que nuestros teléfonos y otros dispositivos no pueden hablar ZigBee de forma nativa.

Hasta ahora, eso suena bastante sencillo y similar a WiFi, ¿verdad?

Esto es un ejemplo de un coordinador

Esto es un ejemplo de un dispositivo final

El enrutador ZigBee

Ahí es donde entra nuestro tercer tipo de dispositivo, el enrutador ZigBee. No debe confundirse con el enrutador WiFi: ¡deje que la industria tecnológica siga usando nombres confusos para las cosas!

El enrutador ZigBee es un dispositivo especial en la red ZigBee que lo ayuda con sus capacidades de malla: este es un dispositivo o sensor alimentado por la red, como un enchufe inteligente o un interruptor de luz, y al igual que nuestros dispositivos que funcionan con baterías, también puede enviar información al coordinador, pero esta vez, en realidad puede enrutar paquetes de datos desde esos otros dispositivos, al coordinador.

Este es un cambio de juego para ZigBee, porque significa que los dispositivos finales ZigBee que de otro modo estarían físicamente fuera del alcance, pueden conectarse y unirse a la red ZigBee, a través del enrutador ZigBee.

También son particularmente útiles para agregar fuerza y ​​confiabilidad general a una red ZigBee, ya que puede tener muchos enrutadores en una sola red ZigBee, todos los cuales pueden proporcionar rutas adicionales para que los paquetes de datos viajen, ideal si otro enrutador se desconecta alguna vez. .

Unirse a una red ZigBee

Los dispositivos ZigBee pueden unirse a una red colocando primero el coordinador en modo de emparejamiento, luego manteniendo presionado el botón de emparejamiento en el dispositivo final y después de unos segundos, el dispositivo se unirá a la red. ZigBee también implementa el cifrado AES de 128 bits para ayudar a proteger la red.

ZigBee – Los profesionales

Así es como funciona ZigBee en pocas palabras, pero ¿qué hace que ZigBee sea uno de los protocolos de hogar inteligente más populares en este momento?

El consumo de energía

La primera ventaja de ZigBee es la mayor desventaja de WiFi: la duración de la batería.

ZigBee fue diseñado con aplicaciones de bajo consumo en mente, y ciertamente cumple esa promesa: por lo general, el mayor consumo de energía con las aplicaciones inalámbricas es tener una radio encendida y encendida.

ZigBee minimiza esto al permitir que los dispositivos finales apaguen la radio cuando el dispositivo no está transmitiendo, una característica que no es posible con una red WiFi y significa que muchos dispositivos ZigBee pasan la mayor parte del tiempo dormidos.

Esto es enorme para ahorrar energía, y el resultado neto es que algunos dispositivos ZigBee pueden durar más de un año con una sola batería.

En un experimento que se hizo se muestra un sensor de puerta ZigBee que dura más de 878 mil ciclos antes de que se agote la batería. ¡Eso es mucho abrir y cerrar la puerta!

Costo y disponibilidad

ZigBee también es un estándar abierto, lo que lo hace de bajo costo en comparación con otros estándares.

También significa que debido a que cualquiera puede usarlo, hay miles de dispositivos ZigBee diferentes en el mercado, desde sensores de movimiento y sensores de contacto, hasta cerraduras de puertas, sirenas, detectores de humo y todo lo demás.

Si está buscando un dispositivo inteligente para el hogar, es probable que lo encuentre disponible en formato ZigBee.

Malla

La otra gran ventaja de ZigBee es, como mencionamos anteriormente, sus capacidades de malla que realmente pueden ayudar a mejorar la distancia general y la confiabilidad de la red.

Al agregar dispositivos adicionales que actuarán como enrutadores ZigBee, que, además de mejorar la red ZigBee, también se pueden usar para beneficiar a su hogar inteligente en general: WiFi también se puede ampliar agregando más puntos de acceso, pero esto generalmente sería mucho más costoso, por no mencionar que requiere mucho tiempo, de lo que sería extender una red ZigBee.

