<tc>Zigbee</tc>: Vollständiger Leitfaden zum Smart Home-Protokoll, Geräten & Aufstellen

Was ist Zigbee?

Einfach ausgedrückt: Zigbee ist ein drahtloses Protokoll, das es intelligenten Geräten wie Glühbirnen, Steckdosen, Steckern, intelligenten Schlössern, Bewegungssensoren und Türsensoren ermöglicht, über ein „PAN“ (Personal Area Network) miteinander zu kommunizieren.

Als eigenständige Einheit können Sie dieses PAN unverändert mit Geräten wie Fernbedienungen, batteriebetriebenen Wandschaltern und Schlüsselanhängern für einfache Steuerungszwecke verwenden. Es ist zwar nicht besonders intelligent, aber für einfache Aufgaben wie das Einschalten des Lichts, ohne aufstehen zu müssen, um einen Lichtschalter zu betätigen, funktioniert es perfekt.

Wenn Sie die Zigbee Netzwerk zu einem Smart Home Controller (wie zum Beispiel eines von SmartThings, Hubitat oder Homey), dann wird das volle Potenzial der Heimautomatisierung freigesetzt!

Warum verwenden Zigbee?

Kein Smart Home-Protokoll kann für sich in Anspruch nehmen, perfekt zu sein oder sich für eine bestimmte Anwendung am besten zu eignen. Daher ist es wichtig, sich für einen Smart Home Controller zu entscheiden, der mehrere Protokolle unterstützt (wie z. B. Zigbee, Z-Wave &Ampere; WiFi) sowie Integrationen für andere proprietäre und Cloud-basierte Dienste sind für die meisten Menschen die beste Vorgehensweise.

Das heißt, Zigbee Es gibt eine Reihe zwingender Gründe, warum es das Zentrum Ihres Smart Home-Systems sein sollte, darunter:

• Beleuchtungsoptionen - Zigbee hat eine umfangreiche Geschichte mit Beleuchtung, es gibt weit mehr Möglichkeiten für Zigbee basierte Geräte als jedes andere Smart-Home-Protokoll, einschließlich LED-Lampen, farbwechselnden LED-Streifen, Lichtschaltern, Dimmermodulen und vielem mehr.
• Geringerer Strombedarf - bis zu 10 Jahre Batterielebensdauer.
• Optimiert für Batteriegeräte - aufgrund der Art und Weise, wie batteriebetriebene Geräte "schlafen" und der extrem niedrigen Stromanforderungen von Zigbee, es eignet sich ideal für Smart Devices wie Bewegungssensoren, Türsensoren und Wassersensoren.
• Stabilität - Zigbee ist ein wirklich selbstheilendes Netzwerk. Geräte werden automatisch umgeleitet, wenn ein Gerät offline geht.
• Sicherheit - Zigbee verwendet eine 128-Bit-AES-Verschlüsselung, denselben Typ, der auch bei Online-Banking-Diensten verwendet wird.
• Firmware-Updates - Over the Air Firmware-Updates (OTA) waren schon immer ein wichtiges Feature für Zigbee, wodurch Smart Devices einfach und schnell aktualisiert werden können.
• Kapazität - Im Gegensatz zu anderen Protokollen, Zigbee Unterstützt Tausende von Geräten in einem einzigen Netzwerk – bis zu 65.000! Das ist mehr als genug für selbst die größten Haushalte und bedeutet, dass Sie nicht mehrere Netzwerke verwalten müssen.
• Erschwinglichkeit - Zigbee Geräte sind im Allgemeinen sehr erschwinglich, oft viel billiger als ähnliche Geräte aus anderen Technologien wie Z-Wave Und WiFi.

Wie funktioniert Zigbee Arbeiten?

Zigbee ist ein offener Standard für ein kostengünstiges, stromsparendes, drahtloses Mesh-Netzwerk, das auf die breite Entwicklung von Geräten für drahtlose Steuerungs- und Überwachungsanwendungen ausgerichtet ist. Aufbauend auf der im IEEE-Standard 802.15.4 definierten Bitübertragungsschicht und Medienzugriffskontrolle unterstützt es nativ Mesh-Netzwerke und bietet standardmäßig sichere Kommunikation.

