となると、スマートホーム接続、Wi-Fi や Bluetooth などのよく知られたテクノロジーだけではありません。Zigbee、Z-Wave、Thread など、スマート ホーム アプリケーションに適した業界固有のプロトコルがあります。

ホームオートメーションの分野では、照明から暖房まであらゆるものを簡単に制御できる幅広い製品が市場に流通しています。Alexa、Google アシスタント、Siri などの音声アシスタントが広く使用されているため、異なるメーカーのデバイス間でもシームレスな相互運用性を確保できます。

これは主に、Zigbee、Z-Wave、Thread などの無線規格のおかげです。これらの規格により、すべてのスマート ホーム デバイスと通信できる互換性のあるスマート ホーム ゲートウェイがあれば、特定の時間にスマート電球を特定の色で点灯するなどのコマンドを複数のデバイスに同時に送信できます。

Wi-Fi とは異なり、これらのスマート ホーム規格は消費電力が最小限であるため、多くの電力が消費されます。スマートホームデバイス頻繁に電池を交換する必要がなく、何年も動作することができます。

それで、Zigbeeとは一体何ですか？

前述したように、Zigbee は、2002 年に設立された非営利団体 Zigbee Alliance (現在は Connectivity Standards Alliance として知られています) によって維持および更新されているワイヤレス ネットワーク標準です。この標準は、Apple などの IT 大手を含む 400 社を超えるテクノロジー企業によってサポートされています。 、Amazon、Googleのほか、Belkin、Huawei、IKEA、Intel、Qualcomm、Xinnoo Feiなどの有名なブランドもサポートしています。

Zigbee は、屋内では約 75 ～ 100 メートル、屋外では約 300 メートル以内でデータを無線送信できるため、家庭内で堅牢で安定したカバレッジを提供できます。

Zigbeeはどのように機能しますか?

Zigbee は、通信を仲介する Wi-Fi ルーターのような中央制御ハブを必要とせずに、スマート ホーム デバイス間 (スマート スピーカーから電球、スイッチから電球など) にコマンドを送信します。また、Zigbee をサポートしている限り、同じ言語を話すことができ、製造元に関係なく、受信デバイスでも信号を送信して理解することができます。

Zigbee はメッシュ ネットワークで動作し、同じ Zigbee ネットワークに接続されているデバイス間でコマンドを送信できます。理論的には、各デバイスはノードとして機能し、他のすべてのデバイスにデータを送受信することで、コマンド データの伝播を支援し、スマート ホーム ネットワークの広範囲なカバレッジを確保します。

ただし、Wi-Fi の場合、距離が長くなると信号が弱くなったり、古い家では厚い壁によって信号が完全に遮断されたりするため、最も遠くにあるスマート ホーム デバイスにコマンドがまったく届かない可能性があります。

Zigbee ネットワークのメッシュ構造は、単一障害点がないことも意味します。たとえば、家に Zigbee 互換のスマート電球がたくさんある場合、すべての電球が同時に点灯することが期待されます。そのうちの 1 つが正しく機能しない場合でも、メッシュはネットワーク内の他のすべての電球にコマンドを確実に配信できるようにします。

ただし、実際には、必ずしもそうとは限りません。多くの Zigbee 互換スマート ホーム デバイスはネットワーク経由でコマンドを渡すための中継器として機能しますが、一部のデバイスはコマンドを送受信できても転送できません。

一般に、一定の電源から電力を供給されるデバイスはリレーとして機能し、ネットワーク上の他のノードから受信したすべての信号をブロードキャストします。バッテリー駆動の Zigbee デバイスは通常、この機能を実行しません。代わりに、単にコマンドを送受信するだけです。

Zigbee 互換ハブは、関連するデバイスへのコマンドの中継を保証し、コマンドの配信における Zigbee メッシュへの依存を軽減することで、このシナリオで重要な役割を果たします。一部の Zigbee 製品には独自のハブが付属しています。ただし、Zigbee 互換のスマート ホーム デバイスは、Amazon Echo スマート スピーカーや Samsung SmartThings ハブなどの Zigbee をサポートするサードパーティのハブに接続することもでき、追加の負担を軽減し、自宅でのセットアップを合理化することができます。

Zigbee は Wi-Fi や Z-Wave よりも優れていますか?

Zigbee は、通信に IEEE 802.15.4 パーソナル エリア ネットワーク標準を使用し、2.4 GHz、900 MHz、および 868 MHz の周波数で動作します。データ伝送速度はわずか 250kB/s で、どの Wi-Fi ネットワークよりもはるかに遅いです。ただし、Zigbee は少量のデータしか送信しないため、速度が遅いことは大きな問題ではありません。

Zigbee ネットワークに接続できるデバイスまたはノードの数には制限があります。ただし、この数は最大 65,000 ノードに達する可能性があるため、スマート ホーム ユーザーは心配する必要はありません。したがって、非常に大規模な家を建てない限り、すべてが単一の Zigbee ネットワークに接続される必要があります。

対照的に、別のワイヤレス スマート ホーム テクノロジである Z-Wave では、デバイス (またはノード) の数がハブごとに 232 に制限されています。このため、Zigbee は、非常に大きな家があり、そこに 232 台を超えるスマート デバイスを設置する計画があると想定して、より優れたスマート ホーム テクノロジーを提供します。

Z-Wave は約 100 フィートの長距離にわたってデータを送信できますが、Zigbee の送信範囲は 30 ～ 60 フィートです。ただし、Zigbee の 40 ～ 250kbps と比較すると、Z-Wave の速度は遅く、データ転送速度は 1 秒あたり 10 ～ 100 KB です。どちらも、メガビット/秒で動作し、障害物に応じて約 150 ～ 300 フィート以内でデータを送信できる Wi-Fi よりもはるかに低速です。

Zigbee をサポートするスマート ホーム製品はどれですか?

Zigbee は Wi-Fi ほど普及していないかもしれませんが、驚くほど多くの製品に応用されています。Connectivity Standards Alliance には、35 か国の 400 を超えるメンバーが所属しています。同アライアンスはまた、現在 2,500 を超える Zigbee 認定製品があり、累計生産数は 3 億個を超えていると述べています。

多くの場合、Zigbee はスマート ホームのバックグラウンドで静かに動作するテクノロジーです。Zigbee がワイヤレス通信を強化していることに気づかずに、Hue Bridge によって制御される Philips Hue スマート照明システムをインストールしたことがあるかもしれません。これが Zigbee (および Z-Wave) および同様の標準の本質です。これらの標準は、Wi-Fi のような大規模な構成を必要とせずに動作し続けます。