Een apparaat is ‘slim’ wanneer het in staat is te communiceren met andere apparaten. Wanneer dat het geval is, kan het namelijk niet alleen samenwerken met apparaten, maar kan het ook op afstand bediend worden, bijvoorbeeld met een smartphone. Dat betekent echter wel dat een apparaat moet weten hoe het moet communiceren. Dat wordt aan een apparaat verteld door middel van een protocol.
Daarom willen wij u in deze blog uitleggen wat een smart home protocol is, welke smart home protocollen er zijn, en wat de voor- en nadelen van de verschillende protocollen zijn. Zo weet u waar u bij het aanschaffen van een smart home product op moet letten, en welk protocol voor uw wensen geschikt is.
Snel naar het juiste onderwerp navigeren? Klik dan hieronder op een van de links:
Een smart home protocol is een verzameling regels die een smart home apparaat vertellen hoe het moet communiceren. In andere woorden, het vertelt het apparaat in welke taal het moet praten, zodat het begrepen wordt door andere apparaten die dezelfde taal spreken. Het is dan ook het protocol dat een apparaat slim maakt. Zonder protocol zou een apparaat niet met andere apparaten, en dus ook niet met uw smartphone of tablet, kunnen communiceren.
Het is daarnaast belangrijk om te realiseren dat elk protocol, dus elke taal, zijn eigen voor- en nadelen heeft. Sommige protocollen hebben een signaal dat heel ver reikt. Andere protocollen hebben een signaal dat beter door obstakels als muren of ruis van andere protocollen heen kan. En weer andere protocollen kunnen een grote hoeveelheid informatie versturen en ontvangen.
Overigens spreken we bij de meeste protocollen die we in deze blog behandelen ook over een standaard. Een standaard is een protocol dat een breed draagvlaak heeft. In andere woorden, dat door een groot aantal producten van een groot aantal merken wordt gebruikt, en daardoor in zekere zin een ‘standaard’ protocol is.
Er zijn een groot aantal netwerkprotocollen in gebruik, maar er wordt maar een gering aantal van deze protocollen gebruikt in de smart home wereld. Dit zijn voornamelijk wifi (Tuya), bluetooth (BLE, MESH), Zigbee (3.0) en Z-Wave (Plus). Daarnaast is er een nieuwe standaard in ontwikkeling genaamd Matter. Daarover later meer.
Eerst even over het wifi protocol. De naam van dit protocol zal de meeste lezers bekend in de oren klinken, ook al heeft u zich wellicht nooit beseft dat het om een netwerk en smart home protocol ging. Wifi is net als de andere protocollen een taal waarin een apparaat kan communiceren, en is door zijn eigenschappen de taal die wij doorgaans gebruiken voor onze draadloos netwerk in huis.
Dat is ook niet gek, want wifi maakt namelijk gebruik van een frequentie van 2,4 of 5 GHz. Deze frequenties zijn erg hoog, en hoe hoger de frequentie, des te meer data er verzonden en ontvangen kan worden. Daardoor is wifi erg geschikt voor het communiceren van veel data; grote bestanden zoals video, afbeeldingen en audio zijn geen enkel probleem. Zo kunnen niet alleen webpagina’s snel geladen worden, maar is het bijvoorbeeld ook mogelijk om de beelden van een beveiligingscamera live te bekijken.
Daarnaast maakt het gebruik van wifi als smart home protocol de producten die van dit protocol gebruikmaken heel toegankelijk. Immers gebruikt uw draadloos netwerk thuis dezelfde taal, waardoor dit niet eerst vertaald moet worden voordat uw router begrijpt wat er wordt gezegd. Dat is wel zo makkelijk, en het zorgt ervoor dat slimme producten die op wifi werken doorgaans rechtstreeks via een app op uw smartphone of tablet kunnen worden bediend.
Het nadeel van wifi is vooral de hoge energiebehoefte. Omdat het gebruikt wordt voor het versturen en ontvangen van grote hoeveelheden data, is er meer stroom nodig. Dit is geen probleem als het apparaat op de netstroom is aangesloten, maar een batterij raakt al gauw leeg. Daarom wordt wifi bijvoorbeeld minder snel gebruikt in apparaten als sensoren en rookmelders, omdat deze een lange tijd op batterij moeten kunnen functioneren.
Tuya is wellicht wat minder bekend, maar het is eigenlijk een nieuwe versie van het wifi protocol die ervoor zorgt dat het protocol net wat geschikter is voor smart home gebruik, bijvoorbeeld door een betere verbinding en een stabielere datasnelheid. Bediening van slimme apparaten die van wifi gebruikmaken gaat per merk met een andere app. In het geval van de Tuya versie is er ook een app van Tuya zelf die gebruikt kan worden.
Net als wifi is ook het bluetooth protocol de meeste mensen wel bekend. Maar we kennen het dan vooral van kortstondig gebruik en voor korte afstanden, bijvoorbeeld om eventjes met de printer contact te maken om een document te versturen en af te drukken. Daar ligt ook de kracht van bluetooth als protocol; het is goed in het sturen van redelijk veel data (frequentie van 2,4 GHz) met relatief weinig energie; vooral als het gaat om de BLE-variant (Bluetooth Low Energy).
