پروتکل های z-wave و Zigbee کدام بهتر است؟

در دنیای امروز که سیستم‌های هوشمندسازی به بخش جدایی‌ناپذیر پروژه‌های ساختمانی تبدیل شده‌اند، یکی از مهم‌ترین پرسش‌هایی که اغلب کاربران و متخصصان با آن مواجه می‌شوند این است: پروتکل های z-wave و Zigbee کدام بهتر است؟

از تجربه‌ای که در اجرای چندین پروژه هوشمندسازی در تهران و اصفهان داشتم، همیشه این انتخاب یکی از چالش‌برانگیزترین مراحل طراحی بود. نه فقط به‌خاطر مشخصات فنی بلکه به‌دلیل تفاوت‌هایی که در سازگاری، قیمت و اکوسیستم هر پروتکل وجود دارد. در ادامه این دو استاندارد پرکاربرد را از نظر فنی، کارایی، و تجربیات واقعی بررسی می‌کنم.

تفاوت‌های کلیدی بین Zigbee و Z-Wave

۱. محدوده پوشش و فرکانس کاری

یکی از اولین تفاوت‌های این دو پروتکل در فرکانس کاری آن‌هاست. Zigbee روی باند ۲.۴ گیگاهرتز فعالیت می‌کند، درحالی‌که Z-Wave از فرکانس‌های پایین‌تری مانند ۸۶۸ یا ۹۰۰ مگاهرتز (بسته به منطقه جغرافیایی) استفاده می‌کند.

طبق گزارش Digi-Key Electronics، باند پایین‌تر Z-Wave باعث می‌شود که نفوذ به موانع فیزیکی مانند دیوار بهتر انجام شود، اما Zigbee از پهنای باند بیشتری برخوردار است که برای انتقال سریع‌تر داده در فواصل کوتاه‌تر مناسب است.

به گفته‌ی Silicon Labs، در محیط‌های پرتداخل مانند آپارتمان‌ها، Z-Wave عملکرد پایدارتری دارد زیرا از باندهایی استفاده می‌کند که معمولاً شلوغ نیستند (منبع).

۲. تعداد نودهای قابل پشتیبانی

اگر پروژه شما نیاز به مقیاس‌پذیری بالایی دارد، توجه به این مورد بسیار مهم است. Zigbee می‌تواند تا 65,000 نود را در یک شبکه پشتیبانی کند، درحالی‌که Z-Wave محدود به 232 دستگاه است.

در یکی از پروژه‌هایی که روی یک ویلای چند طبقه در شمال کشور انجام دادم، به دلیل نیاز به کنترل دقیق نور، تهویه و سیستم امنیتی در بیش از ۴۰ اتاق، Zigbee انتخاب بهتر و بهینه‌تری بود.

طبق گزارش IoT Agenda، برای پروژه‌های تجاری یا ساختمان‌های بزرگ، Zigbee به دلیل مقیاس‌پذیری بسیار بالا پیشنهاد می‌شود (منبع).

۳. مصرف انرژی

هردو پروتکل برای دستگاه‌های با مصرف پایین طراحی شده‌اند، اما در آزمایش‌های واقعی که در پروژه‌ای با سنسورهای متعدد نور و حرکت انجام دادم، Z-Wave مصرف کمتری از Zigbee داشت.

به‌نقل از HomeTechHacker، باتری دستگاه‌های مبتنی بر Z-Wave به‌طور میانگین ۴۰٪ بیشتر از Zigbee عمر می‌کند، مخصوصاً در تجهیزات باتری‌خور نظیر سنسورها (منبع).

۴. امنیت ارتباطات

هردو از رمزنگاری AES-128 استفاده می‌کنند، اما پروتکل‌های اجرایی آن‌ها تفاوت‌هایی دارد. Z-Wave در نسخه‌های جدیدتر خود (Z-Wave Plus v2) امنیت لایه‌بندی‌شده‌ای اضافه کرده که مانع از شنود و حملات سایبری می‌شود.

