Επεξήγηση του Zigbee2mqtt: Πώς λειτουργεί, συμβατές συσκευές και πραγματικές συμβουλές ενσωμάτωσης

Σε πολλά έξυπνα σπίτια και ελαφρά εμπορικά έργα, η μεγαλύτερη πρόκληση δεν είναι η έλλειψη συσκευών, αλλά η έλλειψη...διαλειτουργικότηταΔιαφορετικές μάρκες διαθέτουν τους δικούς τους κόμβους, εφαρμογές και κλειστά οικοσυστήματα, γεγονός που καθιστά δύσκολη την κατασκευή ενός ενιαίου συστήματος που «απλώς λειτουργεί».

Zigbee2MQTTέχει αναδειχθεί ως ένας πρακτικός τρόπος σύνδεσης αυτών των νησίδων. Γεφυρώνοντας τις συσκευές Zigbee με έναν μεσίτη MQTT, σας επιτρέπει να διαχειρίζεστε τη δική σας πλατφόρμα αυτοματισμού – είτε πρόκειται για Home Assistant, είτε για εσωτερικό πίνακα ελέγχου είτε για εφαρμογή cloud – ενώ παράλληλα χρησιμοποιείτε έτοιμα προϊόντα Zigbee.

Αυτό το άρθρο εξηγεί τι είναι το Zigbee2MQTT, πού ταιριάζει σε πραγματικές εφαρμογές και τι πρέπει να λάβετε υπόψη όταν το ενσωματώνετε με συσκευές Zigbee, όπως μετρητές ισχύος, ρελέ, αισθητήρες, θερμοστάτες και άλλες συσκευές πεδίου από την OWON.

Τι είναι το Zigbee2MQTT;

Το Zigbee2MQTT είναι μια γέφυρα ανοιχτού κώδικα που:

ΟμιλίεςΖίγκμπιστη μία πλευρά (προς τις τελικές σας συσκευές)
ΟμιλίεςMQTTαπό την άλλη πλευρά (στον διακομιστή αυτοματισμού ή στο cloud σας)

Αντί να βασίζεστε στο cloud ή στην εφαρμογή για κινητά κάθε προμηθευτή, εκτελείτε έναν μόνο συντονιστή Zigbee (συχνά ένα USB dongle ή πύλη) που ενώνει τις συσκευές Zigbee σας σε ένα δίκτυο. Στη συνέχεια, το Zigbee2MQTT μεταφράζει τις καταστάσεις και τις εντολές των συσκευών σε θέματα MQTT, τα οποία μπορούν να καταναλωθούν από:

Home Assistant ή παρόμοιες πλατφόρμες ανοιχτού κώδικα
Ένας προσαρμοσμένος πίνακας ελέγχου BMS/HEMS
Μια υπηρεσία cloud που έχει κατασκευαστεί από έναν ολοκληρωτή συστημάτων ή έναν κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM)

Με λίγα λόγια, το Zigbee2MQTT σας βοηθάαποσύνδεση υλικού από λογισμικό, ώστε να μπορείτε να επιλέξετε την καλύτερη συσκευή για την εργασία σας χωρίς να είστε περιορισμένοι σε ένα μόνο οικοσύστημα.

Γιατί το Zigbee2MQTT έχει σημασία για το σύγχρονο έξυπνο σπίτι και τα μικρά εμπορικά έργα

Για τους ιδιοκτήτες σπιτιών και τις μικρές επιχειρήσεις, το Zigbee2MQTT προσφέρει μερικά πολύ πρακτικά οφέλη:

Συσκευές ανάμειξης και αντιστοίχισης
Χρησιμοποιήστε έξυπνες πρίζες, μετρητές ισχύος, θερμοστάτες, αισθητήρες πόρτας/παραθύρου, αισθητήρες ποιότητας αέρα, κουμπιά και ρελέ από διαφορετικούς κατασκευαστές σε ένα ενιαίο σύστημα. Πολλές συσκευές OWON, για παράδειγμα, έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν με το Zigbee2MQTT και το Home Assistant, εκτός από τις εφαρμογές προμηθευτών.
Αποφύγετε το κλείδωμα από τον προμηθευτή
Δεν είστε αναγκασμένοι να παραμείνετε σε ένα cloud ή εφαρμογή. Εάν αλλάξει η στρατηγική λογισμικού σας, μπορείτε να διατηρήσετε το μεγαλύτερο μέρος του υλικού σας.
Χαμηλότερο μακροπρόθεσμο κόστος
Ένας ανοιχτός συντονιστής + μία στοίβα MQTT είναι συχνά φθηνότερος από πολλαπλούς ιδιόκτητους κόμβους, ειδικά σε μικρά κτίρια με πολλά δωμάτια.
Πλήρης έλεγχος των δεδομένων
Τα δεδομένα από τους μετρητές και τους αισθητήρες μπορούν να παραμείνουν εντός του LAN σας ή να προωθηθούν στο δικό σας cloud, κάτι που είναι σημαντικό για τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας, τους διαχειριστές ακινήτων και τους παρόχους λύσεων που ενδιαφέρονται για την ιδιωτικότητα και την ιδιοκτησία των δεδομένων.

Γιαολοκληρωτές συστημάτων, εταιρείες ενέργειας και κατασκευαστές OEM, Το Zigbee2MQTT είναι επίσης ελκυστικό επειδή υποστηρίζει:

Ταχεία δημιουργία πρωτοτύπων νέων υπηρεσιών χωρίς σχεδιασμό προσαρμοσμένου υλικολογισμικού ραδιοφώνου από την αρχή
Ενσωμάτωση με υπάρχοντα backends που βασίζονται στο MQTT
Ένα ευρύ οικοσύστημα συμβατών συσκευών Zigbee για διαφορετικές εφαρμογές

Τυπικές περιπτώσεις χρήσης για το Zigbee2MQTT

Φωτισμός ολόκληρου του σπιτιού και αυτοματισμός αισθητήρων

Ένα πολύ συνηθισμένο σενάριο είναι η χρήση του Zigbee2MQTT ως ραχοκοκαλιά για:

Διακόπτες τοίχου και ροοστάτες Zigbee
Αισθητήρες κίνησης / παρουσίας
Αισθητήρες πόρτας/παραθύρου
Έξυπνες πρίζες και εντοιχισμένα ρελέ

Τα συμβάντα (ανίχνευση κίνησης, άνοιγμα πόρτας, πάτημα κουμπιού) δημοσιεύονται μέσω του MQTT και η πλατφόρμα αυτοματισμού σας αποφασίζει πώς θα πρέπει να ανταποκρίνονται τα φώτα, οι σκηνές ή οι ειδοποιήσεις.

Παρακολούθηση Ενέργειας και Έλεγχος HVAC

Για έργα με ενεργειακή ευαισθησία, το Zigbee2MQTT μπορεί να συνδέσει:

Μετρητές ισχύος με σφιγκτήρακαι ρελέ ράγας DINγια κυκλώματα και φορτία
Έξυπνες πρίζες και βύσματαγια μεμονωμένες συσκευές
Θερμοστάτες Zigbee, TRV και αισθητήρες θερμοκρασίαςγια τον έλεγχο θέρμανσης

Η OWON, για παράδειγμα, προσφέρει μετρητές ισχύος Zigbee, έξυπνα ρελέ, έξυπνες πρίζες και συσκευές πεδίου HVAC που χρησιμοποιούνται σε έργα διαχείρισης ενέργειας, ελέγχου θέρμανσης και αυτοματισμού χώρων, και πολλά από αυτά φέρουν την ένδειξη συμβατότητας με το Zigbee2MQTT και το Home Assistant.

Αυτό καθιστά δυνατή την:

Παρακολουθήστε την κατανάλωση ενέργειας ανά κύκλωμα ή ανά δωμάτιο
Αυτοματοποιήστε τα προγράμματα θέρμανσης και ψύξης
Συνδέστε την πληρότητα ή την κατάσταση των παραθύρων με το HVAC για να αποφύγετε τη σπατάλη

Μικρά Ξενοδοχεία, Πολυκατοικίες και Ενοικιαζόμενα Ακίνητα

Το Zigbee2MQTT μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε ελαφριές εμπορικές εφαρμογές όπως:

Μπουτίκ ξενοδοχεία
Φοιτητικά διαμερίσματα
Διαμερίσματα με υπηρεσίες ή ενοικιαζόμενα διαμερίσματα

Εδώ, ένας συνδυασμός:

Έξυπνοι θερμοστάτες Zigbee και TRV
Μετρητές ισχύος και έξυπνες πρίζες
Αισθητήρες πόρτας/παραθύρουκαι αισθητήρες πληρότητας

παρέχει επαρκή δεδομένα για την εφαρμογήδιαχείριση ενέργειας σε επίπεδο δωματίου, επιτρέποντας παράλληλα στον χειριστή να διατηρεί όλη τη λογική μέσα σε έναν τοπικό διακομιστή αντί για πολλά cloud προμηθευτών.