Mit Zigbee basierten Geräten erhalten Sie ein robustes, belastbares und selbstverwaltendes System. Zigbee Geräte sind oft viel einfacher als Geräte, die andere Protokolle verwenden, wie z. B. Z-Wave, und konzentriert sich lieber auf bestimmte Aufgaben wie Bewegungserkennung oder Lichtdimmen, anstatt zu versuchen, viele verschiedene Funktionen in einem Gerät zu vereinen.

Was brauche ich für eine Zigbee Netzwerk?

Für ein typisches Smart Home System ist eine Grundausstattung Zigbee Netzwerk kann mit nur drei Komponenten gebildet werden:

• Zigbee Koordinator (ZC) - Dies ist typischerweise der Smart Home Controller (manchmal auch Hub, Gateway oder Bridge genannt). Seine Aufgabe ist es, das Netzwerk selbst aufzubauen, die Sicherheit einzurichten und aufrechtzuerhalten, Geräte zum Netzwerk hinzuzufügen und die Kommunikation zwischen ihnen zu verwalten. Es kann nur einen Koordinator im Zigbee Netzwerk und muss permanent mit Strom versorgt werden.
• Zigbee Router (ZR) - Zigbee Router sind permanent mit Strom versorgte Netzgeräte und bilden das Rückgrat der Zigbee Netzwerk. Sie leiten die Kommunikation zwischen Geräten, um eine Route von einem Gerät zum anderen zu erstellen. Es kann mehrere Router innerhalb des Zigbee Netzwerk und dies sind typischerweise Smart Devices wie Glühbirnen, Steckdosen, Stecker, Lichtschalter und Gerätemodule - in der Regel alle Zigbee Gerät, das über das Wechselstromnetz mit Strom versorgt wird.
• Zigbee Endgerät (ZED) - Endgeräte sind die grundlegendsten Geräte im Netzwerk. Sie können nur Daten senden oder empfangen, sie können keine Routing-Aufgaben ausführen. Das bedeutet, dass sie nur mit Zigbee Router oder direkt an die Zigbee Koordinator. Endgeräte werden normalerweise mit Batterien betrieben und sind typischerweise intelligente Geräte wie Bewegungssensoren, Türsensoren, Temperatursensoren und Türschlösser.

Gibt es eine Gebühr für die Nutzung Zigbee?

NEIN! Zigbee ist bereits in die Smart-Home-Geräte integriert, die Sie verwenden möchten, sodass für deren Verwendung keine Gebühren oder zusätzlichen Kosten anfallen.

Zigbee Kompatibilität und Interoperabilität

In den frühen Jahren Zigbee Smart Devices verwendeten auf der Anwendungsebene häufig „geschlossene“ Protokolle, was bedeutete, dass Produkte verschiedener Anbieter nicht miteinander kompatibel waren. Glücklicherweise wurde der Standard jedoch mehrfach überarbeitet, um dies zu verbessern.

Im Großen und Ganzen gibt es zwei Zigbee Profile im Einsatz - Zigbee Light Link (ZLL) und Zigbee Heimautomatisierung (ZHA). Geräte innerhalb jedes Profils sollten sofort zusammenarbeiten und sofern Ihr Smart Home Controller ein bestimmtes Profil unterstützt, sollten Geräte aus diesem Profil darin funktionieren.

Zigbee verwendet auch global eine einzige Frequenz - das 2,4-GHz-Band (das gleiche wie 2,4 GHz WiFi). Das bedeutet, dass Sie Geräte aus der ganzen Welt in Ihrem Zigbee Netzwerk, ohne sich um die Auswahl der richtigen Frequenz kümmern zu müssen! Weitere Informationen finden Sie in der Silicon Labs Referenz.

Es gibt auch einen neuen Standard namens Zigbee 3.0, das die beiden Profile ZLL und ZHA zusammenführt und die Stärken beider Profile in einem neuen Standard vereint. In den meisten Fällen Zigbee 3.0-Geräte sind abwärtskompatibel mit Zigbee Controller, die nur ZLL oder ZHA unterstützen.

Der Zigbee Allianz fördert jetzt Zigbee als Die Protokoll für das sogenannte „Internet der Dinge“ (IoT) aufgrund seines offenen und nicht-proprietären Charakters und weil es mittlerweile ein ausgereifter, zuverlässiger und klar definierter Standard ist.

Welche Geräte verwenden Zigbee?

Es gibt Tausende von Geräten von Hunderten verschiedener Hersteller, die Zigbee Sie können also sicher sein, dass Sie mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Gerät finden, das den meisten Anforderungen gerecht wird.

