Se stai cercando di costruire una rete di dispositivi domestici intelligenti, probabilmente hai sentito parlare di Z-Wave e ZigBee. Sono protocolli wireless che sono stati progettati con domotica in mente. Condividono alcune qualità, come la bassa potenza e l’alta affidabilità, che sono essenziali per le applicazioni domestiche intelligenti. Tuttavia, hanno alcune importanti differenze che spiegherò a breve. Spero di poter aiutarti a iniziare a mettere insieme questo puzzle domotico in modo da poter scegliere i prodotti che meglio si adattano alle tue esigenze.

Configurazione di rete

La maggior parte delle persone ha familiarità con le reti WiFi. Una rete WiFi è in genere indicato come una rete a stella. In una rete a stella, ogni dispositivo comunica direttamente con (e solo con) l’hub centrale. Se un dispositivo è fuori portata dell’hub centrale, tale dispositivo non farà parte della rete.

In una rete star, i dispositivi possono comunicare solo direttamente con l’hub

Sia Z-Wave che ZigBee sono considerati reti mesh. In una rete mesh, il segnale proviene dall’hub centrale proprio come la rete stella. Tuttavia, i dispositivi non devono comunicare direttamente con l’hub centrale. Una rete mesh consente a ciascun dispositivo della rete di funzionare come ripetitore e trasmettere il segnale a un altro dispositivo. Ciò consente alle reti mesh di essere più versatili. Possono coprire distanze maggiori e persino aggirare gli ostacoli.

Una rete mesh consente a dispositivi diversi dall’hub di agire come ripetitori

Le reti Z-Wave supportano fino a quattro hop tra il controller e il dispositivo di destinazione. Le reti ZigBee non sono limitate a un numero specifico di hop.

Una rete Z-Wave è limitata a 232 dispositivi totali. Una rete ZigBee teoricamente potrebbe avere alcuni dispositivi 65k collegati ad esso. Tuttavia, si sarebbe sicuramente incorrere in problemi di larghezza di banda molto prima di arrivare vicino a quel numero.

Per la stragrande maggioranza delle applicazioni residenziali, né il limite di hop né il limite totale del dispositivo dovrebbero essere un fattore limitante.

Quanta potenza Fanno Z-Wave e ZigBee uso?

Sia ZigBee che Z-Wave sono molto a bassa potenza. Usano una frazione della potenza richiesta dal WiFi. Questo è un vantaggio importante che li rende una scelta così popolare per i dispositivi domestici intelligenti. Ci sono molte applicazioni che non avranno accesso all’alimentazione cablata. Questi dispositivi dovranno essere eseguiti con batterie.

Alcuni dispositivi che utilizzano Z-Wave o ZigBee possono funzionare su una singola batteria a bottone per diversi anni. Un dispositivo come quello che cerca di mantenere una connessione WiFi sarebbe morto in giorni.

Tuttavia, un dispositivo che funge da ripetitore richiederà più potenza. Per questo motivo, i dispositivi a batteria sono solitamente programmati per non agire come ripetitori. Questo è importante da tenere a mente quando si costruisce la rete.

Interoperabilità casa intelligente

Nessuno vuole avere una casa intelligente che ha bisogno di cinque diversi hub e cinque diverse applicazioni per controllarlo. I prodotti per la casa intelligente dovrebbero rendere la vita più facile, non più complicata. In una casa veramente intelligente, i tuoi prodotti intelligenti devono essere in grado di comunicare facilmente tra loro.

Se si acquista un nuovo prodotto di automazione domestica, dovrebbe installare nel vostro sistema di automazione domestica senza soluzione di continuità. Inoltre, come nuovi prodotti vengono rilasciati, ci dovrebbe essere una sorta di garanzia che i vostri vecchi prodotti funzioneranno con il nuovo.

Interoperabilità Z-Wave

Z-Wave è una tecnologia proprietaria. Ciò significa che è di proprietà e gestito da un’organizzazione privata. Sigma Designs lo possiede e concede in licenza la tecnologia Z-Wave. Gestisce anche la Z-Wave Alliance che controlla la certificazione di tutti i dispositivi Z-Wave.

Cercare il Z-Wave loghi per garantire l’interoperabilità

Il grande punto di vendita per Z-Wave è l’interoperabilità. La Z-Wave Alliance assicura che ogni dispositivo Z-Wave sia conforme a un rigoroso set di standard. Ogni dispositivo certificato Z-Wave funzionerà con ogni controller certificato Z-Wave. Ci sono oltre 600 produttori che producono un totale di oltre 2100 prodotti certificati Z-Wave. Ognuno sarà in grado di collegare a destra nella vostra rete Z-Wave esistente di dispositivi.

La maggior parte dei dispositivi certificati Z-Wave visualizzerà il marchio Z-Wave logo. È contro la legge che i prodotti utilizzino il logo senza l’adeguata certificazione.

Interoperabilità ZigBee

ZigBee è uno standard wireless aperto mantenuto da ZigBee Alliance. La ZigBee Alliance è un gruppo di aziende che sostengono il suo sviluppo promuovere il suo utilizzo.

Il più grande attacco di ZigBee contro di esso è una percepita mancanza di interoperabilità. La causa principale di questo è stata la confusione con il loro programma di certificazione. Ci sono in realtà due livelli di certificazione. Uno certifica l’hardware e uno certifica il software.

È possibile che un prodotto possa ottenere la certificazione hardware ma il software non lo è. Il risultato sono prodotti che trasmettono il segnale ZigBee ma non utilizzano il software ZigBee corretto. Prodotti come questo potrebbero essere etichettati “ZigBee-ready”. Un cliente può acquistare il prodotto aspettandosi che funzioni con tutti gli altri prodotti ZigBee ma non lo farà.

In realtà, ci sono molti prodotti ZigBee interoperabili. Ha appena ottenuto una cattiva reputazione a causa del processo di certificazione sciolto. Al fine di garantire un prodotto Zigbee è in piena conformità con il protocollo Zigbee, è sufficiente assicurarsi che il prodotto utilizza la certificazione di automazione domestica ZigBee.

Qual è la portata del segnale?

La casa intelligente di oggi si sta espandendo nel tuo garage e persino nel tuo giardino. Un grande protocollo wireless deve essere in grado di raggiungere tutti gli angoli della vostra casa e oltre. Non posso dirvi la portata effettiva di un segnale wireless nella vostra casa, perché la portata effettiva nella vostra casa dipenderà da molti fattori.

Quello che posso dirti è che per lo stesso livello di potenza, operare a una frequenza più alta ridurrà la gamma del segnale. ZigBee funziona a 2,4 GHz rispetto ai 908 MHz di Z-Wave. La frequenza più alta consente a ZigBee di trasmettere più dati ma riduce la portata del segnale.

La gamma inferiore si riduce ancora di più quando ci sono ostacoli. Un segnale ad alta frequenza viaggerà attraverso ostacoli come le pareti in modo meno efficace di un segnale a bassa frequenza.

Un segnale Z-Wave tra due nodi può viaggiare fino a 330 piedi in un ambiente esterno, senza ostacoli. Tuttavia, si riduce significativamente in casa. Pareti e altri ostacoli si combinano con varie fonti di interferenza elettrica per ridurre la distanza effettiva. Una linea guida più accurata per l’installazione in casa è di 100 piedi per nessun ostacolo e 50 piedi con pareti in mezzo.

La gamma di spazio libero in casa di ZigBee è di circa 40 piedi.

Quanto è affidabile il segnale?

Un prodotto intelligente deve essere affidabile. Il controllo di una serratura o di un sistema di sicurezza completo richiede una connessione molto affidabile. Questi dispositivi dovrebbero rendere la nostra vita più facile e sicura. Quando viene inviato un comando, ci si aspetta che il prodotto sia connesso e che riceva il comando. Quando qualcosa non funziona in modo coerente o smette di funzionare completamente, può essere un’enorme fonte di frustrazione. Nel peggiore dei casi, potrebbe anche metterti in pericolo.

Z-Wave è generalmente considerato estremamente affidabile.

Z-Wave opera nella banda di frequenza 908 MHz. Non ha a che fare con la banda 2.4 GHz spesso affollata che ZigBee utilizza. Le frequenze affollate possono causare interferenze che si tradurranno in segnali persi o inaffidabili.

Si può anche sperimentare scarsa affidabilità se i dispositivi sono fuori portata. Dal momento che i dispositivi Z-Wave hanno più gamma di ZigBee, ci si può aspettare un minor numero di problemi di affidabilità derivanti da problemi di gamma.

Di conseguenza, Z-Wave tende ad essere più affidabile di ZigBee. Questo non vuol dire che una rete ZigBee correttamente progettata non sia perfettamente affidabile. Ma è più facile incorrere in problemi con ZigBee rispetto a Z-Wave.

La mia casa intelligente sarà sicura?

La domotica comprende sensori per porte e finestre, serrature delle nostre porte e videosorveglianza della nostra casa. La sicurezza dei nostri dati wireless è importante come sempre.

Sia Z-Wave che ZigBee utilizzano lo standard di crittografia AES 128. Questa è la stessa crittografia utilizzata dalle banche e dal governo. Nessuno sta per ottenere il controllo della vostra casa intelligente da hacking la crittografia del segnale. Questo non vuol dire che alcuni dispositivi non sono vulnerabili. È solo che il segnale wireless stesso non è la parte vulnerabile.

All’inizio della sua storia, Z-wave ha ottenuto la reputazione di essere insicuro. La sua reputazione non era realmente giustificata. Gli errori di sicurezza che si sono verificati sono stati causati da errori di implementazione delle aziende. Anche se lo standard di crittografia di alto livello era disponibile, alcune aziende hanno scelto di non usarlo.

Ora, la Z-Wave Alliance richiede AES 128 per ottenere la certificazione di un dispositivo.

Inoltre, la Z-Wave Alliance richiede un’implementazione obbligatoria del loro nuovo framework Security 2 (S2) su tutti i dispositivi che ricevono la certificazione. Questo ultimo aggiornamento di sicurezza elimina virtualmente le possibilità che un dispositivo venga compromesso durante il processo di inclusione. Riduce un processo precedente da tre passaggi a uno, che a sua volta riduce il consumo energetico e la latenza. Inoltre, aiuta a prevenire l’utilizzo dei dispositivi Z-Wave in un attacco DDOS. I dettagli di come realizza questo sono un po’ oltre lo scopo di questo articolo, ma se siete interessati a saperne di più, ecco un’intervista con Sigma Designs ‘ Vice Presidente.

TheSmartCave Official Opinion

Anche se non è necessario scegliere un solo protocollo, attaccare con uno può essere vantaggioso. Le reti Mesh diventano più affidabili quando si aggiungono più dispositivi. Una rete Z-Wave con 30 dispositivi tenderà ad essere più affidabile di una rete Z-Wave di 15 dispositivi e una rete ZigBee di 15 dispositivi.

Se dovessi scegliere solo uno, sceglierei Z-Wave. Credo che per qualcuno appena iniziando con la domotica, mettere insieme una rete Z-Wave altamente affidabile sarà più facile di ZigBee. La Z-Wave Alliance ha reso facile trovare prodotti che si collegheranno direttamente alla tua rete. Inoltre, una maggiore portata del segnale e meno interferenze ridurranno la possibilità di incorrere in alcuni problemi di affidabilità molto frustranti.

Non sei ancora sicuro? La buona notizia è che non devi sceglierne solo uno. Molti hub domotici, come Samsung SmartThings e Wink Hub 2, supportano entrambi i protocolli.

Vuoi iniziare a costruire una casa intelligente Z-Wave? Un termostato intelligente è un ottimo punto di partenza. Sentiti libero di dare un’occhiata alla mia lista di termostati intelligenti certificati Z-Wave.