Βασικές σκέψεις πριν επιλέξετε το Zigbee2MQTT

Ενώ το Zigbee2MQTT είναι ευέλικτο, μια σταθερή ανάπτυξη απαιτεί σωστό σχεδιασμό.

1. Συντονιστής Σχεδιασμού Υλικού και Δικτύου

Διάλεξε ένααξιόπιστος συντονιστής(dongle ή πύλη) και τοποθετήστε το κεντρικά.
Σε μεγαλύτερα έργα, χρησιμοποιήστεΔρομολογητές Zigbee(συσκευές σύνδεσης, εντοιχισμένα ρελέ ή τροφοδοτούμενοι αισθητήρες) για την ενίσχυση του πλέγματος.
Σχεδιάστε τα κανάλια Zigbee για να αποφύγετε παρεμβολές σε πυκνά δίκτυα Wi-Fi.

2. MQTT και πλατφόρμα αυτοματισμού

Θα χρειαστείτε:

Ένας μεσίτης MQTT (π.χ., που εκτελείται σε έναν μικρό διακομιστή, NAS, βιομηχανικό υπολογιστή ή εικονική μηχανή cloud)
Ένα επίπεδο αυτοματισμού όπως το Home Assistant, το Node-RED, ένας προσαρμοσμένος πίνακας ελέγχου BMS ή μια ιδιόκτητη πλατφόρμα

Για επαγγελματικές εφαρμογές, είναι σημαντικό να:

Ασφαλές MQTT με έλεγχο ταυτότητας και TLS όπου είναι δυνατόν
Ορισμός συμβάσεων ονομασίας για θέματα και ωφέλιμα φορτία
Καταγραφή δεδομένων από σημαντικές συσκευές (μετρητές, αισθητήρες) για μελλοντική ανάλυση

3. Επιλογή συσκευής και υλικολογισμικό

Για ομαλότερη ενσωμάτωση:

ΕπιλέγωZigbee 3.0συσκευές όπου είναι δυνατόν για καλύτερη διαλειτουργικότητα
Προτιμήστε συσκευές που είναι ήδη γνωστές και δοκιμασμένες από την κοινότητα Zigbee2MQTT
Διατηρήστε το υλικολογισμικό ενημερωμένο για να επωφεληθείτε από διορθώσεις σφαλμάτων και νέες λειτουργίες

Πολλά προϊόντα Zigbee της OWON – όπως αισθητήρες ποιότητας αέρα, αισθητήρες πληρότητας, έξυπνα ρελέ, πρίζες, μετρητές ισχύος και ελεγκτές HVAC – χρησιμοποιούν τυπικά προφίλ και συμπλέγματα Zigbee, γεγονός που τα καθιστά κατάλληλα υποψήφια για αυτόν τον τύπο ενσωμάτωσης.

Χρήση του Zigbee2MQTT με συσκευές OWON Zigbee

Από άποψη υλικού, η OWON παρέχει:

Συσκευές διαχείρισης ενέργειας: μετρητές ισχύος με σφιγκτήρα, ρελέ ράγας DIN, έξυπνες πρίζες και βύσματα
Συσκευές άνεσης και HVAC: θερμοστάτες, TRV, αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας
Ασφάλεια και ανίχνευση: πόρτα/παράθυρο, κίνηση, ποιότητα αέρα, ανιχνευτές αερίου και καπνού
Πύλες και ελεγκτές: πύλες edge, οθόνες κεντρικού ελέγχου, μονάδες πρόσβασης

Για πολλούς ολοκληρωτές, μια τυπική προσέγγιση είναι:

ΧρήσηZigbee2MQTTως επίπεδο συντονισμού για τις ενσωματωμένες τελικές συσκευές OWON Zigbee.
Συνδέστε το Zigbee2MQTT με έναν μεσίτη MQTT που χρησιμοποιείται από τη διαχείριση κτιρίων ή την πλατφόρμα διαχείρισης ενέργειας στο σπίτι.
Εφαρμόζουν επιχειρηματική λογική – όπως απόκριση ζήτησης, έλεγχο άνεσης ή εξοικονόμηση ενέργειας βάσει πληρότητας – στη δική τους εφαρμογή, βασιζόμενοι παράλληλα σε ισχυρό υλικό Zigbee στο πεδίο.

