Jak Zigbee funguje bez internetu. Svět chytré domácnosti bez internetu: jak to Zigbee umožňuje – Telegraph

Představit si pro sebe: vracíš se po dlouhé době domů dnea automaticky se rozsvítí zapne sekdyž otevřete dveře. Nebo, probudíš se ráno, a kávovar již připravuje váš oblíbený nápoj. Zní to jako scénář ze sci-fi filmu film, ale ve skutečnosti je to realita chytrých dům!

A to vše je možné díky Zigbee – bezdrátovému protokol, který umožňuje vytvářet místní scénáře, fungující bez internetu.

Otevřete požadovanou sekci kliknutím na příslušný odkaz:

⚪ Zigbee: Zákulisí chytré domácnosti bez internetu

⚪ Co potřebujete k připojení Zigbee k vaší chytré domácnosti

⚪ Jak ovládat chytrou domácnost bez internetu: Schopnosti Zigbee

⚪ Zigbee vs. Wi-Fi: Jaký je rozdíl?

⚪ Zigbee pracuje na 2,4 GHz, zatímco Wi-Fi pracuje na 2,4 GHz a 5 GHz.

⚪ Zigbee: budoucnost chytré domácnosti

⚪ Zigbee je budoucností chytré domácnosti, kde technologie pracuje za vás, ne naopak.

⚪ Tipy pro používání Zigbee

⚪ Závěry

⚪ Zigbee je budoucností chytré domácnosti, kde technologie pracuje za vás, ne naopak.

⚪ Často kladené otázky

✌️ Přečtěte si více

Zigbee je bezdrátový protokol, který umožňuje vytvářet místní sítě pro ovládání chytrých zařízení ve vaší domácnosti. Funguje na bázi point-to-point, kde každé zařízení komunikuje přímo s druhým, aniž by se spoléhalo na centralizovaný server nebo internetové připojení.
Jak to funguje?
Představte si, že máte pohybový senzor, který reaguje na pohyb, a chytrou žárovku. ‍♂️ Připojíte je přes Zigbee, čímž vytvoříte lokální síť. Když pohybový senzor zaznamená pohyb, vyšle signál do žárovky, která se rozsvítí bez přístupu k internetu. ⚡️
Výhody používání Zigbee bez internetu:
(Tj. Automatizace: Vytvářejte skripty, které se spouštějí automaticky bez nutnosti připojení k internetu. Například zapnout světla, když slunce zapadne, nebo otevřít žaluzie, když teplota stoupne. ️
(Tj. Spolehlivost: Zigbee sítě jsou odolné proti výpadkům internetu. Vaše zařízení budou nadále fungovat, i když vaše připojení k internetu vypadne.
(Tj. Soukromí: Všechna data se přenášejí pouze mezi zařízeními ve vaší místní síti. Vaše osobní údaje nejsou přenášeny na externí servery.
Příklady použití Zigbee bez internetu:
(Tj. Automatizace osvětlení: Zapněte a vypněte světlo, upravte jas, vytvářejte scénáře pro různé situace.
(Tj. Управление температурой: Upravte teplotu ve svém domě, zapněte a vypněte klimatizaci a topení. ️
(Tj. Bezpečnost: Používejte detektory pohybu, kouře a úniků, aby byl váš domov bezpečný.
(Tj. Ovládání elektrických spotřebičů: Zapínat a vypínat elektrické spotřebiče a upravovat jejich provoz.
Zigbee je spolehlivý a snadný způsob, jak vytvořit chytrou domácnost, která funguje bez internetu. Užijte si pohodlí a bezpečnost, aniž byste se spoléhali na externí sítě! ✨

Zigbee: Zákulisí chytré domácnosti bez internetu

Zigbee je jako kouzelná hůlka, která promění váš domov v chytrý, i když nemáte stálý přístup k internetu.

