重新认识Zigbee与Z-Wave:智能家居不可或缺的存在

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过去五年里,我在两个家和两个公寓里安装了数十个智能家居小玩意。我心里有一个我尊敬的品牌列表,也有一个我绝不会再次购买的品牌列表。在我目前的住所,你可以站在一个地方,就能感受到六种不同的信号类型在周围跳跃,设备之间保持着交流。

我能说什么呢?我就是喜欢某种程度的准备和创造力。但如果停电了,这些就完全没用了。

2022年夏天,当我开始在Bonondar工作时,下一代智能家居标准即将问世。Matter是一个可互操作的设备设置和管理系统,而Thread则是一个无线电网络,它将提供安全、远程的连接,并专为小型电池进行了优化。两者结合,将打造一个虽然高度互联,但也能完全在家庭网络内部工作,并轻松在不同控制生态系统之间切换的智能家居。我知道这项技术不会立即出现,但我认为现在是时候开始展望未来,抛弃旧标准,融合成新的东西了。

然而,Matter和Thread却乱作一团,而我现在要告诉你们的是,我错了,或者至少说我以前对已经存在的好东西视而不见,那就是Zigbee和Z-Wave。我曾经使用过Wi-Fi、蓝牙以及它们之间各种脆弱的组合。它们对于数据丰富的设备和可以保持插电的设备来说很有用。Zigbee和Z-Wave一直存在,但它们总是显得有点不稳定、晦涩难懂,而且乍一看还有点欧洲风。但到了2024年,我现在成了两者的粉丝,我认为它们在我们的家中仍然占有一席之地。

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Hue 灯泡对我而言就像一匹特洛伊木马,我很感激
有两个品牌巧妙地将Zigbee融入到了它们的技术中,而又没有大张旗鼓地宣传这一点,那就是飞利浦Hue和宜家。对我和其他许多人来说,Hue灯泡是进入家庭自动化的第一步。当时——也就是2018年,看看收据——我知道Hue灯泡运行在它们自己的特设网络上,但我不知道具体是如何运行的。我只知道,随着时间的推移,Hue灯泡证明是我在任何地方设置的最可靠的设备。

只要Hue桥接器有电源和以太网连接,灯泡之间的距离也符合家庭环境,它们就能正常工作。它们不会像车库上方的Nest摄像头那样,在更新过程中途失去信号,需要6英尺高的梯子和多次电话支持来进行重置。它们也不会像我购买的几个Tuya设备那样,需要注册为加拿大物联网开发者才能获得本地控制(说来话长)。我从来没有尝试过打开Hue灯泡却失败了,然后开始怀疑是我的路由器出了问题,还是亚马逊网络服务出现了故障,或者是灯泡里面那个破破烂烂的小天线有问题。

是的,Hue的东西不便宜,Hue应用程序偶尔会向我发送新功能和节日促销的通知,但我可以关闭这些通知。我从未收到过重要通知,因为从来没有出现过问题。虽然我当时不知道,但总是可以选择重置灯泡并让它们直接在Zigbee上运行,即使这样会失去一些便利功能,比如渐变和多灯泡方案。

当我有机会评测Homey Pro时,我不得不更深入地研究和直接使用Zigbee及其更为晦涩难懂(至少在美国)的表亲Z-Wave。Homey团队给我发了一些设备来测试他们的集线器,包括一个运动传感器和一个磁性开关门窗传感器。我推迟了一段时间才设置它们,因为我对集线器、路由和“自愈”网络的一切感到有些压力。

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图中抽象地展示了一个家庭助手Zigbee地图。图中有一个Sonoff USB棒、两个SmartThings按钮和一个门窗传感器、三个Tradfri按钮、一个作为迷你集线器的智能插头以及一个运动传感器。图中红色的线条表示连接不佳,但在设备稳定运行一段时间后,我还没有遇到任何问题。

这比我想象的要容易

但说真的,我只需要考虑电源问题。微型纽扣电池供电的设备无法保持持续唤醒状态,因此您的一些Zigbee或Z-Wave产品应具有持续供电功能以发送消息:灯泡、墙插等。如果您在电池设备和主集线器之间有合理距离的有源(交流电源)设备,并且主集线器可以执行所有代理工作,那么您的Zigbee和Z-Wave网络基本上可以自我运行。您的实际体验可能会因墙壁和其他使用信号的设备而有所不同,但原理就是这样。

