تستحوذ فكرة تحويل الأجهزة المنزلية التقليدية إلى أجهز ذكية على تفكير كبرى شركات التقنية كانت مصنعة بالفعل لتلك الأجهزة أو تسعى لإضافة لمساتها من أجل تكوين نظم المنزل الذكي وهو ما يمكن لمسه في كل مؤتمرات الشركات الكبيرة التي لا تترك فرصة للحديث عن الذكاء الاصطناعي, الجيل الخامس للاتصالات 5G أو إنترنت الأشياء إلا وذكرت ما توصلت إليه في رحلة تطوير تلك الأجهزة أو بكل بساطة عارضة لأحدث أجهزتها في هذا المجال.

اليوم وبعد أن تحدثنا معكم في مقالتنا السابقة عن الجيل الخامس للاتصالات وإنترنت الأشياء سنتحدث اليوم عن موجات Z-Wave و ZigBee والتي ستحدث نقلة كبيرة في مستقبل الأجهزة المنزلية الذكية كما سنناقض معكم الفرق بين موجاتهم وموجات WIFI.

طالع: ما هو إنترنت الأشياء IoT ؟ وما هي تطبيقاته؟ وهل يغير حياتنا للأفضل؟

طالع: ما هو 5G ؟ كيف يعمل؟ وكل ما تود معرفته عن الجيل الخامس للاتصالات 5G

ما هما Z-wave و ZigBee؟

Z-wave و ZigBee هما بروتكولات للاتصال اللاسلكي بين الأجهزة تتيح للأجهزة المنزلية التواصل بين بعضها البعض أو بشكل أكثر وضوحاً "التحدث" إلى بعضها البعض. هذه البروتكولات لا تعتمد في عملها على بروتكولات WIFI مرتفعة الطاقة أو الخاصة ببلوتوث ذات مدي قصير ولكنها تعتمد على موجات مخفضة الطاقة لتبقي أجهزتك المنزلية متصلة دائماً داخل نطاق منزلك. وتعتمد كل من Z-wave و ZigBee في عملها على جهاز وسيط للاتصال بين الأجهزة المختلفة كأجهزة المنزل الذكي Home Hub.

ما هو الفارق بين Z-wave و ZigBee؟

برغم من اعتماد كلاهما على موجات منخفضة الطاقة إلى أن كل منهم يتميز عن الآخر في نقاط مختلفة تميزه عن الآخر.

بروتوكول ZigBee مفتوح المصدر على عكس Z-wave

إذا كنت من مستخدمي الأجهزة المنزلية الذكية فيمكنك أن تصادف عدد أكبر من الأجهزة التي تعتمد على بروتوكول ZigBee نظراً لأنه مفتوح المصدر ويمكن لأي شركة أن تعتمد على الكود البرمجي الخاص به في تطوير أجهزتها. هذا الأمر وإن كان يراه البعض مميزاً إلا أنه يحمل في طيه عيب حيث تقوم بعض الشركات بالتعديل على الكود البرمجي لتمنع أجهزتها من الاتصال بأي جهاز HUB يعتمد على هذا البروتوكول لإرغامهم على شراء أجهزتها الخاصة. هذا الأمر حدث في مصابيح Philips الذكية والتي تسمح فقط بالاتصال بالجهاز المخصص لها وليس بأي جهاز أخر يدعم ZigBee.

على الجهة الأخرى فبروتوكول Z-wave هو بروتوكول مغلق المصدر ومملوك لشركة Silicon Labs بعد شراءها له بعد تنقله بين عدة شركات مختلفة. بشكل عام وكما هو معروف في الأنظمة منغلقة المصدر فإن مشكلة عدم توافق الأجهزة مع بعضها البعض لا تحدث إلا نادراً نظراً لأن الشركات المعتمدة على هذا البروتوكول لن تقدر على التعديل عليه ما سيتيح للمستخدمين حرية أكبر في الاعتماد على نوع Home Hub الذي يرغب فيه.

نوع الاعتماد، تردد الموجات وسرعة الاتصال

يعتمد ZigBee في عمله على اعتماد IEEE 802.15.4 لاتصال أجهزته ببعضها البعض ويتم تشفير البيانات المتبادلة بين الأجهزة بشتفير AES 128-bit. ويعتمد ZigBee على تردد 2.4 جيجا هيرتز في أي تواصل بين أجهزته بسرعة تقل للبيانات تصل إلى 250 كيلوبت في الثانية وهو ما يجعله عرضه لتداخل موجاته مع الموجات المحيطة التي تعتمد على نفس التردد وبالأخص أجهزة WIFI المنزلية التي تعمد أغلبها على التردد ذاته في نقل موجاتها.

يعتمد Z-wave على نفس آلية التشفير كالبروتوكول الآخر ولكن أجهزته تعتمد على موجات بترددات منخفضة تتراوح بين 800 و 900 ميجا هيرتز ما يجعله في أفضلية لأن هذا الطيف من الموجات نادراً ما يتم الاعتماد عليه حالياً وهو ما سيجنب أي احتمالية لتداخلها مع موجات أجهزة أخرى. سرعة الاتصال في Z-wave أقل بكثير حيث تصل إلى 40 كيلوبت في الثانية فقط.

المسافة المغطاه وعدد الأجهزة

تمتد المسافة بين أجهزة ZigBee المتصلة إلى 10 أمتار ويمكنها أن تصل في بعض الأحيان على 30 متر بحسب نوع الحوائط المستخدمة والمسافات بينها. هذا المدي وإن كان يبدوا صغيراً فهو كافٍ لتغطية أغلب الأجهزة في المنازل المختلفة ما دام المستخدمين لن يعتمدوا على أجهزة خارجية كتلك المتواجدة في الحدائق المنزلية. ويصل عدد الأجهزة التي يمكنها أن تعمل سوياً في معتمدة على بروتوكول ZigBee إلى 65 ألف جهاز ذكي ما دامت تلك الأجهزة في نطاق المساحة التي يغطيها الجهاز الرئيسي Home Hub.

تتيح أجهزة Z-wave تغطية أماكن أكبر من الشقق السكنية أو البيوت الصغيرة حيث يمكن أن تصل المسافة بين الأجهزة إلى 100 متر ما يجعلها خياراً ممتازاً إذا استخدمت في الشركات أو في المنازل ذات حدائق خاصة. وعلى عكس تفوق أجهزة Z-wave في المسافة بين الأجهزة مقارنة بأجهزة ZigBee إلا ان أقصى عدد يدعمه هذا البروتكول هو 232 جهاز ذكي.

لتلخيص الفارق بين الإثنين لتسهيل عملية تحديد أيهما الأفضل عند الشراء فالأفضل أن تختار ZigBee إذا كنت تريد توصيل عدد كبير من الأجهزة في مساحة صغير كالشقق السكنية أما إذا أردت مساحة كبيرة وعدد أجهزة أقل فاختر أجهزة Z-wave.

ما الفارق بين WIFI و ZigBee/ Z-wave؟

يختلف WIFI بشكل كبير عن البروتوكولين الآخرين حيث يعتمد في عمله ترددات تبدأ من 2.4 جيجا هيرتز إلى 5 جيجا هيرتز ويمكن للأجهزة أن تتصل به (أن تتصل بأجهزة Router) مباشرة دون الحاجة لجهاز وسيط أو مخصص كأجهزة HUB متيحاً لهم القدرة على التواصل مباشرة بين بعضهم البعض. ولكن في نفس الوقت يعتمد WIFI على موجات مرتفعة الطاقة ما يتطلب أن تكون الأجهزة المتصلة به موصلة دائماً بالكهرباء أو تمتلك بطاريات كبيرة. يواجه أيضاً مشكلة عدد الأجهزة المرتفعة فعند توصيل أكثر من 10 أجهزة يحدث تباطئ في الاتصال خاصة في أجهزة Router التقليدية المنتشرة حيث يتطلب الأمر أجهزة Router أفضل ما يزيد من التكلفة في النهاية. المشكلة ذاتها تحدث عند محاولة توصيل أجهزة بعيدة المدى.

مما ذكرناه يتضح أن الاعتماد على بروتوكول WIFI في اتصال الأجهزة المنزلية الذكية ليس أفضل حل وأن الاعتماد على بروتوكولي Z-wave و ZigBee هو أمر أسهل وأفضل بكل ما يحملاه من مميزات وعيوب.

كيف سيغيران ZigBee و Z-wave مستقبل الأجهزة المنزلية الذكية؟

في نهاية موضوعنا يمكن الآن أن تضح الرؤية حول التحول الكبير الذي سيضيفه Z-wave  و ZigBee للأجهزة المنزلية الذكية فالاعتماد عليهم يعني أنك ستتمكن من توصيل عدد كبير من الأجهزة في وقت واحد دون مواجهة مشاكل بطء الاتصال أو انقطاعه, سيتيح الاعتماد عليهم أيضاً توصيل أجهزة على مسافات متباعدة خاصة مقارنة بأجهزة WIFI المتاحة حالياً والتي ما زالت متواجدة في جزء لا بأس به من الأجهزة المنزلية الذكية.

اعتماد البروتوكولان على الموجات منخفضة الطاقة سيوفر كثيراً في حجم الطاقة المستهلكة وفي حجم البطاريات المتواجدة في الأجهزة المنزلية الذكية كما أن تواجد جهاز HUB كوسيط يقلل من احتمالية اختراق الأجهزة المنزلية المتصلة به مقارنة باتصالها مباشرة بأجهزة Router.

السنوات القادمة ستشهد لامحالة الاعتماد عليهما كأساس للاتصال بين الأجهزة المنزلية الذكية وبعضها البعض وهو أمر بدأ بالفعل على نطاق ضيق حيث يتواجد عدد لا بأس به من الأجهزة التي تدعمهما حالياً أبرزهم أجهزة Amazon Echo Plus و Philips Hue واللذان يعتمدان على ZigBee.

في رأيك هل سيغيران Z-wave و ZigBee مستقبل الأجهزة المنزلية الذكية أم أن الاعتماد على WIFI سيستمر لفترة أطول؟ وإذا كان أمامك الاختيار لشراء أحد الأجهزة المنزلية, هل ستختار أجهزة تعتمد على WIFI أم على ZigBee/ Z-wave ؟
شاركنا برأيك!