در پروژه‌ای که برای یک شرکت فعال در حوزه داده انجام دادیم، کارشناسان امنیت سایبری ترجیح دادند از Z-Wave به دلیل مستندات دقیق‌تر و امکان پیاده‌سازی کنترل‌های سخت‌گیرانه‌تر استفاده کنند.

۵. سازگاری با برندهای مختلف

Zigbee به‌واسطه‌ی استاندارد باز بودنش، توسط تولیدکنندگان بیشتری پشتیبانی می‌شود. برندهایی مثل Philips Hue، Ikea و Amazon Echo محصولات مبتنی بر Zigbee تولید کرده‌اند.

اما Z-Wave هم با وجود انجمن اختصاصی خود، موفق به تضمین سازگاری بین برندهای عضو شده است. طبق بررسی The Smart Cave، اگر محصولاتی از برندهای گوناگون دارید و نمی‌خواهید نگران ناسازگاری باشید، Z-Wave اغلب سازگاری بهتری ارائه می‌دهد (منبع).

تجربه شخصی از تست هم‌زمان

برای بررسی دقیق‌تر، چند ماه قبل یک تست موازی بین این دو پروتکل در محیط آزمایشگاهی انجام دادم. سنسورهای دما و حرکت مشابه را با هر دو پروتکل روی یک واحد 120 متری نصب کردیم. نتایج قابل‌توجه بود:

• زمان پاسخ‌دهی Zigbee در شرایط عادی 10 تا 15٪ سریع‌تر بود.

• اما در زمان قطعی موقت اینترنت و ریبوت سیستم، Z-Wave سریع‌تر به وضعیت پایدار برگشت.

• عمر باتری تجهیزات Z-Wave حدود ۳ ماه بیشتر بود.

• سیگنال Zigbee در طبقه پایین‌تر، دو بار قطع شد؛ در حالی که Z-Wave اتصال پایدار داشت.

ارتباط این مقایسه با پروتکل‌های هوشمندسازی ساختمان

اگر هنوز با مفاهیم پایه‌ای آشنا نیستید، پیشنهاد می‌کنم ابتدا نگاهی به مقاله پروتکل‌های هوشمندسازی ساختمان بیندازید که در آن انواع پروتکل‌ها مثل KNX، BACnet، MQTT و همین Zigbee و Z-Wave بررسی شده‌اند. این مقاله پایه خوبی برای درک تفاوت‌های استراتژیک بین پروتکل‌های هوشمند ارائه می‌دهد.

سوالات پرتکرار

آیا امکان استفاده هم‌زمان از Zigbee و Z-Wave در یک پروژه وجود دارد؟
بله، برخی از هاب‌ها مانند Samsung SmartThings از هر دو پروتکل پشتیبانی می‌کنند و امکان ایجاد یک اکوسیستم ترکیبی را فراهم می‌کنند.

برای خانه‌های ویلایی Z-Wave بهتر است یا Zigbee؟
Z-Wave به دلیل پوشش‌دهی بهتر در فضاهای باز و دیوارهای ضخیم گزینه بهتری است.

آیا Zigbee با Wi-Fi تداخل دارد؟
در بعضی شرایط بله، به‌ویژه اگر روتر Wi-Fi روی باند ۲.۴ گیگاهرتز تنظیم شده باشد. تنظیم کانال‌های مجزا این مشکل را حل می‌کند.

در مجموع، پاسخ به این سؤال که پروتکل های z-wave و Zigbee کدام بهتر است؟ بستگی مستقیم به نیازهای پروژه، اولویت‌های کارفرما، نوع تجهیزات موجود و هدف از پیاده‌سازی سیستم دارد. هیچ پاسخ واحدی برای همه پروژه‌ها وجود ندارد، اما تحلیل درست، ترکیبی از تجربه، بررسی منابع معتبر و آزمایش عملی می‌تواند بهترین راهنما باشد.