它们确实在工作,而且速度很快。我在通往车库的室内门上安装了一个Z-Wave门传感器。在车库的天花板上安装了两个Hue(因此是Zigbee)灯泡。我创建了一个自动化程序,以便开门时触发灯光,灯光会持续五分钟(除非你在室内墙上的另一个Zigbee按钮上双击)。从开门到看到灯光渐亮之间的延迟几乎不存在(无论是在使用Homey Pro还是后来使用家庭助手作为中央控制器的情况下)。我妻子不知道我的过度热情,以为我把车库灯搞坏了,导致它们一次亮了好几天。我检查了日志,并没有,它们大部分时间都是关闭的。这只是因为体验太无缝了,如果你没有直接看着灯泡在启动时亮起,你不会知道它只有在你进入时才打开。

从某些方面来看,Z-Wave是未来更好的选择。它工作在较低的频率(800-900 MHz),远离了Wi-Fi、Zigbee、蓝牙和Thread都在使用的2.4 GHz频段。据说它与Matter等未来标准以及其他品牌的互操作性更强。Zigbee方面,有人发现不同设备制造商使用了不同的“配置文件”,因此它们无法协同工作(在Reddit上搜索“Aqara Zigbee”可以找到大量证据)。然而,由于Z-Wave的许可成本较高,Zigbee设备通常比Z-Wave设备更便宜且更普遍。

我并不打算在此详细介绍Zigbee和Z-Wave之间的所有变体、版本和无线电频率限制,更不用说安全协议了。如果我今天从零开始,我可能会倾向于选择Z-Wave设备,这主要是因为我家里有很多其他设备正在使用其他频段。然而,尽管我的Zigbee设备被其他设备所淹没,但它们也运行良好。我解决两个Zigbee墙按钮无法穿透两层楼的问题的方法是买了一个15美元的宜家插座,把它插在两个按钮之间的某个地方,然后等待一段时间让网络重新通过它路由正确的设备。耐心是最难掌握的一种“协议”。

设置Zigbee和Z-Wave设备与大多数Wi-Fi或蓝牙设备不同,但通常是更好的方式。通常,你需要按住按钮或按下针孔几秒钟,然后要求你的集线器找到(“采访”)设备。它可能不会每次都成功,移除设备也可能很古怪。但与Wi-Fi或蓝牙设置相比,你要求智能手机连接到名为“设置”的网络,而这个网络没有互联网连接,并且不要切换回去,还没到时候,等等,不,它需要2.4 GHz网络,而我的手机是5 GHz,好吧,只需在浏览器中打开路由器设置,并查阅如何硬重置这个东西的手册…相比之下,按按钮似乎是一个更好的选择。

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我来晚了,但我很佩服它是如何坚持到现在的

如今,如果你想开始构建Zigbee或Z-Wave网络,但又想为Matter或Thread的崛起做好准备,那么你有很多选择。如果你不介意亚马逊的存在,那么该公司的壁挂式Echo Hub、Echo Show和Echo都配备了Zigbee控制器(以及Thread、Matter、蓝牙和亚马逊的Sidewalk)。三星最新的SmartThings Station既是一个经济实惠的Zigbee和Z-Wave集线器,也是一个无线充电器,并且支持Matter/Thread。你可以购买Homey Pro、Hubitat,或者购买或构建自己的Home Assistant服务器以获得最大的可扩展性。如果你想走极简路线,并且不太关心前向兼容性,那么你可以购买一个不到40美元的Sonoff Zigbee集线器,它非常容易隐藏。换句话说,你可以从高度发达的网络技术中受益,同时又不完全忽视接下来可能发生的事情。

自从重新接触Zigbee和Z-Wave以来,我购买了宜家的Trådfri遥控按钮,这些按钮可以通过单击、双击或长按来执行几乎所有操作。我设置了门窗传感器,如果门窗打开超过五分钟,它们就会关闭空调。当运动探测器探测到我进入房间或打开衣柜门时,灯就会自动亮起,而漏水传感器则一直在监视有问题的门密封条。这些设备通常比它们的Wi-Fi版本更小、更便宜,比它们的蓝牙对应设备更可靠,如果我需要查看网络地图,它们可以准确地告诉我哪里出了问题。

这样的设备确实会消耗一次性硬币电池,但与可充电锂电池相比,至少这种电池有既定的废弃和/或回收渠道。当然,对环境最好的做法就是少买东西。但只要这些小装置能够相互连接,我就没有理由去更换它们。例如,购买一款淘汰旧Wi-Fi标准的新路由器,并不会危及它们中的任何一个。

Thread和Matter仍有大量时间可以发展、普及并改进智能家居自动化。毕竟,Thread Group Alliance是从Zigbee Alliance发展而来的,并且有着相同的目标。我只是最近才意识到,我希望从智能家居的未来中获得的许多东西——本地控制、互操作性、无需手机即可操作——都已经实现了。只是名字稍微有些笨拙,有时还有点可爱。