Zigbee: cos’è e come funziona il protocollo wireless per la domotica

In questa guida vogliamo parlarti di Zigbee e spiegarti quanto sia semplice trasformare la tua casa tradizionale in una casa intelligente più funzionale, interconnessa e meno costosa grazie alle innovazioni tecnologiche.

Partiamo da questa domanda: hai già sentito parlare di Zigbee? Sai cos’è? Hai già cercato informazioni in merito? Ti anticipiamo fin da subito che ci troviamo nel mondo della domotica, dell’IoT (Internet of Things) e della smart home, dove è possibile collegare tra loro diversi dispositivi per farli funzionare contemporaneamente e, talvolta, in modo complementare. Ciò significa che con il protocollo di comunicazione wireless ZigBee è possibile automatizzare le abitazioni, le aziende e addirittura alcune attività in campo medico.

Relativamente all’ambito domestico, con questo standard puoi rendere smart la tua casa e controllare e gestire il riscaldamento e l’aria condizionata, l’allarme, le luci e molto altro direttamente da smartphone, tablet o pc.

Protocollo Zigbee: cos’è

Zigbee è un protocollo di comunicazione wireless utilizzato nell’ambito IoT dove Internet si estende al mondo degli oggetti reali dandogli un ruolo attivo nelle nostre vite. Zigbee Alliance ha progettato questo standard per configurare una rete intelligente, economica e auto-gestibile al fine di creare sistemi di automazione in ambito domestico, aziendale, industriale e nel campo medico che si basano sulla domotica.

zigbee cos'è

Infatti, con la tecnologia Zigbee si realizzano reti Wireless Personal Area Network (WPAN), cioè reti personali formate da dispositivi intelligenti e multifunzione all’interno delle quali vi sono sensori ed attuatori che traducono in dati gli stimoli esterni.

Sfrutta piccole antenne a bassa potenza e a basso consumo per instradare comunicazioni a corto raggio e offre, quindi, un elevato grado di interoperabilità che la rende versatile e adattabile ai contesti in cui si inserisce anche se molto diversi tra loro, per tipologia e per ampiezza.

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Zigbee: dati tecnici

Ecco qualche dato tecnico sulla tecnologia Zigbee:

  • standard IEEE 802.15.4;
  • banda da 2,4 GHz;
  • copertura: da 10 a 100 metri (in base alla potenza di rete);
  • velocità 250 kb/s;
  • tipologia di rete mesh;
  • basso consumo energetico.
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Come funziona Zigbee

La rete creata dall’insieme dei dispositivi Zigbee collegati tra loro imita il modello di comportamento di un alveare (da cui deriva anche il nome della tecnologia).

Infatti, la comunità (il sistema) è guidata da una sola regina (il coordinatore), è composta da poche api maschio (router) e da migliaia di api operaie (end device) mentre le informazioni seguono un percorso a zig-zag per arrivare al destinatario nel modo più efficiente possibile.

Ne consegue che la rete Zigbee è formata da tre differenti tipologie di nodi (cioè di dispositivi):

  • ZigBee Coordinator (ZC): vi è un solo nodo che può agire da coordinatore, deve essere attivato per primo, funziona da tramite con gli altri nodi ed è il responsabile della formazione della rete e della sua sicurezza, spesso è l’hub gateway (cioè il ponte) verso Internet;
  • ZigBee Router (ZR): possono essercene più di uno, permette di estendere la copertura della rete e lo scambio di dati fra i diversi dispositivi trovando il percorso migliore. Può eseguire tutte le funzioni del nodo coordinatore tranne la formazione della rete;
  • ZigBee End Device (ZED): sono dispositivi semplici, inviano e ricevono informazioni ma non possono eseguire altre funzioni nella rete. Ogni end device può essere connesso a un router o al coordinatore. Solitamente sono dotati di batteria e consumano energia solo in fase di trasmissione dati.

come funziona zigbee

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Tipologie di rete Zigbee

Sulla base della distinzione di questi dispositivi (o nodi), si possono identificare tre differenti topologie di rete che combinano coordinatore, router ed end device in modo diverso:

  • Rete a stella formata dallo ZigBee coordinator e da dispositivi di tipo end device che comunicano direttamente con il coordinatore;
  • Rete ad albero in alcuni punti della rete possono essere presenti gli ZigBee Routers e gli end device possono essere connessi sia al coordinatore che ai router;
  • Rete mesh: più adatta per reti di grandi dimensioni, sono presenti coordinatore, router ed end device che possono comunicare peer-to-peer.
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Hub Zigbee

Sentirai parlare di hub e se vuoi avere una casa intelligente dovrai per forza averci a che fare. Non ti spaventare se sei alle prime armi: il concetto è molto semplice e del tutto simile al Wi-Fi che probabilmente stai utilizzando in questo momento.

hub zigbee

Hub Zigbee

L’hub Zigbee per la smart home serve a riunire nella stessa rete tutti i tuoi dispositivi per poi gestirli in modo centralizzato grazie alla connessione.

In altre parole, l’hub Zigbee è un ponte cioè quell’elemento che ti consente di collegare la rete Zigbee ad internet per rendere possibile il controllo dei dispositivi da remoto tramite app mobile (cioè dallo smartphone).

L’hub gateway Zigbee è, quindi, sempre necessario se vuoi gestire i tuoi dispositivi dotati dello stesso protocollo di comunicazione (quindi Zigbee) anche se non ti trovi in casa.

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Hub casa intelligente Zigbee integrato

Di seguito alcuni hub per la smart home con Zigbee integrato:

Samsung GP-U999SJVLGSB SmartThings Hub V3
  • Monitoraggio e controllo dei dispositivi collegati tramite SmartThings App¹
  • Ricezione di notifiche in caso di cambiamenti di stato dei sensori collegati
ConBee II, Gateway USB universale Zigbee
  • Zigbee, Gateway USB universale, ideale per Philips Hue, IKEA Trådfri, OSRAM Lightify, Xiaomi Aqara e molti altri prodotti Zigbee.
  • Soluzione autosufficiente senza accesso a cloud, registrazione e internet;
Philips Lighting Bridge 2.0 Controllo del Sistema Hue, Bianco
  • Il Bridge Hue è la centrale di controllo del sistema di illuminazione connessa Philips Hue
  • Con il Bridge Hue potrai usufruire al 100% di tutte le funzionalità del sistema di luce intelligente Hue
Samsung GP-U999SJVLGSB SmartThings Hub V3
  • Monitoraggio e controllo dei dispositivi collegati tramite SmartThings App¹
  • Ricezione di notifiche in caso di cambiamenti di stato dei sensori collegati
KKmoon Tuya ZigBee Smart Gateway Hub Smart Home Bridge Tuya/Smart Life...
  • ☆【Un must per tutti i dispositivi Tuya ZigBee:(Compatibile solo con i prodotti tuya ZigBee)】 questo è un hub che si collega a una varietà di prodotti ZigBee smart Tuya WiFi (come sensori,...
  • ☆【 Ampia compatibilità:】 non solo i prodotti Tuya WiFi, ma anche i prodotti intelligenti ZigBee 3.0 sono compatibili con l'hub gateway ZigBee, consentendo di personalizzare i sistemi in base...
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Tipologie di hub gateway Zigbee

Queste sono le tipologie di hub gateway Zigbee tra cui scegliere in base alle esigenze:

  • hub dedicati: svolgono solamente la funzione di gateway e sono compatibili con dispositivi di marche diverse;
  • hub multiuso: servono anche per altre funzioni (come, ad esempio, ascoltare musica) e non solo per l’automazione domestica;
  • i sistemi di sicurezza che servono esclusivamente per gli allarmi, la videosorveglianza e i sistemi antintrusione;
  • i bridge pensati per reti caratterizzate da prodotti mono marchio.
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Applicazioni della tecnologia Zigbee: domotica e non solo

La tecnologia Zigbee è soggetta ad applicazioni davvero diverse nell’ambito della domotica e della building automation, sia indoor che outdoor.

Per quanto riguarda gli ambienti indoor (domestici e non), Zigbee consente di monitorare e/o gestire da remoto ad esempio:

  • l’accensione e lo spegnimento delle luci;
  • la regolazione del colore e dell’intensità dell’illuminazione;
  • elettrodomestici intelligenti, televisori, digitale terrestre e altri dispositivi elettronici;
  • l’allarme e i sistemi antifurto wireless;
  • l’accensione e lo spegnimento dell’aria condizionata e del riscaldamento;
  • l’apertura e la chiusura delle tapparelle;
  • gli accessi in azienda o in ufficio tramite badge o sistemi biometrici;
  • i servizi di teleassistenza;
  • i parametri vitali dei pazienti.

Per quanto riguarda gli ambienti outdoor (domestici e non), Zigbee consente di monitorare e/o gestire da remoto ad esempio:

  • sistemi e centraline di irrigazione;
  • l’apertura di cancelli e garage;
  • i parametri ambientali come umidità, temperatura e inquinamento;
  • il pagamento dei pedaggi.
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Zigbee domotica: vantaggi e svantaggi

Con la nascita della rete Zigbee è stato possibile introdurre una forma di domotica davvero efficace seppur a basso costo, quindi alla portata di tutti. Vediamo i principali vantaggi e gli svantaggi di questa tecnologia.

Principali vantaggi della rete Zigbee:

  • è semplice da installare;
  • è economica ed è un sistema aperto (quindi privo di costi di adozione);
  • funziona con dispositivi di marche diverse ma devono tutti utilizzare il protocollo Zigbee;
  • consumo energetico molto basso e, proprio per la sua particolare struttura, può funzionare per anni grazie alla batteria integrata nei singoli nodi cioè nei dispositivi ad essa connessi (ciò è possibile perché minimizza i tempi di attività e alcuni nodi consumano energia solo quando vengono attivati mentre altri nodi sempre attivi);
  • ogni dispositivo utilizza lo stesso standard di comunicazione che garantisce la compatibilità con le versioni precedenti e quelle successive di Zigbee;
  • è scalabile nel senso che all’interno della rete Zigbee può essere introdotto o tolto in qualsiasi momento un nuovo dispositivo.

Principali svantaggi della rete Zigbee:

  • è necessario acquistare un hub per gestire la rete da remoto o servono dispositivi intelligenti;
  • possono esserci dei problemi nella compatibilità dei dispositivi di rete;
  • la copertura è limitata.
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Dispositivi Zigbee

Come già ti abbiamo accennato, esistono alcuni hub per la casa intelligente con integrato il protocollo Zigbee.

Ciò significa che utilizzando uno di questi dispositivi e scegliendo i prodotti compatibili non ti servirà un gateway aggiuntivo per far funzionare la rete ZigBee.

Per citarne alcuni, ti suggeriamo Amazon Echo Show e Echo di 4° generazione (grazie ai quali puoi comandare tramite Alexa i prodotti di domotica che hai installato in casa), l’hub Samsung SmartThings che funziona sia con Amazon Alexa sia con Google Nest Audio (e simili) e l’HomeKit di Apple.

Per quanto riguarda il settore dell’illuminazione, tra i più venduti invece puoi trovare Philips Hue, anche se il brand ha anche lanciato dispositivi dotati di connettività Bluetooth (e che dunque non necessitano più di hub Zigbee e non utilizzano questo protocollo).

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Prodotti Zigbee

A questo punto molto probabilmente ti starai chiedendo quali sono i prodotti Zigbee e dove si possono acquistare.

All’interno della tua rete Zigbee puoi collegare, ad esempio, lampadine WiFi, prese ed interruttori smart, serrature intelligenti, sensori di temperatura e di umidità, sensori antifumo, rilevatori di presenza, sensori per porte e finestre e molto altro.

