Componenti, Standard

ZigBee

 
3 minuti di lettura
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Produttore: ZigBee Alliance
Disponibilità: n.a.
Categoria: standard
Tipologia: protocollo di trasmissione radio
Difficoltà di implementazione: bassa

ZigBee Logo

ZigBee è sostanzialmente uno dei possibili elementi tecnologici (accessori) costituenti il sistema nervoso del nostro ambiente domotico.

Xiaomi Sensore Termico
un sensore ZigBee.

In concreto, si tratta di un protocollo standard aperto di comunicazione radio tale da consentire le comunicazioni tra un elemento centrale (un collettore, diciamo) e uno o più componenti domotici (attuatori, dispositivi, sensori ecc.) presenti nel proprio ambiente domotico. Si differenzia dal Wi-Fi (che, concettualmente, ha un ruolo simile) nel fatto di esser concepito principalmente per uso domotico, facendo del basso consumo elettrico e della buona distanza coperta (fino a 100 metri in campo aperto) i punti di forza.

La velocità di trasmissione invece è molto bassa: circa 20 kbps, ma questo non è un problema: ciò che serve in questo ambito è affidabilità, non tanto una grande capacità trasmissiva, e in questo ZigBee è uno standard più che adeguato. ZigBee prevede inoltre l’adozione (automatica) di logiche di rete mesh, pertanto la copertura non si limita solo alla portata radio del nodo centrale ma “all’ombrello” di segnale determinato dalla eventuale presenza di più ripetitori.

Solitamente gli approcci nell’uso di accessori ZigBee in domotica personale sono svariati:

  • si introduce nella propria domotica una linea prodotti composta solitamente da un dispositivo centrale (un BRIDGE/Gateway, o coordinator) e dagli accessori satellite da collegare ad esso (come capita per esempio con “Xiaomi Mi Smart Home“, o “LUMI Aqara Smart Home Automation“): il controllo di tutto l’ecosistema avverrà poi tramite connessione TCP/IP tra il gateway e l’app mobile per smartphone/tablet, la quale tipicamente correda la linea prodotti;
  • si segue la strada numero 1 per poi però integrare il gateway della linea prodotti al proprio HUB personale (per esempio, l’integrazione del gateway Xiaomi a Home Assistant), in modo da controllare gli accessori satellite tramite l’HUB;
  • ci si dota di un BRIDGE/Gateway ZigBee (dato per esempio dal binomio deCONZ+ConBee, oppure zigbee2mqtt+CC2531) gestito tramite computer: gli accessori satellite (a questo punto anche di marche diverse) si collegheranno ad esso e verranno gestiti via domotica personale, integrando tale BRIDGE/Gateway al proprio HUB personale (Home Assistant, openHAB eccetera);
  • ci si costruisce un BRIDGE/Gateway ZigBee autonomo: stessa logica del punto precedente, con la differenza che si tratta di un dispositivo hardware totalmente autonomo che ha solo bisogno di alimentazione e copertura Wi-Fi (approccio che si usa solitamente per problemi di  copertura di segnale ZigBee non risolvibili con ripetitori). Un esempio è dato dall’accoppiata NodeMCU/CC2530.

Il secondo e il terzo approccio sono solitamente quelli che, va da sé, permettono di ottenere i migliori risultati in termini di flessibilità ed scalabilità grazie all’ampio grado di integrazione ottenuto grazie all’adozione di HUB personali, e al contempo non prevedono grandi conoscenze tecniche per essere implementati.

Esistono tre tipi di dispositivi ZigBee (fonte Wikipedia):

  • ZigBee Coordinator (ZC): è il dispositivo più “intelligente” tra quelli disponibili, costituisce la radice di una rete ZigBee e può operare da ponte tra più reti. Ci può essere un solo “Coordinator” in ogni rete. Esso è inoltre in grado di memorizzare informazioni riguardo alla sua rete e può agire come deposito per le chiavi di sicurezza.
  • ZigBee Router (ZR): questi dispositivi agiscono come router intermedi passando i dati da e verso altri dispositivi. Di fatto non vi sono distinzioni hardware tra un ZC e un ZR se non che viene rilasciato al coordinator il ruolo di inizializzare la rete, dopodiché diventano dispositivi identici.
  • ZigBee End Device (ZED): includono solo le funzionalità minime per dialogare con il nodo padre (Coordinator o Router), non possono trasmettere dati provenienti da altri dispositivi e dunque non partecipano al multi-hop di un messaggio; sono i nodi che richiedono il minor quantitativo di memoria e quindi risultano spesso più economici rispetto ai ZR o ai ZC.

Alcuni dei tantissimi accessori basati su ZigBee testati da inDomus sono i seguenti: