تفاوت پروتکل های مختلف بی سیم در خانه هوشمند

 
فناوری بی سیم در خانه هوشمند دقیقاً چیست و مهمترین مزایا یا معایب آنها چیست؟اگر به عنوان مثال به فکر خرید یک محصول هوشمند مانند پریز هوشمند هستید ، مطمئناً قبلاً در مورد این فناوری ها شنیده اید. همچنین زمانی که صحبت از انتقال اطلاعات میشود تفاوت این فناوری ها مورد سوال قرار میگیرد . بیشتر محصولات هوشمندی که در بازار وجود دارد  به فناوری هایی مانند wifi ، بلوتوث ، Zigbee یا Z-Wave مجهز هستند . در ادامه  ما در مورد هریک از آنها و اینکه از چه چیزی تشکیل شده و تفاوت های اصلی ، مزایا یا معایب آنها چیست صحبت خواهیم کرد
 

WiFi

از ترکیب کلمه های Wireless Fidelity  به معنای وفاداری بی سیم است. این یک فناوری انتقال داده بی سیم است که بر مبنای امواج رادیویی است و برای  اینترنت ،  رادیو ، تلویزیون یا تلفن همراه استفاده می شود. با این حال ، فرکانسهای مورد استفاده متفاوت هستند ، WiFi از ۲٫۴GHz و ۵GHz استفاده می کند.

آخرین استاندارد اتصال WiFi که از این پس دستگاه های بیشتری را با این ورژن خواهیم دید ۶ WiFi  است که قبلاً با عنوان ۸۰۲٫۱۱ax WiFi شناخته می شد. با این حال ، اخیراً  WiFi شماره گذاری نسخه های۶ WiFi  ،۵ WiFi  و۴ WiFi  را تغییر داده است که قبلاً به ترتیب استاندارد ۸۰۲٫۱۱ax ، ۸۰۲٫۱۱ac و ۸۰۲٫۱۱n بودند.

استاندارد جدید wifi اساساً برای ارائه سرعت بیشتر ، کارایی بهتر ، ظرفیت بیشتر برای اتصال  دستگاه ها و بهره وری انرژی بهتر ارائه می شود. در ده سالی که۴ WiFi  به  ۶ WiFi رسیده ، می توان گفت حداکثر سرعت انتقال از ۶۰۰ مگابیت در ثانیه ارائه شده توسط۸۰۲٫۱۱n  WiFi در سال ۲۰۰۹ به ۹۶۰۸ مگابیت در ثانیه از۶ WiFi  افزایش یافته است .

 شبکه های WiFi به عوامل مختلفی از قبیل باند فرکانس ، خروجی توان رادیویی ، حساسیت گیرنده ، نوع گین و نوع آنتن و غیره بستگی دارد و علاوه بر این ، به یاد داشته باشید که با استفاده از آنتن های مختلف یا تکرار کننده ها ( ریپیتر ) می توان دسترسی آن را نیز افزایش داد.

از جمله ویژگی های اصلی WiFi ، موارد زیر است :

  • در باند فرکانس۴ گیگاهرتز و ۵ گیگاهرتز فعالیت می کند

  • دامنه آن بسیار بیشتر از بلوتوث است اما به عوامل زیادی بستگی دارد

  • امکان اتصال به اینترنت دستگاههای مختلف را فراهم می کند و همچنین می تواند برای اتصال دستگاه ها به یکدیگر در یک شبکه مورد استفاده قرار گیرد.

  • حداکثر سرعت انتقال داده۶Gbps برای۶ WiFi .

  • مشکل در عبور از موانع خاص را دارد و امکان تداخل با سایر امواج ساطع شده در همان فرکانس.

  • استفاده از wifi گسترده ترین فناوری در حال حاضر است و از این رو می توانیم امروزه دستگاه های زیادی را پیدا کنیم.

 

Zigbee

از طرفی ، Zigbee یک پروتکل ارتباط بی سیم است که از امواج رادیویی کم مصرف استفاده می کند تا دستگاه های خاص بتوانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

در این روش می توان یک شبکه بی سیم کوچک با دستگاه هایی که از طریق شبکه مش به یکدیگر وصل می شوند ، ایجاد کرد .

یعنی دستگاه ها بدون نیاز به اتصال به روتر به صورت جداگانه از یک زبان ارتباطی مشترک خاص استفاده می کنند. برای این کار ، لازم است از یک سرور مرکزی یا هاب استفاده شود ، وسیله ای که به اینترنت وصل شود و وظیفه ارسال سیگنال را در  سایر دستگاه های متصل به آن داشته باشد.

مهمترین مزیت این فناوری این است که به جلوگیری از اشباع شبکه کمک می کند ، چیزی که بسیار مهم است هنگامی که  دستگاه های زیادی به همان شبکه متصل می شود ، از بلوتوث یا وای فای ساده تر و کم هزینه تر است و مصرف انرژی کمی نیز دارد. از طرفی اشکال اصلی نیاز به استفاده از دستگاهی است که به عنوان سرور مرکزی عمل می کند و فاصله انتقال آنها کمتر است. علاوه بر این ، این واقعیت که Zigbee یک پروتکل باز است (علی رغم اینکه توسط Zigbee Alliance مدیریت می شود) ، به برخی از تولید کنندگان این امکان را می دهد تا آن را اصلاح کنند تا هاب ها فقط با دستگاه های خود سازگار باشند. می توان گفت كه پروتكل Zigbee برای كاربردهایی در نظر گرفته شده است كه نیاز به مصرف انرژی كم دارند و نیازی به سرعت انتقال داده های زیاد ندارند. متداول ترین زمینه های کاربردی عبارتند از اتوماسیون منزل ، سنسورهای شبکه بی سیم ، سنسورهای دود یا حرکت ، جمع آوری داده های پزشکی و حتی سیستم های خاص کنترل صنعتی.

مهمترین ویژگی های Zigbee از این قبیل است :

 

نیاز به سرور مرکزی دارد.

سیستم شبکه مش استفاده میکند .

دستگاه ها به صورت جداگانه به اینترنت وصل نمی شوند.

مصرف انرژی کم دارد.

دامنه در مقایسه با wifi کاهش یافته ، بین ۱۰ تا ۲۰ متر است .

سرعت انتقال داده بسیار کم ، سرعت تعریف شده ۲۵۰ کیلوبیت در ثانیه.

عمدتاً برای مصارف خانگی ، سنسورها ، جمع آوری داده هایی که نیازی به سرعت زیاد ندارند، اسباب بازی و غیره.

پروتکل متن باز است.

 

Bluetooth

بلوتوث را کارخانه اریکسون و جمعی از شرکتها در بخش فناوری تولید کردند  که بعداً با هدف نهایی شدن به شرکتهای دیگری مانند خود مایکروسافت پیوستند. کار مشترک همه آنها باعث شد این فناوری به سرعت مورد قبول تولید کنندگان قرار بگیرد.

به لطف این فناوری بی سیم امکان اتصال چندین دستگاه و تبادل اطلاعات بین آنها به روشی راحت و ساده بوجود آمد. مدت زمان زیادی است که همه ما از بلوتوث برای انتقال محتوا بین دستگاه ها یا اتصال آنها به برخی سیستم ها مانند هندزفری استفاده می کنیم. و این یک فناوری برای انتقال صدا و داده است.

این فناوری از بدو تولد تا به امروز در حال پیشرفت و رشد بوده است ، درحالی که بلوتوث ۵٫۰ قادر به ارائه ارتباط بین دستگاه ها با فاصله بیشتر و سرعت انتقال تا ۲ مگابیت بر ثانیه است .اما این همه چیز نیست ، زیرا علاوه بر این موضوع ،آخرین نسخه استاندارد ، مصرف انرژی حداکثر ۲٫۵ برابر کمتر از نسخه قبلی را ارائه می دهد ، که مصرف باتری کمتری در دستگاه ها را تضمین می کند.

از اصلی ترین ویژگی های این فن آوری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

در باند ISM رایگان بین ۲٫۴۰۲ تا  ۲٫۴۸۰GHz عمل می کند ، بنابراین نیازی به مجوز ندارد.