Garagentorsteuerungen, Schlösser, Lichter, Bewegungssensoren, Türsensoren, Rauchmelder, Thermostate, Fernbedienungen, Sirenen und Geräte werden umfassend behandelt.

Unterstützt von einigen der größten Unternehmen der Welt, darunter Philips, Nest, Samsung, Texas, Siemens & Whirlpool, Zigbee Technologie wird derzeit in Millionen von Smart-Home-Geräten weltweit eingebaut. Lichter, Thermostate, Alarme, Kühlschränke, Türen, Haushaltsgeräte, Stromzähler - alles wird Zigbee ermöglicht.

In letzter Zeit haben Unternehmen wie Amazon, Apple und Google haben alle begonnen, sich zu integrieren Zigbee auch in ihre Smart Speaker und Smart Screens!

Ist Zigbee Besser als WiFi?

Aktuelle Inlands WiFi Standards eignen sich sehr gut für Aufgaben mit hoher Bandbreite wie Video-Streaming, Telefonie, Musikhören und Spielen auf einer Handvoll Client-Geräten wie PCs, Laptops, Smartphones und Tablets. Leider sind sie nicht besonders geeignet für Situationen, in denen viele Geräte schnell, aber mit viel weniger Daten kommunizieren müssen.

Die meisten Wohngebäude WiFi Die Geräte sind so konzipiert, dass sie eine maximale Anzahl von Client-Geräten unterstützen - normalerweise zwischen 32 und 64 - wenn man also alle zusammenzählt WiFi Wenn Sie die Geräte, die Sie bereits verwenden, verwenden, werden Sie möglicherweise feststellen, dass Sie diese Grenzen bereits erreichen!

Das heißt, WiFi Die Entwicklung schreitet zügig voran und die neuesten WiFi 6 Standardgeräte sind jetzt verfügbar, die schnellere Geschwindigkeiten, verbesserte Zuverlässigkeit und erhöhte Clientdichte unterstützen. Es ist daher möglich für WiFi Smart Home-Geräte konkurrieren mit Technologien wie Zigbee Und Z-Wave, allerdings müssen Sie Ihr WiFi Infrastruktur, um diese Verbesserungen zu erreichen.

Zigbee wurde speziell für diesen Zweck entwickelt und eignet sich daher besser für Smart-Home-Anwendungen.

Ist Zigbee Besser als Z-Wave?

Beide Technologien haben ihre Vorzüge, aber im Großen und Ganzen sind die von beiden gebotenen Merkmale und Funktionen ähnlich.

Letztendlich müssen Sie sich nicht zwischen beiden entscheiden – stellen Sie einfach sicher, dass Ihr Smart Home Controller beide unterstützt, und Sie können je nach Ihren Anforderungen frei zwischen beiden wählen!

Brauche ich einen Hub für Zigbee?

In den meisten Fällen ja, ein Smart Home Controller (manchmal auch als Hub, Gateway oder Bridge bezeichnet) bietet die Zigbee Funktionalität in Ihrem Smart Home. Sie können damit Geräte hinzufügen und konfigurieren sowie „Logik“ erstellen und ausführen, die manchmal als Flows, Szenen oder Stimmungen bezeichnet wird.

Dadurch kann das System Dinge automatisch erledigen, beispielsweise das Einschalten von Lichtern aufgrund von Bewegungserkennung oder das Erhöhen der Heiztemperatur kurz bevor Ihre Familie nach Hause kommt, sodass Ihr Haus nice und warm, wenn sie die Haustür öffnen.

Zigbee Geräte können ohne Smart Home Controller für eine direkte/einfache Eins-zu-eins-Kommunikation verwendet werden, aber Sie erhalten dadurch nur grundlegende Funktionen wie bei einer Fernbedienung.

Ist Zigbee Sicher oder kann es gehackt werden?

Wie bei den meisten Technologien ist nichts unmöglich. Wer diese Frage mit einem klaren „Nein“ beantwortet, ist also nicht honest!

Der Zigbee Das Protokoll selbst verwendet AES 128-Bit-Verschlüsselung und basiert auf dem im IEEE 802.15.4-Standard definierten Sicherheitsmodell. Geräte in einem Zigbee Netzwerk verwendet zwei Arten von Sicherheitsschlüsseln zur Kommunikation: einen Netzwerk Schlüssel und ein Link Schlüssel.