ZigBee – Los contras

ZigBee hasta ahora suena bastante bien, es relativamente barato, tiene una amplia gama de dispositivos disponibles, funciona muy bien con dispositivos alimentados por batería y tiene capacidades de malla, pero no todo es sol y arcoíris y hay algunas desventajas en el protocolo ZigBee.

Punto de falla único

Comencemos con el último, las capacidades de malla. ¿Recuerda que antes dije que puede agregar tantos enrutadores ZigBee como desee, pero solo puede haber un coordinador ZigBee para la red?

Bueno, ese coordinador de ZigBee es un punto de falla potencial para toda la red: si ese coordinador falla o se desconecta, entonces toda la red de ZigBee está muerta en el agua.

Y no es como con WiFi, donde puede simplemente reemplazar un punto de acceso muerto y todos los dispositivos se volverán a conectar; si se ve obligado a reemplazar un coordinador muerto, ninguno de sus dispositivos ZigBee se volverá a conectar automáticamente, deben volver a emparejarse manualmente. antes de que funcionen.

Compatibilidad

ZigBee también puede sufrir algunos problemas de compatibilidad bastante desafortunados: ZigBee comenzó como un estándar abierto con grandes intenciones de intercompatibilidad entre dispositivos y fabricantes. Pero, lamentablemente, esa naturaleza abierta se convirtió en su ruina cuando los fabricantes tomaron ese estándar abierto y lo convirtieron en algo que se ajustaba a sus propias necesidades.

Eso dio como resultado un ecosistema muy fragmentado en el que un concentrador ZigBee de un fabricante, o Coordinador, solo funcionará con dispositivos y sensores de esa marca y este es posiblemente el mayor problema con ZigBee, es que nunca se sabe si encajará bien con otro dispositivo.

Ahora ciertamente ha habido grandes avances para combatir este problema, como sitios web comunitarios que enumeran la compatibilidad de dispositivos individuales o software que puede obligar a los dispositivos a funcionar juntos correctamente, pero esto solo ayuda a los usuarios de plataformas de código abierto como Home Assistant o OpenHAB.

ZigBee 3.0 también ha sido de gran ayuda aquí, ya que requiere que los fabricantes implementen el protocolo de manera estándar antes de que puedan obtener la certificación, pero aunque ZigBee 3.0 se finalizó en 2015, solo ahora estamos comenzando a ver que los dispositivos ZigBee 3.0 se vuelven más populares. ahora después de que el daño estaba hecho.

Velocidad

Finalmente, ¿sabe cómo ZigBee es excelente para dispositivos con batería debido a su bajo consumo de energía?

Bueno, no solo el consumo de energía es bajo, sino también el ancho de banda. ZigBee supera con un máximo teórico de alrededor de 250 kilobits por segundo. Ahora no confunda el bajo ancho de banda con el significado de que ZigBee es lento, ni mucho menos.

Por lo general, ZigBee responde muy rápido cuando es necesario y se adapta perfectamente a la mayoría de los dispositivos y sensores, ya que no son aplicaciones de gran ancho de banda, la única limitación real de su bajo rendimiento es que lo hace inadecuado para aplicaciones de video como timbres o Cámaras de circuito cerrado de televisión, las cuales serían mucho más adecuadas para usar WiFi de todos modos.

¿Debería usar ZigBee en su hogar inteligente?

¿Cuál es la decisión final sobre ZigBee? ¿Vale la pena considerar su uso dentro de nuestra casa inteligente?

Absolutamente: ZigBee es un gran protocolo de hogar inteligente que tiene muchas cosas buenas a su favor y definitivamente vale la pena considerarlo, siempre que esté al tanto de algunas de sus limitaciones de las que acabamos de hablar, pero en general, ZigBee es un elemento básico absoluto en el mundo de casa inteligente.