دامنه آن بستگی به توان انتشار در تجهیزات انتقال دهنده و اینکه آیا در داخل خانه یا خارج از منزل هستیم ، بستگی دارد.

امکان اتصال نقطه به نقطه یا شبکه مشی با چند گره را دارد .

حداکثر سرعت انتقال داده ها ۲ مگابیت بر ثانیه.

یکی از مشکلات این پروتکل عدم عبور از موانع خاص مانند دیوارها است

استفاده از آن عمدتاً روی رایانه های رومیزی ، لپ تاپ ها ، دستگاه های خروجی تلفن همراه و هندزفری ، دستگاه های اتوماسیون خانگی و حتی اسباب بازی ها ، فناوری پزشکی یا صنعت متمرکز شده است.

 

Z-Wave

Z-Wave به همراه Zigbee دو پروتکل ارتباط بی سیم جایگزین WiFi و Bluetooth در پروتکل های خانه هوشمند هستند. نیازی به گفتن نیست که Z-Wave  هم مانند Zigbee ،  برای اتصال و مدیریت دستگاه های IoT که از آنها استفاده می کنیم ، نیاز سرور مرکزی یا پنل اصلی ( هاب ) دارد . حال اگرچه هر دو این پروتکل ها به عنوان یک سیستم شبکه مش عمل می کنند ، اما تفاوت های خاصی بین این دو وجود دارد.تفاوت اول این است که Zigbee یک پروتکل متن باز است که توسط اتحاد Zigbee اداره می شود ، در حالی که Z-Wave به این صورت نیست و خصوصی است. چیزی که بدون شک می تواند یک شمشیر دو لبه باشد ، یعنی یک مزیت در جنبه های خاص و یک ایراد بزرگ برای کسانی که قصد توسعه دارند . البته متن باز نبودن این پروتکل، تضمین می کند که همه دستگاه های متصل به سرور می توانند بدون هیچ مشکلی کار کنند.با این وجود ، با Zigbee می توان چنین ادعا کرد که تولید کنندگان خاص آن را با سلیقه ی خود تطبیق می دهند و فقط اجازه سازگاری دستگاه های خود  را می دهند.Z-Wave دامنه  بیشتری نسبت به Zigbee دارد(حداکثر ۱۰۰ متر)  و معمولاً در اتصالات از پایداری بیشتری برخوردار است ، اما Zigbee امکان اتصال دستگاههای  بیشتری را دارد  ( ۶۵۰۰۰ دستگاه در مقایسه با ۲۰۰ دستگاه ). با این وجود ، این جزئیاتی است که در استفاده های خانگی خیلی تفاوتی ندارد و مشکلی ایجاد نمیکند . در مورد سازگاری هم این واقعیت است که Zigbee از فرکانس ۲٫۴ گیگاهرتز استفاده می کند ، بدان معنی است که اگر در هر زمان بخواهیم دستگاه های خود را به کشور دیگری ببریم ، مشکلی در استفاده از آن نخواهیم داشت.اما Z-Wave از فرکانسهای مختلف رادیویی در کشورهای مختلف استفاده می کند .به این معنی که ما نمی توانیم در کشورهایی که فرکانس های مختلفی استفاده می شوند ، از آنها استفاده کنیم.بنابراین ، به عنوان ویژگی های اصلی Z-Wave ، باید توجه داشت:نیاز به دستگاه مرکزی ( هاب ) دارد .سیستم شبکه مش استفاده میکند .دستگاه ها به صورت جداگانه به اینترنت وصل نمی شوند.مصرف انرژی کم .حداکثر فاصله تا ۱۰۰ متر را پشتیبانی میکند .سرعت انتقال داده بسیار کم ، حداکثر سرعت ۱۰۰ کیلوبیت بر ثانیه.عمدتاً برای مصارف خانگی ، کنترل وسایل خانگی ، حسگرها ، وسایل امنیتی الکترونیکی ، راه‌اندازی دستگاههای الکترونیکی یا سرگرمی استفاده میشود .پروتکل متن بسته است به این معنی که برای استفاده از آن نیاز به لایسنس های مربوطه میباشد.