Επειδή η OWON υποστηρίζει επίσηςAPI σε επίπεδο συσκευής και API πύληςΣε άλλα έργα, οι συνεργάτες μπορούν να ξεκινήσουν με το Zigbee2MQTT για γρήγορη ανάπτυξη και αργότερα να εξελιχθούν προς βαθύτερη ενσωμάτωση όταν χρειαστεί.

Πρακτικές συμβουλές ενσωμάτωσης από πραγματικές αναπτύξεις

Με βάση την τυπική εμπειρία από έργα, μερικές βέλτιστες πρακτικές μπορούν να βοηθήσουν το σύστημά σας να λειτουργεί ομαλά:

Ξεκινήστε με μια πιλοτική περιοχή
Αρχικά, τοποθετήστε έναν περιορισμένο αριθμό συσκευών Zigbee, επικυρώστε την κάλυψη του ραδιοφώνου, τη δομή των θεμάτων και τους αυτοματισμούς και, στη συνέχεια, κλιμακώστε την.
Τμηματοποιήστε το δίκτυό σας λογικά
Ομαδοποιήστε τις συσκευές ανά δωμάτιο, όροφο ή λειτουργία (π.χ. φωτισμός, HVAC, ασφάλεια), ώστε τα θέματα MQTT να παραμένουν εύκολα στη συντήρηση.
Παρακολούθηση ποιότητας σύνδεσης (LQI/RSSI)
Χρησιμοποιήστε τον χάρτη δικτύου και τα αρχεία καταγραφής του Zigbee2MQTT για να εντοπίσετε αδύναμους συνδέσμους και να προσθέσετε δρομολογητές όπου χρειάζεται.
Ξεχωριστά περιβάλλοντα δοκιμών και παραγωγήςγια ενημερώσεις υλικολογισμικού και πειραματικούς αυτοματισμούς, ειδικά σε εμπορικούς ιστότοπους.
Τεκμηριώστε τη ρύθμισή σας
Για τους κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) και τους ολοκληρωτές, η σαφής τεκμηρίωση επιταχύνει τη συντήρηση και τις μελλοντικές αναβαθμίσεις και διευκολύνει την παράδοση του συστήματος στους χειριστές.

Συμπέρασμα: Πότε έχει νόημα το Zigbee2MQTT;

Το Zigbee2MQTT δεν είναι απλώς ένα χόμπι, είναι ένα πρακτικό εργαλείο για:

Ιδιοκτήτες σπιτιού που θέλουν πλήρη έλεγχο του έξυπνου σπιτιού τους
Οι ολοκληρωτές που χρειάζονται έναν ευέλικτο τρόπο για να συνδυάζουν διαφορετικές συσκευές Zigbee
Πάροχοι λύσεων και κατασκευαστές πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) που θέλουν να δημιουργήσουν υπηρεσίες πάνω από το τυπικό υλικό

Γεφυρώνοντας τις συσκευές Zigbee σε μια αρχιτεκτονική που βασίζεται στο MQTT, κερδίζετε:

Ελευθερία επιλογής υλικού μεταξύ εμπορικών σημάτων
Ένας συνεπής τρόπος ενσωμάτωσης με υπάρχουσες πλατφόρμες και cloud
Μια επεκτάσιμη βάση για μελλοντικές υπηρεσίες και εφαρμογές που βασίζονται σε δεδομένα

Με μια σειρά από μετρητές ισχύος Zigbee, διακόπτες, αισθητήρες, θερμοστάτες, πύλες και άλλα, η OWON παρέχει τοδοκιμασμένο στο πεδίο υλικόπου μπορεί να υποστηρίξει μια ανάπτυξη Zigbee2MQTT, έτσι ώστε οι μηχανικοί και οι ιδιοκτήτες έργων να μπορούν να επικεντρωθούν στο λογισμικό, την εμπειρία χρήστη και τα επιχειρηματικά μοντέλα αντί για λεπτομέρειες χαμηλού επιπέδου ραδιοεπικοινωνίας.