Per quanto riguarda l’acquisto, Amazon è una piattaforma ben fornita. Prova a darci un’occhiata se non l’hai ancora fatto.

Però, per scegliere il prodotto giusto, ti consigliamo di verificare sempre la sua compatibilità con Zigbee dal sito ufficiale.

Di seguito alcuni esempi:

Osram Smart+ LED Lampadina Zigbee, con attacco E27, 8.5W, Bianco...
  • Compatibile direttamente con Echo Plus ed Echo Show (2a generazione), compatibile con Philips Hue Bridge
  • Luce bianca calda dimmerabile
OWSOO Sensore di allarme per porte e finestre ZigBee(Deve essere...
  • 【Sicurezza intelligente:】 sincronizza lo stato di apertura e chiusura di porte / finestre su APP. Ricorda quando la porta / finestra è aperta e chiusa. Può fare in modo che i dispositivi ZigBee...
  • 【Scene Linkage】Basta collegare il sensore con il tuo elettrodomestico e puoi accendere / spegnere i dispositivi quando apri o chiudi la porta. Installazione semplice e controllo della...
SONOFF ZigBee MINI 4PCS DIY interruttore intelligente, APP Control,...
  • 【Protocollo ZigBee3.0 】L'interruttore intelligente SONOFF ZBMINI di Zigbee può essere utilizzato solo con ZigBee Hub (obbligatoriamente). Compatibile con SONOFF ZBBridge, Amazon Hub, Samsung...
  • 【Controllo vocale in vivavoce】 Compatibile con Alexa e Google Home, che consentono di accendere o spegnere gli elettrodomestici mediante comando vocale.
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Ledvance Smart Lampadina LED Zigbee, Goccia, E27, 10 W Equivalenti,...
  • Lampadina LED smart zigbee, forma a goccia, attacco e27, 10 w equivalenti
  • Luce bianca e colorata
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Ledvance Smart+ Plug Zigbee, Presa Intelligente
  • Integra le attrezzature elettriche convenzionali nei sistemi compatibili di Smart Home
  • Permette il cambiamento di sorgenti di luce tradizionali e altri device elettronici
Rilevatore di Porte e Finestre, Hangrui per Mijia Door Window Sensor,...
  • 【Monitoraggio e Allarme】Il mini sensore per porta finestra aiuta a rilevare se la porta e la finestra sono aperte o meno in tempo reale. Quando il gateway multimodale intelligente Mijia (non...
  • 【Goditi Smart Life】Con altri prodotti smart Mijia come smart TV, presa, lampadina, filtro dell'aria, ecc., Può realizzare una varietà di scenari intelligenti, usa la tua immaginazione e crea la...
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Differenze tra Zigbee e Wi-Fi

La domotica di Zigbee è più accessibile economicamente oltre che più facile da usare e da modificare.

Le principali differenze tra la rete Zigbee e il Wi-Fi riguardano:

  • la velocità di trasmissione, di molto inferiore per Zigbee (nonostante la sua efficacia);
  • i consumi inferiori per Zigbee, aspetto fondamentale dato che sensori e attuatori funzionano a batterie;
  • la struttura della rete: mentre il Wi-Fi è l’unico dispositivo ad emettere il segnale, nella rete Zigbee ogni nodo è ricevitore, trasmettitore e ripetitore e al verificarsi di un problema la stessa rete si riconfigura automaticamente per non interrompere la trasmissione dell’informazione;
  • il segnale Wi-Fi è tanto più potente quanto si è vicini al punto di emissione a differenza di Zigbee;
  • la rete Zigbee funziona anche senza una connessione internet (ma ovviamente in questo caso non puoi controllare i dispositivi da remoto).

Imprenditore digitale, appassionato di tecnologia, di tutto ciò che è smart, ma non solo. Amante della natura, divoro libri e viaggio appena posso.

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