Zde je návod, jak to funguje:

• Místní scénáře: Zigbee umožňuje vytvářet scénáře, které se spouštějí automaticky, bez nutnosti připojení k internetu. Pohybový senzor může například automaticky rozsvítit světla, když vstoupíte do místnosti, bez ohledu na to, zda vaše Wi-Fi funguje. ‍♂️
• Mesh síť: Zigbee používá mesh síť, kde každé zařízení může fungovat jako router a přenášet signály do jiných zařízení. To znamená, že i když jeden uzel v síti selže, ostatní budou pokračovat v provozu. ️
• Nízká spotřeba energie: Zigbee spotřebovává velmi málo energie, takže je ideální pro bezdrátová zařízení, jako jsou pohybová čidla, termostaty a žárovky.

Co potřebujete k připojení Zigbee k vaší chytré domácnosti

K použití Zigbee budete potřebovat rozbočovač — speciální zařízení, které slouží jako centrální ovládací bod pro všechna vaše zařízení Zigbee.

Zde je návod, jak připojit Zigbee:

1. Připojte zařízení Zigbee k rozbočovači.
2. Propojte účet výrobce hubu s Yandex ID.
3. Otevřete aplikaci Home with Alice a začněte hledat zařízení.
4. Klikněte na banner „Vyhledat Zigbee“ a vyberte „Vyhledat jedno zařízení“ nebo „Vyhledat více zařízení“.
5. Přepněte zařízení do režimu připojení.

Jakmile svá zařízení Zigbee připojíte, můžete je ovládat prostřednictvím aplikace Home with Alice, i když nemáte přístup k internetu.

Jak ovládat chytrý dům bez internetu: Schopnosti Zigbee

Zigbee otevírá nové obzory pro ovládání chytré domácnosti bez trvalého připojení k internetu:

• Místní ovládání: Zařízení Zigbee můžete ovládat pomocí aplikace Home with Alice na vašem smartphonu nebo tabletu, i když nemáte internet.
• Hlasová kontrola: Pokud máte Midi Station, můžete k ovládání zařízení Zigbee použít hlasovou asistentku Alice. ️
• Automatizace: Zigbee vám umožňuje vytvářet scénáře, které se spouštějí automaticky, bez nutnosti vaší účasti. Můžete například nastavit scénu, která rozsvítí světlo na chodbě, když otevřete vstupní dveře.

Zigbee vs. Wi-Fi: Jaký je rozdíl?

Zigbee a Wi-Fi jsou dva různé bezdrátové komunikační protokoly, které jsou vhodné pro různé účely:

• Zigbee je určen k vytvoření mesh sítí s nízkou spotřebou energie, které jsou ideální pro chytrou domácnost.
• Wi-Fi Navrženo pro přenos velkého množství dat na velké vzdálenosti, takže je ideální pro surfování po internetu, streamování videa a hraní her.

Zigbee pracuje na frekvenci 2,4 GHz, zatímco Wi-Fi funguje na frekvencích 2,4 GHz i 5 GHz.

Zigbee: Budoucnost chytré domácnosti

Zigbee je výkonný protokol, který vám umožní vytvořit chytrou domácnost bez internetu. Poskytuje spolehlivou komunikaci, nízkou spotřebu energie a široké možnosti automatizace.

Zigbee je budoucností chytré domácnosti, kde technologie pracuje za vás, ne naopak.

Tipy pro používání Zigbee

• Vyberte rozbočovač, který je kompatibilní se Zigbee.
• Používejte zařízení Zigbee od různých výrobců.
• Vytvořte si scénáře, které vám usnadní život.
• Ujistěte se, že jsou všechna vaše zařízení ve vzájemném dosahu.

Závěry

Zigbee je mocný nástroj, který vám umožní vytvořit chytrou domácnost bez internetu. Poskytuje spolehlivou komunikaci, nízkou spotřebu energie a široké možnosti automatizace.

Zigbee je budoucností chytré domácnosti, kde technologie pracuje za vás, ne naopak.

Často kladené dotazy

Zigbee je bezdrátový protokol, který umožňuje vytvářet místní scénáře, fungující bez internetu.

Zigbee používá síťovinu sítě, kde může fungovat každé zařízení jako router, přenášející signály do jiných zařízení.

Existuje mnoho zařízeníkompatibilní se Zigbeem, jako jsou senzory pohyb, termostaty, žárovky, zásuvky atd.

Použít Zigbee, budete potřebovat rozbočovač – speciál устройство, který slouží jako centrální ovládací bod pro všechna vaše zařízení Zigbee.

• Je možné ovládat chytrou domácnost bez použití internetu Zigbee?

Ano, můžete ovládat zařízení Zigbee pomocí aplikace Home with Alice na svém chytrý telefon nebo tableta, i když nemáte internet.

Zigbee je navržen tak, aby vytvářel mesh sítě s nízkou latencí spotřeba energie, zatímco Wi-Fi je navržena pro přenos velkého množství dat na velké vzdálenosti.

Matter™ je nový standard pro smart dům, který je navržen tak, aby zařízení od různých výrobců byla vzájemně kompatibilní.

Matter™ používá Zigbee jako jeden ze svých komunikačních protokolů.

Zigbee je mocný protokol, která bude i nadále hrát důležitou roli ve vývoji chytré domácnosti.

Článek bude rozdělen do několika částí, aby byly podrobněji popsány všechny aspekty tohoto tématu.

V této části budu mluvit o problému a přístupu k jeho řešení.

předmluva

Když jsem si přečetl oznámení Yandex Station Midi, měl jsem radost z přítomnosti modulu Zigbee uvnitř této drobounké věcičky a z několikanásobného zlepšení rychlosti zpracování příkazů ovládání chytré domácnosti, ale podrobněji jsem se dozvěděl, že zrychlení zpracování se týkalo pouze zařízení Zigbee, která už mám připojená k chytré domácnosti založené na Home Assistant. Nápad přišel spontánně, ale podařilo se nám přijít na to, jak přimět Alice, aby posílala příkazy Home Assistant a zorganizovala spojení na úrovni „koordinátor-koordinátor“.

Úkol

Zigbee v chytré domácnosti „out of the box“ neimplikuje spojení formátu „koordinátor-koordinátor“ a obecně to nezní úplně logicky, ale protože stanice Midi a chytrá domácnost byly koordinátory, bylo nutné vytvořit v síti další uzel, který by jednomu z nich umožnil myslet si, že komunikuje s koncovým zařízením.

problém

I přes jednoduché řešení v podobě mezivrstvy máme log v kole našeho stroje revoluce v řízení chytré domácnosti – koncové zařízení lze připojit pouze k jedné síti Zigbee.

Propojujeme „female-female“ s „male-male“ adaptérem

Vzhledem k tomu, že naše dvě zařízení mohou dávat příkazy pouze koncovým zařízením, je řešení problému celkem jednoduché – musíme udělat vrstvu, která bude oběma směry říkat, že jde o koncové zařízení a znovu přenášet příkazy z jednoho koordinátora na druhého, přičemž příkaz od jednoho přijme a u druhého aktualizuje stav. Řešením tohoto problému je řadič ESP32 s podporou Zigbee. Může však vyvstat přirozená otázka: jak předat příkaz i změnu stavu dvěma koordinátorům, když lze koncové zařízení připojit pouze k jedné síti? Odpověď je jednoduchá: v žádném případě. (závěs)

Ve skutečnosti je to přesně důvod, proč se používá ovladač ESP32. Ze stanice přijímáme příkaz přes Zigbee a informaci o změně stavu pak předáváme Home Assistant přes USB. Bingo, ale jak?

Integrace

Jak jste si mohli všimnout, při řešení tohoto problému jsem použil desku ESP32-C6, která má podporu pro Zigbee 3.0, což nám dá možnost připojení k MIDI stanici.

Přejděme od teorie k praxi. Koupili jsme desku, přišli jsme na to, co s ní dělat, ale jak přimět domácího asistenta, aby přijal změny stavu? A opět Bingo je vrstva ve formě integrace. Na internetu je bohužel jen velmi málo informací o tom, jak vyvinout vlastní integrace pro Home Assistant, a proto bych tento blok rád zařadil do samostatného článku, abych na příkladu této integrace ukázal, jak vyvíjet, instalovat a nahrávat vývoj do integračního úložiště. Takže zatím budeme muset použít pouze snímky obrazovky.

Napsal jsem malou integraci s webovým rozhraním, ve které propojíme Zigbee kanál zařízení se zařízením v Home Assistant. Bohužel v tuto chvíli neexistuje žádný odkaz na úložiště, protože integrace ještě není připravena na stabilní verzi.

Princip integrace není složitý:

1. Vyhledáváme naše ESP32-C6 mezi USB zařízeními, připojujeme se přes sériový port a vysíláme seznam kanálů, které je třeba poslouchat.
2. Když se stav změní ze strany stanice, ESP přenese pole formátu JSON přes USB, což znamená, že kanál 10 přijal stav vypnuto.
3. Pomocí Home Assistant API odešleme událost onoff do odpovídajícího kanálu zařízení v závislosti na přijatém stavu.

O čem to všechno je?

Integrace načítá informace o stavu zařízení ze sériového portu desky. Pojďme zjistit, jak přesně je to implementováno.

Protože kořenovým úkolem je, aby stanice mohla změnit stav něčeho, toto „něco“ musí být podporováno samotnou stanicí. Co můžeme zapínat a vypínat, mít nastavitelné parametry (jas, barva) a také o tom ukládat informace? Správně – žárovka! Navíc podle dokumentace Yandex je tento typ zařízení „nejbohatší“ z hlediska možných atributů.

Ale když máme jednu desku, jak budeme ovládat více zařízení? Zde nám pomáhá samotná implementace protokolu Zigbee. Každé fyzické zařízení může obsahovat několik komponentních zařízení (například snímač vlhkosti a teploty může také obsahovat snímač světla) a každé takové zařízení je inicializováno samostatně, což v konečném důsledku představuje několik nezávislých zařízení pro koordinátora. Tuto „funkci“ protokolu využijeme a vytvoříme přepínač pro každý ze specifikovaných kanálů (podle klasifikace Zigbee se tomu říká Endpoint).

K realizaci tohoto „klamu“ stanice jsem si vzal za základ firmware založený na frameworku ESP-IDF, který nám dá možnost flexibilně nakonfigurovat desku pro naše úkoly. Princip fungování firmwaru je následující: Po zapnutí deska okamžitě začne čekat na vstup seznamu kanálů ze sériového portu, jakmile naše integrace přenese seznam, inicializuje se světelné zařízení pro každý ze zadaných kanálů (koncových bodů), načež se naše deska ESP připojí k síti stanice. Pokud nyní povolíme vyhledávání zařízení na stanici, uvidíme tolik „světel“, kolik je kanálů, které jsme v integraci nastavili. Abychom věděli, co ke kterému kanálu přiřadit, bylo do integrace přidáno zobrazení stavu kanálu, takže jednoduše rozsvítíme každou z našich „lamp“ v pořadí a podíváme se do integrace, abychom viděli, který kanál se zapnul.

Výsledkem je inženýrská magie s berlemi mimo Bradavice, jejíž ukázku si můžete prohlédnout v tomto videu (natočeném pro přítele, proto „volný“ formát):

Co bude dál?

V příštím díle se podíváme na to, jak vytvořit vlastní integraci pro Home Assistant od nuly až po instalaci do systému, a také zvážit implementaci firmwaru na ESP-IDF.

PS

Toto je můj první příspěvek, takže hoďte prosím měkké pantofle, nejlépe ne do obličeje.

Rád bych vám také řekl, že jsem měl v plánu vytvořit komerční „píšťalku“, abych implementoval přístup Plug’n’Play pro publikum, které by se nechtělo „motat“, ale chtělo by se jen připojit a používat. Pokud vás toto zařízení zaujalo, dejte mi vědět do komentářů, řeknu vám o něm více.