ZigBee

Что такое ZigBee протокол в системе "умный дом" Xiaomi?

У многих устройств и датчиков умного дома Xiaomi мы видим приписку ZigBee, что это за зверь, какие плюсы и минусы он несет, я разберу в этой статье.

Набор Xiaomi ZigBee

ZigBee - протокол передачи данных

Наверное все представляют что такое Wi-Fi сеть, которая есть почти в каждой квартире. Есть устройство передатчик (роутер) и приемники (телефон, ноутбук и другие устройства), их связывает единая сеть, которая создается на роутере. Схематично это выглядит так:

Схема подключения Wi-Fi с устройствами Xiaomi

Такой тип сети называется "Звезда", из-за визуального сходства (Центральное устройство и лучи отходящее от него). Тут все кажется довольно просто. 

Как вы можете заметить, на схеме присутствуют устройства из системы "Умный дом" от Xiaomi. Получается, что на протоколе Wi-Fi можно построить свою систему автоматизации? Ответ - да, можно.

А зачем тогда что-то придумывать?

Если вы обратите внимание на схему, то заметите, что все устройства либо подключаются к розетке, либо требуют частой зарядки. Тут во всей красе предстает главный минус Wi-Fi сети в системе умного дома, а именно высокое энергопотребление. И если для устройств питающихся от розетки это не страшно, то для устройств и датчиков работающих от батарейки - это смертельно. Согласитесь, зачем нужен датчик, в котором нужно каждый день заряжать аккумулятор?

Но ведь есть протокол передачи данных, с низким энергопотреблением, который нам давно известен и до сих пор активно используется. Вспомните фразу: "включи блютуз, я тебе перекину фотки.". Да, именно Bluetooth, который раньше использовался для передачи данных, а сейчас занял нишу подключения беспроводных аудио-устройств и гаджетов, так же применяется в системе "Умный дом". Чаще конечно идет в пару с Wi-Fi, но есть и устройства только с bluetooth, например чайник Mi Smart Kettle.

Xiaomi bluetooth mitu

Но и тут все не так гладко, как хотелось бы. Как и Wi-Fi, Bluetooth использует топологию "Звезда". А что в этом страшного? Ответ прост, малая дальность действия и низкая отказоустойчивость. Основное устройство необходимо размещать максимально по центру помещения, чтобы обеспечить связь со всеми устройствами. И если для квартиры это не так критично, то в частном доме просто не получится обеспечить постоянную связь между устройствами, находящимися на заметном удалении друг от друга.

ZigBee

Логично, что нужен был протокол передачи данных с низким энергопотреблением и надежностью соединения. Поэтому еще в 2003 году была ратифицирована спецификация ZigBee. Основное отличие от Bluetooth - это топология "Mesh".

В ней подразумевается наличие 3 типов устройств:

  1. Координатор - головное устройство, которое создает сеть. В умном доме сяоми эту роль выполняет один из шлюзов.
  2. Роутер - устройство, которое имеет постоянное питание. Эту роль берут на себя выключатели и розетки.
  3. Конечные устройства - датчики и гаджеты работающие от батарейки.

На схеме умного дома Xiaomi протокол будет выглядеть так:

Xiaomi Связь устройств ZigBee

Ничего не понятно? Давайте попробуем разобраться.

У нас на схеме есть шлюз Gateway 2, он выполняет роль координатора. К нему, в приложении MiHome мы подключаем все остальные устройства. Как и в Wi-Fi и Bluetooth, только стрелочек тут заметно больше. Все это потому, что розетки и выключатели выполняют роль "Роутера", они принимают сигнал от головного устройства и транслируют его дальше по сети до конечных датчиков. Это позволяет масштабировать сети до уровня дома или даже большого производственного здания. А выход из строя одного из устройств-роутеров не скажется на работоспособности всей сети.

Сравнительная таблица характеристик этих протоколов связи:

Технология Wi-Fi Bluetooth ZigBee
Стандарт связи IEEE 802.11 IEEE 802.15.4 IEEE 802.15.4
Скорость передачи данных 300+ Мбит/с до 3 Мбит/с 250 Кбит/с
Энергопотребление Высокое Низкое Низкое
Частотный диапазон 2.4 Ггц 2.4 Ггц 2.4 Ггц
Поддержка IP + - -
Топология "звезда" "звезда" "mesh"

Из минусов можно отметить низкую скорость передачи данных - до 250 кбит/сек. Ради низкого энергопотребления, приходится чем то жертвовать, но это не критично для задач домашней автоматизации.

Обратите внимание, если в вашей системе 2 шлюза, то это будет 2 разных, независимых ZigBee сети только в случае недосягаемости. А так второй и последующий шлюз подхватывает сеть первого. Но если вдруг один из шлюзов умрет, то датчики можно переподключить к другому.

Значимость ZigBee в системе умного дома Xiaomi

На конец 2017 года, в системе Xiaomi 22 устройства, которые используют ZigBee протокол. Wi-Fi используют около 80, а блютуз около 25. 

Да, самая маленькая доля устройств, но стоит отметить, что ZigBee устройства предназначены именно для автоматизации жилища, и их доля в вашей системе скорее будет доминировать.

Если у вас появились вопросы, смело задавайте в комментариях. 

До новых встреч!

