So sánh Zigbee và Z-Wave, 2 Công nghệ cho nhà thông minh của bạn

Nếu bạn đang tìm cách xây dựng một mạng lưới các thiết bị gia đình thông minh, bạn có thể đã nghe nói về Z-Wave và ZigBee ^[+]. Chúng là các giao thức không dây được thiết kế với mục đích tự động hóa gia đình.

Chúng có chung một số phẩm chất, chẳng hạn như công suất thấp và độ tin cậy cao, rất cần thiết cho các ứng dụng nhà thông minh.

Tuy nhiên, chúng có một số khác biệt quan trọng mà tôi sẽ giải thích ngay sau đây. Hy vọng rằng, tôi có thể giúp bạn bắt đầu mảnh ghép câu đố tự động hóa gia đình này để bạn có thể chọn sản phẩm phù hợp nhất với nhu cầu của mình.

Xem thêm giải pháp nhà thông minh

Zigbee và Z-Wave

ZigBee là gì?

Zigbee là một mạng lưới. Tất cả điều này có nghĩa là tín hiệu có thể dễ dàng truyền từ thiết bị Zigbee này sang thiết bị khác mà không cần từng thiết bị riêng lẻ cần kết nối với mạng Wi-Fi của bạn. Thay vào đó, thường có một trung tâm điều khiển.

Xem chi tiết: Zigbee là gì?

Z-Wave là gì?

Z-Wave cũng là một mạng lưới sử dụng sóng vô tuyến năng lượng thấp để giúp các thiết bị và thiết bị trong ngôi nhà thông minh của bạn giao tiếp.

Xem chi tiết: Z-Wave là gì?

Giữa Zigbee và Z-Wave có nên chọn một giao thức duy nhất không?

• Thứ nhất, bạn hoàn toàn có thể sử dụng cả hai thiết bị Zigbee và Z-Wave trong ngôi nhà thông minh của mình.
• Một loạt các thiết bị sẽ hoạt động với cả hai giao thức, ngay cả khi chúng không giao tiếp trực tiếp. Trung tâm Homey của Athom và SmartThings của Samsung, giống như trung tâm Wink, hỗ trợ cả Zigbee và Z-Wave.
• Các thiết bị GE, ổ khóa thông minh Yale và bộ điều khiển điều hoà của HoneyWell cũng chơi tốt với cả những chiếc Z lớn.
• Vì vậy, mặc dù không bắt buộc phải tuân theo một giao thức truyền thông duy nhất, nhưng nếu bạn có kế hoạch xây dựng một ngôi nhà được kết nối với các thiết bị từ cả hai chuồng, bạn nên tăng gấp đôi trên một trung tâm hỗ trợ cả hai nếu không bạn sẽ gặp phải sự cố.

Tín hiệu Zigbee và Z-Wave đáng tin cậy như thế nào?

• Một sản phẩm thông minh cần phải đáng tin cậy. Điều khiển khóa cửa hoặc một hệ thống an ninh hoàn chỉnh yêu cầu một kết nối rất đáng tin cậy. Những thiết bị này được cho là sẽ giúp cuộc sống của chúng ta trở nên dễ dàng và an toàn hơn.
• Khi một lệnh được gửi đi, bạn mong đợi sản phẩm được kết nối và nhận lệnh. Khi một thứ gì đó không hoạt động ổn định hoặc ngừng hoạt động hoàn toàn, nó có thể là một nguồn thất vọng lớn. Trong trường hợp xấu nhất, nó thậm chí có thể khiến bạn gặp nguy hiểm.

Z-Wave thường được coi là cực kỳ đáng tin cậy.

• Z-Wave hoạt động ở dải tần 908 MHz. Nó không phải đối phó với băng tần 2,4 GHz thường xuyên đông đúc mà ZigBee sử dụng. Các tần số đông đúc có thể gây ra nhiễu, dẫn đến tín hiệu bị mất hoặc không đáng tin cậy.
• Bạn cũng có thể gặp phải tình trạng kém tin cậy nếu thiết bị của bạn nằm ngoài phạm vi phủ sóng. Vì các thiết bị Z-Wave có nhiều phạm vi hơn ZigBee, bạn có thể mong đợi ít vấn đề về độ tin cậy hơn bắt nguồn từ các vấn đề về phạm vi.
• Do đó, Z-Wave có xu hướng đáng tin cậy hơn ZigBee. Điều đó không có nghĩa là một mạng ZigBee được thiết kế phù hợp không hoàn toàn đáng tin cậy. Tuy nhiên, ZigBee dễ gặp rắc rối hơn Z-Wave.

