ZigBee: cos’è, come funziona e vantaggi

Il settore della smart home continua a crescere senza sosta. C’è un dispositivo per quasi ogni cosa: dalle telecamere all’illuminazione intelligente, dagli smart speaker ai videocitofoni smart. Il bello è che tutti questi gadget si possono connettere tra loro e funzionare insieme. Perché questo accada, però, serve un dispositivo che permetta loro di dialogare e ZigBee è uno di questi. 

 

Indice dei Contenuti

  1. Cos’è ZigBee?
  2. La Rete Mesh
  3. ZigBee e la Smart Home
  4. Zigbee vs Z-Wave

 

Cos’è ZigBee

A livello tecnico, ZigBee è un protocollo di comunicazione globale aperto progettato per la tecnologia wireless che si basa sulla rete IEEE 802.15.4. Ma cosa significa questo?

Se vuoi vivere in una casa intelligente devi fare in modo che i tuoi dispositivi smart come bollitori, lavatrici, telecamere, luci e serrature, possono parlare tra loro in modo che tu possa creare delle automazioni e farli funzionare insieme. Ad esempio, potresti impostare che alla mattina, quando suona la sveglia, il bollitore si accenda insieme alle luci. 

Ma affinché ciò avvenga, è necessario che tutti i dispositivi parlino  e comprendano la stessa lingua. In tuo aiuto arriva ZigBee. ZigBee serve propria a questo, a far comunicare tra loro dispositivi che singolarmente parlerebbero linguaggi differenti. 

Questi linguaggi, tecnicamente chiamati protocolli, includono Wi-Fi, Zuave, Bluetooth e ZigBee e sono un insieme di regole in base alle quali i dispositivi sanno come comportarsi. Ogni insieme di regole o “lingue” è leggermente diverso. Quindi, ZigBee può parlare con ZigBee e Bluetooth può parlare con Bluetooth, ma ZigBee e Bluetooth non possono parlare tra loro.

Sul mercato c’è un’infinità di prodotti per la casa intelligente ed è a discrezione del singolo produttore scegliere quanti e quali protocolli un prodotto può supportare. E per fortuna, sempre più prodotti oggi sono multilingue, e quindi condividono più protocolli diversi.

La Rete Mesh

ZigBee è un protocollo che sta prendendo sempre più piede tra i prodotti più comuni per la casa intelligente. 

Un motivo è il fatto che consuma molta meno energia rispetto al Wi-Fi o al Bluetooth. Infatti ZigBee è stato progettato per funzionare in modalità sleep fino alla ricezione di un segnale, il che significa che un dispositivo che funziona con una singola batteria AA può durare anche per anni.

Ma il punto forte di ZigBee sta nel fatto che funziona tramite la rete mesh. La rete mesh è un modo molto efficace per distribuire la connessione in modo uniforme in tutte le stanze della casa. La rete mesh è formata da un hub centrale e da tanti nodi sparsi per la casa. L’hub è l’hub ZigBee e i nodi sono i dispositivi per la casa intelligente che fungono da ripetitori per amplificare il segnale.

Quindi, il segnale inviato da ZigBee rimbalza da un nodo all’altro (quindi da un dispositivo all’altro) per aumentare la portata del segnale e farlo arrivare ovunque nella casa.

La Smart Home

Zigbee è una tecnologia wireless che consente a molti dispositivi per la sicurezza domestica e per la casa intelligente di interconnettersi in un unico sistema.

Proprio come hai bisogno di un router wireless per creare una rete Wi-Fi, qui, hai bisogno di un hub per la casa intelligente per configurare e controllare una rete Zigbee. L’hub è il nodo principale e coordina tutto il sistema. Ad esempio, un hub può essere Amazon Echo o Samsung SmartThings.

Un hub che parla ZigBee supporta fino a 65.000 nodi. Ciò significa che puoi collegare fino a 65.000 dispositivi.

Quali sono i dispositivi che supportano ZigBee?