24 мыслей о “ZigBee”

  1. Пингбэк: Xiaomi Gateway 2 Шлюз | Умный дом Xiaomi

  2. Пингбэк: Xiaomi цилиндровый замок Vima | Умный дом Xiaomi

  3. Пингбэк: Xiaomi Датчик протечек Aqara | Умный дом Xiaomi

  4. Пингбэк: Xiaomi MIHome для ПК windows | Умный дом Xiaomi

  5. Пингбэк: MiHome настройка общего доступа | Умный дом Xiaomi

  6. Пингбэк: Датчик движения Xiaomi Smart Home | Умный дом Xiaomi

  7. Никита

    Устройства рабтающие по протоколу Zigbee других производителей, будут работать совместго с Сяоми

    1. Добрый день! Работать будут, поскольку протокол един для всех, только нужна платформа типа domoticz или majordomo. В стандартном приложении MiHome их не получится добавить.

  8. Добрый день.
    Начал строительство умного дома на Xiaomi. Для начала имеется Шлюз, розетка и датчик дыма. Я буду писать про датчик дыма, но можете считать что это кнопка или гиркон это не важно.
    Вопросы:
    1. Все три устройства в одной комнате. Датчик дыма прицепится к Шлюзу или к Розетке?
    2. Работает ли автоматический роуминг? То есть если я беру датчик подключённый к шлюзу и несу его туда, откуда он только до розетки добивает, он сам переподключится? Или надо что то сделать для этого?
    3. Дико важный вопрос. Нигде не пишут, как работает проверка (опрос) присутствия устройств. Шлюз опрашивает их или они сами шлют keepalive пакеты шлюзу? Как часто это происходит? То есть пропал датчик дыма (села батарейка, упал с потолка и разбился, украли), как скоро система узнает об этом? Можно ли узнать когда это произошло (лог пропавшего со связи устройства не открывается в приложении)? Самое главное — Можно ли получать оповещение о пропаже устройства? Для меня это важно. Например на этаже стоит розетка к которой подцепились 5 датчиков дыма. Допустим розетку просто украл посетитель. И пожарная сигнализация этажа просто перестала существовать — мне надо узнать об этом.

    1. А ещё вопрос, Если допустим есть шлюз далеко, а 2 розетки и датчик рядом в другой комнате. Обе розетки видят и висят на шлюзе, а датчик как-то прицепился к одной из них. А теперь мы её выключаем из розетки. Датчик должен сам ко второй розетке переприцепиться или надо что то делать типа нажать кнопку на нём?

    2. Протестил. Если включить розетку в розетку то она почти сразу становится доступна в приложении. Если её выдернуть то становится не активна в приложении только через час! 🙁
      утром Датчик дыма был приконнекчен к розетке, когдабыл далеко от шлюза, затем я принёс его к шлюзу и вырубил розетку из сети. Датчик сал не активен в приложении и пролежал весь день рядом со шлюзом так и не подкючившись сам. Затем я вечером врубил розетку в сеть. Она почти сразу нашлась, а датчик стал доступен в приложении лишь через 1-2 часа. 🙁
      как то всё тупо работает
      Очень жду ответы на вопросы выше. Заранее благодарю.

      1. Странно, я тестировал на розетках Aqara, если датчик (тестировал с температурным датчиком) переносишь в дальнюю комнату, то он отваливается на минуту, потом снова доступен. Весь смысл ZigBee протокола — это ячеистая сеть передачи пакетов, возможно опять китайцы намудрили с ПО.

    3. Добрый день! Давайте по порядку:
      1. Датчик будет цепляться к самому ближайшему устройству, если это розетка — то к ней. Если выключите розетку, то автоматически переподключится к шлюзу.
      2. Должен переподключиться сам.
      3. Не пишут, потому что это один из недостатков системы. Оповещение, о потери связи с устройством нет, по крайней мере на данном этапе развития системы. Единственное что увидите — что статус устройства в приложении стал оффлайн. Надеюсь что этот функционал добавят, в умном доме он крайне необходим.

  9. Еще раз проверил. Датчик висел на розетке. И лежал рядом со шлюзом. Розетку вырубил. Датчик пропал и сам не появился. Я нажал на нем кнопку на 1 сек. При этом шлюз высказался по китайски и датчик появился на связи.
    Никакой самоорганизации 🙁

    1. Видимо китайцы на уровне прошивок ограничивают переподключение устройств для экономии энергии. Или просто криво сделали… Очень печально, надо потестировать с разными устройствами, косяки на уровне протокола, или самих устройств.

  10. Пингбэк: Умные дверные замки Xiaomi | Умный дом Xiaomi

  11. Пингбэк: Xiaomi Mi Home приложение | Умный дом Xiaomi

  12. Будут ли устройства xiaomi-smarthome c технологией zigbee работать с другим приложением, поддерживающим работу с zigbee?

    1. Добрый день! По умолчанию нет, в устройствах есть встроенная защита. Но можно включить режим разработчика и подключить ко многим системам, например Domoticz и MajorDoMo.

  13. И наоборот, возможно ли наладить работу техники других производителей, поддерживающих zigbee или BT подключить к приложению xiaomi-smarthome?

    1. А вот тут уже не получится. Только определенный список устройств, входящих в экосистему Xiaomi SmartHome. В приложении есть экспериментальная функция, добавления устройств сторонней платформы, но там всего 4 малоизвестных китайских вендора.

      1. Возможно получится, через Вас, как официального представителя бренда в РФ, наладить партнерское взаимодействие с некоторыми сторонними производителями? В данном случае вопрос задаю как представитель нескольких разработчиков.

        1. Тут есть один нюанс, я не официальный представитель 🙂 Официальный представитель Смарт Оранж, можно через них попробовать, но скорее всего придется выходить на китайцев.

  14. Пингбэк: Mijia Xiaomi | Умный дом Xiaomi

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

1 × четыре =