Khả năng tương tác của Zigbee và Z-Wave trong nhà thông minh

• Không ai muốn có một ngôi nhà thông minh cần năm trung tâm khác nhau và năm ứng dụng khác nhau để điều khiển nó. Các sản phẩm nhà thông minh được cho là sẽ giúp cuộc sống của bạn trở nên dễ dàng hơn, không phức tạp hơn.
• Trong một ngôi nhà thông minh thực sự, các sản phẩm thông minh của bạn cần có khả năng giao tiếp dễ dàng với nhau.
• Nếu bạn mua một sản phẩm tự động hóa gia đình mới, sản phẩm đó sẽ được lắp đặt liền mạch trong hệ thống tự động hóa gia đình của bạn. Hơn nữa, khi sản phẩm mới được phát hành, cần có một số loại đảm bảo rằng sản phẩm cũ của bạn sẽ hoạt động với sản phẩm mới.

Khả năng tương tác của Z-Wave

• Z-Wave là một công nghệ độc quyền. Điều đó có nghĩa là nó được sở hữu và duy trì bởi một tổ chức tư nhân. Sigma Designs sở hữu nó và cấp phép cho công nghệ Z-Wave. Nó cũng điều hành Z-Wave Alliance kiểm soát chứng nhận của tất cả các thiết bị Z-Wave.
• Điểm đáng chú ý của Z-Wave là khả năng tương tác của nó . Z-Wave Alliance đảm bảo rằng mọi thiết bị Z-Wave đều tuân thủ một bộ tiêu chuẩn nghiêm ngặt. Mọi thiết bị được chứng nhận Z-Wave SẼ hoạt động với mọi bộ điều khiển được chứng nhận Z-Wave. Có hơn 600 nhà sản xuất đã sản xuất tổng số hơn 2100 sản phẩm được chứng nhận Z-Wave. Mỗi thiết bị sẽ có thể cắm ngay vào mạng thiết bị Z-Wave hiện có của bạn.
• Hầu hết các thiết bị được chứng nhận Z-Wave sẽ hiển thị logo Z-Wave đã đăng ký nhãn hiệu. Các sản phẩm sử dụng logo mà không có chứng nhận phù hợp là vi phạm pháp luật.

Khả năng tương tác của ZigBee

• ZigBee là một tiêu chuẩn không dây mở được duy trì bởi ZigBee Alliance . Liên minh ZigBee là một nhóm các công ty hỗ trợ sự phát triển của nó, thúc đẩy việc sử dụng nó.
• Cuộc tấn công lớn nhất của ZigBee chống lại nó là thiếu khả năng tương tác. Nguyên nhân chính của điều này là do nhầm lẫn với chương trình chứng nhận của họ. Thực tế có hai cấp độ chứng nhận. Một chứng nhận phần cứng và một chứng nhận phần mềm.
• Có thể một sản phẩm được chứng nhận phần cứng nhưng phần mềm thì không. Kết quả là các sản phẩm đang phát tín hiệu ZigBee nhưng không sử dụng phần mềm ZigBee thích hợp. Các sản phẩm như thế này có thể được gắn nhãn “ZigBee-ready”. Một khách hàng có thể mua sản phẩm với mong đợi nó hoạt động với tất cả các sản phẩm khác của ZigBee nhưng nó sẽ không hoạt động.
• Trên thực tế, có rất nhiều sản phẩm ZigBee có thể tương tác. Nó chỉ mang tiếng xấu vì quá trình chứng nhận lỏng lẻo. Để đảm bảo sản phẩm Zigbee tuân thủ đầy đủ giao thức Zigbee, bạn chỉ cần đảm bảo sản phẩm sử dụng chứng chỉ Tự động hóa tại nhà của ZigBee.

Phạm vi tín hiệu của Zigbee và Z-Wave

Ngôi nhà thông minh ngày nay đang mở rộng đến nhà để xe và thậm chí là sân của bạn. Một giao thức không dây tuyệt vời cần có khả năng tiếp cận mọi ngóc ngách trong ngôi nhà của bạn và hơn thế nữa. Tôi không thể cho bạn biết phạm vi hiệu quả của tín hiệu không dây trong nhà của bạn vì phạm vi thực tế trong nhà của bạn sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

• Những gì tôi có thể nói với bạn là đối với cùng một mức công suất, hoạt động ở tần số cao hơn sẽ làm giảm phạm vi của tín hiệu. ZigBee hoạt động ở 2,4 GHz so với 908 MHz của Z-Wave. Tần số cao hơn cho phép ZigBee truyền nhiều dữ liệu hơn nhưng làm giảm phạm vi của tín hiệu.
• Phạm vi thấp hơn được giảm nhiều hơn khi có chướng ngại vật. Tín hiệu tần số cao sẽ truyền qua các vật cản như tường kém hiệu quả hơn so với tín hiệu tần số thấp.
• Tín hiệu Z-Wave giữa hai nút có thể truyền tới 330 feet trong môi trường ngoài trời, không bị cản trở. Tuy nhiên, nó bị giảm đáng kể trong nhà. Tường và các vật cản khác kết hợp với nhiều nguồn nhiễu điện khác nhau để giảm khoảng cách hiệu quả. Hướng dẫn chính xác hơn cho việc lắp đặt trong nhà là 100 feet không có vật cản và 50 feet có tường ở giữa.
• Phạm vi không gian trống trong nhà của ZigBee là khoảng 40 feet.

Mức sử dụng năng lượng Zigbee và Z-Wave

• Cả ZigBee và Z-Wave đều có công suất rất thấp. Chúng sử dụng một phần nhỏ điện năng mà WiFi yêu cầu. Đây là một lợi ích chính khiến chúng trở thành một lựa chọn phổ biến cho các thiết bị gia đình thông minh. Có nhiều ứng dụng sẽ không có quyền truy cập vào nguồn điện có dây. Những thiết bị đó sẽ cần phải chạy bằng pin.
• Một số thiết bị sử dụng Z-Wave hoặc ZigBee có thể chạy bằng pin một đồng xu trong vài năm . Một thiết bị như vậy cố gắng duy trì kết nối WiFi sẽ chết sau vài ngày.
• Tuy nhiên, một thiết bị hoạt động như một bộ lặp sẽ yêu cầu nhiều năng lượng hơn. Vì lý do đó, các thiết bị hoạt động bằng pin thường được lập trình không hoạt động như bộ lặp. Điều quan trọng cần ghi nhớ khi xây dựng mạng của bạn.

Cấu hình mạng của Zigbee và Z-Wave

• Hầu hết mọi người đều quen thuộc với mạng Wi-Fi. Mạng Wi-Fi thường được gọi là mạng hình sao. Trong mạng hình sao, mỗi thiết bị giao tiếp trực tiếp với (và chỉ với) trung tâm. Nếu một thiết bị nằm ngoài phạm vi phủ sóng của trung tâm, thiết bị đó sẽ không phải là một phần của mạng.
• Trong mạng hình sao, các thiết bị chỉ có thể giao tiếp trực tiếp với trung tâm
• Cả Zigbee và Z-Wave đều được coi là mạng lưới. Trong mạng lưới, tín hiệu bắt nguồn từ trung tâm giống như mạng hình sao. Tuy nhiên, các thiết bị không cần giao tiếp trực tiếp với trung tâm. Một mạng lưới cho phép mỗi thiết bị trong mạng hoạt động như một bộ lặp và truyền tín hiệu cho một thiết bị khác. Điều này cho phép các mạng lưới linh hoạt hơn. Chúng có thể bao phủ khoảng cách xa hơn và thậm chí hoạt động xung quanh các chướng ngại vật.
• Một mạng lưới cho phép các thiết bị không phải trung tâm hoạt động như các bộ lặp
• Mạng Z-Wave hỗ trợ tối đa bốn bước giữa bộ điều khiển và thiết bị đích. Mạng ZigBee không giới hạn ở bất kỳ số bước nhảy cụ thể nào.
• Một mạng Z-Wave được giới hạn trong tổng số 232 thiết bị. Một mạng ZigBee về mặt lý thuyết có thể có khoảng 65 nghìn thiết bị được kết nối với nó. Tuy nhiên, bạn chắc chắn sẽ gặp sự cố băng thông rất lâu trước khi bạn đạt gần đến con số đó.
• Đối với phần lớn các ứng dụng dân dụng, cả giới hạn bước nhảy và giới hạn tổng số thiết bị đều không phải là yếu tố giới hạn.

Bảo mật của Zigbee và Z-Wave

Tự động hóa nhà bao gồm cảm biến cửa ra vào và cửa sổ, khóa cửa ra vào và giám sát bằng Camera về ngôi nhà của chúng ta. Bảo mật dữ liệu không dây luôn quan trọng hơn bao giờ hết.

• Cả Z-Wave và ZigBee đều sử dụng chuẩn mã hóa AES 128. Đó là cùng một tiêu chuẩn mã hóa được sử dụng bởi các ngân hàng và chính phủ. Không ai có thể kiểm soát ngôi nhà thông minh của bạn bằng cách hack mã hóa tín hiệu. Điều đó không có nghĩa là một số thiết bị không dễ bị tấn công. Chỉ là bản thân tín hiệu không dây không phải là phần dễ bị tấn công.
• Ngay từ đầu trong lịch sử của mình, Z-wave nổi tiếng là không an toàn. Danh tiếng của nó đã không thực sự được bảo đảm. Lỗi bảo mật xảy ra là do lỗi triển khai của các công ty. Mặc dù tiêu chuẩn mã hóa cấp cao đã có sẵn, nhưng một số công ty đã chọn không sử dụng nó.
• Giờ đây, Z-Wave Alliance yêu cầu AES 128 để thiết bị được chứng nhận.
• Hơn nữa, Z-Wave Alliance yêu cầu triển khai bắt buộc khung Bảo mật 2 (S2) mới của họ trên tất cả các thiết bị nhận được chứng nhận. Bản cập nhật bảo mật mới nhất này hầu như loại bỏ khả năng thiết bị bị xâm phạm trong quá trình đưa vào. Nó làm giảm quy trình trước đó từ ba bước xuống một, do đó làm giảm điện năng tiêu thụ và độ trễ.
• Và, nó giúp ngăn các thiết bị Z-Wave của bạn bị sử dụng trong một cuộc tấn công DDOS. Chi tiết về cách nó đạt được điều này nằm ngoài phạm vi của bài viết này, nhưng nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, đây là cuộc phỏng vấn với Phó chủ tịch của Sigma Designs.

Giá cả của Zigbee và Z-Wave

Cuối cùng là giá cả.

Điều này có thể được giải quyết nhanh chóng vì không có khoảng cách có ý nghĩa giữa các thiết bị Zigbee và Z-Wave khi nói về chi phí. Như với tất cả các thiết bị gia đình thông minh, bạn có thể mua ở một số mức giá nhưng cả Zigbee hay Z-Wave đều không rẻ hơn, mặc dù có nhiều điểm khác biệt, nhưng về bản chất thì không rẻ hơn.

Đánh giá chung

• Trong trận chiến đối đầu giữa Zigbee và Z-wave, bạn phải tìm ra giao thức nào là quan trọng nhất đối với ngôi nhà của bạn. Từ góc độ giá cả tất cả 7 danh mục chính được liệt kê ở trên. Với Z-Wave, người chiến thắng rõ ràng về độ tin cậy, khả năng tương tác và phạm vi tín hiệu trong khi Zigbee vượt lên hoàn toàn về mức sử dụng năng lượng, cuộc đối đầu đặt Z-Wave vững chắc lên hàng đầu.
• Tuy nhiên, cũng như tất cả các yếu tố để xây dựng một ngôi nhà thông minh thành công, quyết định của bạn phải hoàn toàn do cá nhân bạn quyết định. Chúng tôi hy vọng bạn sử dụng hướng dẫn này theo cách mà nó dự định: đơn giản như một hướng dẫn. Việc đổ xô ra ngoài mua sản phẩm Z-Wave không phải là hướng đi vì chúng tốt hơn.

Quyết định là ở bạn

• Nếu bạn chỉ mới bắt đầu con đường tự động hóa gia đình, các mạng Z-Wave dễ dàng kết hợp với nhau hơn một chút. Với ít nhiễu hơn, phạm vi rộng hơn và một loạt sản phẩm ấn tượng, Z-Wave có ý nghĩa đối với đa số người tiêu dùng nhà thông minh.
• Nhưng cũng đừng bỏ qua Zigbee và đừng quên…
• Trong bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét một giao thức khác; Insteon và Z-Wave. Mục tiêu của chúng tôi là giúp bạn có cái nhìn tốt nhất của cả hai công nghệ Zigbee và Z-Wave! Để biết thêm thông tin hàng ngày, hãy xem tin tức về nhà thông minh.

Video demo nhà thông minh Zigbee và Z-Wave