Der Netzwerkschlüssel wird von allen Geräten im Netzwerk gemeinsam genutzt und dient der sicheren Nachrichtenübertragung. Dieser Schlüssel wird von einem „Trust Center“ generiert, in den meisten Fällen vom Smart Home Controller. Der Netzwerkschlüssel wird an alle neuen Geräte gesendet, die dem Netzwerk beitreten.

Der Netzwerkschlüssel wird niemals unverschlüsselt an Geräte gesendet, sondern ein Standard Zigbee Der Standard-Link-Schlüssel wird verwendet, um den Netzwerkschlüssel bei der Übertragung an beitretende Geräte zu schützen.

Link-Schlüssel werden auch für die verschlüsselte Kommunikation zwischen Geräten verwendet und vom Trust Center generiert und bereitgestellt. Dies bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene, da andere Geräte diese Kommunikation nicht abfangen können.

Wenn es um die Sicherung Ihres Smart Home im Allgemeinen geht, kommt es wirklich darauf an, bewährte Verfahren umzusetzen, um mögliche Probleme zu minimieren.Wir halten uns an Industriestandards und allgemein anerkannte Technologien wie Z-Wave Und Zigbee, die Verwendung sicherer Passwörter, die Sicherstellung, dass Ihre WiFi Und Ethernet Sichere Netzwerkverbindungen, Aktualisierung der Software auf Smart-Geräten, Hubs und Gateways, um sie auf dem neuesten Stand zu halten – all diese Dinge tragen dazu bei, dass Ihr Heimautomatisierungssystem funktionsfähig, stabil und sicher bleibt.

Weitere Informationen zu den Sicherheitsprinzipien in Zigbee Die Dokumentation ist sehr lesenswert.

Kann ich Zigbee mit Alexa, Google und Siri?

Ja! Einige Sprachassistenten-Hardware wie Smart Speakers und Smart Screens unterstützen Zigbee Geräte direkt, so dass Sie sofort mit dem Hinzufügen beginnen können. Für andere benötigen Sie einen Smart Home Controller, der die Zigbee Technologie und bietet Integration mit Ihrem gewählten Sprachassistenten.

Nach der Einrichtung können Sie Ihrem Smart Speaker oder Smart Screen schon bald Befehle zubrüllen!

Mit natürlicher Spracherkennung und maschinellem Lernen können Sie sogar Schlussfolgerungen ziehen, anstatt direkte Befehle zu geben. Sagen Sie Alexa oder Siri, dass es zu dunkel ist und sie erhöhen die Beleuchtungsstärke automatisch entsprechend.

Noch besser: Erstellen Sie Beleuchtungsszenen, die automatisch eingestellt werden können - sagen Sie Google Assistent: „Es ist Filmabend“ und lehnen Sie sich zurück, während der Fernseher angeht, die AV-Geräte hochfahren, die Vorhänge zufallen und das Licht gedimmt wird. Und das alles, ohne einen Finger zu rühren.

Verbinden Zigbee Geräte

Verbinden Zigbee Hausautomation Geräte sind extrem einfach und benutzerfreundlich. Meistens ist nur ein einziger Klick erforderlich, um ein Zigbee Gerät in Ihr Heimnetzwerk.

Athom Homey Zigbee Gerät
Schritt 1	Schritt 2
Zugang Athom Assistent für Heimgeräte	Drücken Sie die Taste am Gerät

SmartThings Mehrzwecksensor
Schritt 1	Schritt 2
Wählen Sie „Neues Gerät“ in der SmarthThings-App verbinden	Entfernen Sie die Registerkarte „Zum Koppeln entfernen“ im Mehrzwecksensor
SmartThings Wasserlecksensor
Schritt 1	Schritt 2
Öffnen Sie die App und klicken Sie auf „Gerät hinzufügen“.	Entfernen Sie die Registerkarte „Zum Koppeln entfernen“ im Mehrzwecksensor
Philips Hue Bloom
Schritt 1	Schritt 2
Schalten Sie die Blüte ein	Halten Sie die Ein-Taste des Dimmerschalters gedrückt, bis die LED grün leuchtet
Philips Hue-Lampen
Schritt 1	Schritt 2
Drücken Sie die Taste „+“, um mit dem Hinzufügen einer Glühbirne zu beginnen	Schalten Sie die Glühbirne ein

Notiz: Einige Schritte entfernt