Het nadeel is daarbij dat door het lage energiegebruik het bereik erg afneemt. Bluetooth heeft onder ideale omstandigheden moeite met afstanden die groter zijn dan 10 meter. En zit er een blokkade zoals een muur tussen, of wellicht ruis van een ander protocol op dezelfde frequentie? Dan neemt de afstand snel af.
Dit wordt in zekere mate verholpen door bluetooth versies die gebruikmaken van de MESH-techniek. Hierbij wordt gedoeld op het creëren van een MESH-netwerk; een netwerk waarbij het ene apparaat het signaal doorstuurt naar het volgende apparaat. Dit vergroot de effectieve afstand van een netwerk dat van bluetooth gebruikmaakt, maar het betekent wel dat extra apparaten aangeschaft moeten worden, en dat het signaal nog steeds door objecten en ruis geblokkeerd kan worden.
Het Zigbee protocol is een goed voorbeeld van een protocol dat is ontworpen voor smart home toepassingen, en is ook een van de populairste protocollen op dit gebied.
Zigbee maakt gebruik van een frequentie van 2,4 GHz en 915 MHz. Dit betekent dat doorgaans de datasnelheid vrij hoog is, tenzij het signaal op de 2,4 GHz frequentie wordt verstoord, bijvoorbeeld door het wifi netwerk. En zelfs dan is door de 915 MHz het versturen en ontvangen van de meeste soorten data nog mogelijk. Dat maakt Zigbee als protocol uitermate betrouwbaar, en is dan ook reden waarom het veel gebruikt wordt door smart home apparaten die voor de veiligheid dienen, zoals sensoren en melders. Daarnaast gebruikt het protocol vrij weinig stroom, waardoor ook de batterij van dit soort apparaten lange tijd meegaat.
Nadeel is dat het 2,4 GHz signaal, wat de hoogste datasnelheid heeft, minder goed obstakels kan penetreren waardoor het versturen en ontvangen van grote hoeveelheden data op de langere afstanden minder efficiënt kan zijn. Daarnaast is er voor het gebruik van dit protocol een apparaat nodig dat het Zigbee signaal omzet in het wifi signaal, de gateway of bridge, zodat ook uw router en uw smartphone of tablet het protocol (of de taal) begrijpen.
Zigbee 3.0 is een nieuwere versie van het Zigbee protocol en is een upgrade wat betreft de energiezuinigheid en het bereik van het protocol. Deze versie wordt dan ook door steeds meer Zigbee apparaten gebruikt, en vervangt in grote mate het reguliere Zigbee protocol.
Het Z-Wave protocol is net als het Zigbee protocol speciaal ontworpen voor gebruik in smart home netwerken. Het is echter net wat minder populair, maar het heeft wel zijn voordelen.
Dit protocol onderscheidt zich vooral door de lagere frequentie van 908,24 MHz. Dit zorgt er niet alleen voor dat het signaal heel ver draagt, maar ook dat het zeer goed door blokkades zoals muren en andere objecten heen kan. Daarnaast is het door de unieke frequentie resistent tegen ruis van andere protocollen; deze maken geen gebruik van de 908,24 MHz frequentie. Ook verbruikt het protocol weinig energie, wat zorgt voor een lange levensduur van apparaten die op batterij werken.
Nadeel is dan wel dat door de lagere frequentie ook de datasnelheid relatief laag is. Het is dan ook geen geschikt protocol voor het versturen van video of afbeeldingen, maar is wel prima in staat om opdrachten te sturen en te ontvangen, bijvoorbeeld voor het in- of uitschakelen van een apparaat. Net als Zigbee heeft het Z-Wave protocol een kastje nodig (de bridge) dat de vertaalslag maakt naar wifi zodat het via een app op uw smartphone of tablet bediend kan worden. Z-Wave Plus is net als Zigbee 3.0 een nieuwere versie met efficiënter energiegebruik en een betere verbinding.
We hebben eerder kort vermeld dat er een nieuwe standaard voor smart home protocollen in aantocht is. Dit heet Matter. Er is op dit moment nog veel onduidelijk over dit protocol, maar de verwachting is dat het in het laatste kwartaal van 2021 zijn intrede zal doen.
Over de huidige ontwikkelingen omtrent deze nieuwe standaard hebben wij een nieuwe blog over Matter geschreven, mocht u nieuwsgierig zijn naar meer informatie.
De geschiktheid van een protocol is volledig afhankelijk van uw wensen en van het product. In bepaalde mate wordt er bij een product altijd gekeken naar wat het meest geschikte protocol is; een slimme beveiligingscamera zal bijvoorbeeld niet snel gebruikmaken van Z-Wave, maar eerder van wifi.
Toch is het wel belangrijk om te kijken naar wat u wilt. Wilt u een groot netwerk van slimme apparaten opzetten die allemaal met elkaar samenwerken, waaronder verschillende lichtbronnen? Dan kan het slim zijn om producten aan te schaffen die gebruikmaken van het Zigbee protocol. Wilt u maar één of enkele apparaten aanschaffen? Dan kan bluetooth of wifi juist interessant zijn.
Om u te helpen bij uw keuze kunt u gebruikmaken van de onderstaande tabel:
Heeft u nog vragen over smart home protocollen, of komt u er niet helemaal uit? Neem dan contact met ons op. Wij helpen u graag.
Terug naar blog