Nel 2002 è nata la ZigBee Alliance, un’alleanza creata dai produttori di dispositivi che utilizzano il protocollo ZigBee. Le aziende che ne fanno parte sono moltissime e l’elenco è in continua espansione. Quasi tutti i marchi leader del settore ne fanno parte. 

I più popolari dispositivi che integrano il protocollo Zigbee sono: 

Zigbee vs Z-Wave

Zigbee e Z-Wave sono i principali protocolli wireless alternativi al Bluetooth e al wi-fi. 

Sono protocolli wireless progettati pensando alla demotica e condividono alcune qualità, come bassa potenza e alta affidabilità, che sono essenziali per i dispositivi intelligenti. 

Tuttavia, presentano anche alcune differenze importanti. 

  • Configurazione di rete: Quasi sicuramente conosci già la rete WiFi. In una rete WiFi, generalmente definita rete a stella, ogni dispositivo comunica direttamente solo con l’hub centrale. Se un dispositivo è fuori dalla portata dell’hub centrale, quel dispositivo risulterà ‘fuori uso’.

Entambi, invece, utilizzano la rete mesh. In una rete mesh, il segnale proviene dall’hub centrale, come nella rete wifi, ma i dispositivi non devono per forza comunicare direttamente con l’hub centrale. Funzionano come ripetitori e trasmettono il segnale ad un altro dispositivo. Ciò consente alla rete mesh di essere più versatile. E’ in grado di coprire distanze maggiori e persino aggirare gli ostacoli.

  • Portata della rete: Z-Wave ha una portata di rete molto più lunga rispetto a ZigBee. Arriva fino a 100 metri di distanza. Zigbee, invece, arriva solo fino a circa 20 metri.
  • Capacità di rete: una rete Z-Wave è limitata a 232 dispositivi totali. Mentre una rete ZigBee, teoricamente, potrebbe arrivare fino a circa 65000 dispositivi connessi.
  • Salti del segnale:  Nelle reti mesh i segnali saltano da un dispositivo all’altro all’interno della rete. Mentre ZigBee non ha limiti di salti, Z-Wave supporta un massimo di quattro salti. Per cui l’hub può essere connesso a un massimo di tre dispositivi per catena.
  • Consumo di energia: entrambi sono famosi per il loro basso consumo energetico. Questi protocolli usano solamente una frazione della potenza richiesta dal WiFi. Questo è un grande vantaggio perché permette ad alcuni dispositivi di funzionare per diversi anni con una singola batteria a bottone.
  • Open source vs standard chiuso: Zigbee utilizza un protocollo open source. Questo significa che il codice è pubblico e chiunque può modificarlo in base alle proprie esigenze. Z-Wave, invece, utilizza uno standard chiuso. Z-Wave è una tecnologia proprietaria ed gestita da un’organizzazione privata, la Sigma Designs. E’ lei che ne concede in licenza la tecnologia. Inoltre, gestisce anche la Z-Wave Alliance che controlla la certificazione di tutti i dispositivi Z-Wave e garantisce che ogni dispositivo Z-Wave sia conforme ad una serie di standard elevati.
  • Portata del segnale: ZigBee funziona a 2,4 GHz rispetto ai 908 MHz di Z-Wave. Questo significa che è in grado di trasmettere più dati ma riduce la portata del segnale. Inoltre, Z-Wave è generalmente considerato più affidabile di ZigBee perché opera nella banda di frequenza 908 MHz che risulta essere molto meno affollata rispetto alla banda che utilizza dal suo rivale. Se la frequenza è sovraffollata, possono esserci interferenze che incidono sul segnale.
  • Sicurezza: entrambi utilizzano lo standard di crittografia AES 128, lo stesso standard utilizzato da banche e governi. Per cui la rete è molto sicura. Questo, però, non vuol dire che alcuni dispositivi non siano vulnerabili. È solo il segnale wireless ad non essere facilmente penetrabile.

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