Умный дом. Глава 1: выбираем протокол связи

В моем представлении умный дом, это не только бытовые приборы, но и продуманное пространство, где каждый элемент удобен в использовании, а все процессы протекают быстро и без лишних действий. В этом цикле статей я, в первую очередь, рассмотрю основы создания умного электронного дома, который будет слушаться хозяина.

Принципы

Принципы удобного умного дома:

1. Беспроводные решения. Никакого штрабления стен, только современные протоколы связи «по воздуху». Это позволит менять конфигурацию системы хоть каждый день и без труда добавлять новые устройства, а также апгрейдить модули на более современные.
2. Голосовое управление. Даже если вам кажется, что в этом нет необходимости, поверьте, это действительно удобно. Чем вспоминать в какое приложение надо зайти и какую кнопку нажать, чтобы поменять температуру теплого пола на 1 градус, можно просто сказать: «Алиса, сделай пол попрохладнее». Да и домочадцам не надо открывать доступы и объяснять как и чем пользоваться, просто научите их подавать нужные голосовые команды.
3. Сценарии. Тоже очень важный принцип — создание сценариев. Да, один раз придется заморочиться и все продумать, зато потом можно прийти домой после работы, сказать умному дому включить сценарий «Вечер», и наслаждаться тем, как дом сам приглушит свет, вскипятит чайник и включит любимый сериал.

Базовые протоколы

Протокол — это набор принципов, позволяющих различным модулям умного дома устанавливать связь друг с другом. Чтобы чайник отозвался на голосовую команду колонке и вскипятил воду надо, чтобы колонка и чайник друг друга понимали и работали на одном протоколе. В умном доме все устройства говорят на одном языке.

Из всех созданных вариантов на сегодняшний день самыми популярными и развивающимися беспроводными протоколами можно назвать:

1. Wi-fi. Есть у всех в телефонах и все знают как им пользоваться.
2. Z-Wave. Популярен в штатах.
3. ZigBee. Этот протокол популярен у европейских и Китайских производителей. IKEA, Bosch, Simens, Philips выпускают много устройств на ZigBee. Стоит иметь в виду, что большинство этих производителей ушло с российского рынка и отказалось поддерживать систему на русском языке. Однако с недавнего времени Яндекс стал выпускать Умные колонки с Алисой, оснащенные поддержкой этого протокола, что дало новую жизнь устройствам на ZigBee в России.
4. Bluetooth. Не самый удобный протокол для создания умного дома. Несмотря на это используется во многих устройствах.

Рассмотрим каждый протокол отдельно.

Wi-fi

Самый популярный протокол, который есть в каждом смартфоне. Пользователи настолько привыкли к нему, что готовы купить лампочку с wi-fi в 10 раз дороже аналогичной с поддержкой другой системы. Им просто не хочется разбираться в том, что такое хаб и они берут то, что работает «из коробки».

Именно благодаря этому wi-fi получил такое широкое распространение в системе умного дома. К тому же он позволяет не только выстраивать сложную систему, но и просто приобрести при необходимости одну розетку с возможностью включения и выключения по таймеру и со смартфона, и использовать только ее.

Плюсы:

• есть в каждом смартфоне;
• много поддерживающих устройств;
• активно развивается;
• прост в подключении.

Минусы:

• устройства стоят в 5—10 раз дороже;
• роутер может не справиться с большим количеством устройств;
• возможны помехи и лаги;
• небольшая зона покрытия.

Z-Wave

Z-Wave — запатентованный беспроводной протокол связи для домашней автоматизации. Работает на низкочастотных радиочастотных модулях, встроенных в бытовую технику, в диапазоне частот до 1 ГГц. Передает простые задачи вроде «включить/выключить». В отличие от wi-fi может передавать очень большое количество информации.

Несомненным плюсом для многоквартирных домов будет малое количество помех на низких частотах, так как большинство устройств работает на 2,4 ГГц и загружает этот диапазон.

Изначально Z-Wave и создавался для встраивания в недорогую, но эффективную бытовую технику вроде лампочек, розеток, пультов дистанционного управления и различных датчиков. По всему миру более 700 производителей поддерживают этот протокол. И пускай в России он не очень распространен, но собрать умный дом на нем возможно.

Плюсы:

• низкое энергопотребление;
• недорогие устройства;
• работает без помех.

Минусы:

• не распространен в России;
• тяжело найти всю необходимую технику, работающую на этом протоколе.

ZigBee

ZigBee — альтернативный двум предыдущим беспроводной протокол для объединения умных устройств в единую сеть, позволяющий управлять ими со смартфона или с помощью голосового помощника.

В отличие от wi-fi ZigBee более подходящая технология для умного дома и внедрения в устройства, которыми планируют управлять удаленно. Например, бытовая техника на это протоколе потребляем меньше электроэнергии, а значит все устройства на аккумуляторах и батарейках будут дольше работать без подзарядки. К тому же модуль удаленного управления занимает меньше места, поэтому сам бытовой прибор тоже будет компактным.

Компактность, низкая цена устройств и небольшое энергопотребление приводит к низкой скорости передачи данных, однако, для элементарного управления чайником или лампочкой это не проблема.

Ознакомьтесь с характеристиками новой Яндекс Станции c ZigBee и ценами на Маркете:

Плюсы:

• хорошая защита данных от взлома;
• низкое энергопотребление;
• устройства дешевле, чем на wi-fi.

Минусы:

• низкая скорость передачи данных.

Bluetooth

Bluetooth — знакомый всем протокол, с помощью которого связывается смартфон и беспроводная гарнитура. Для передачи данных используется радиочастота. Технология не стоит на месте и постоянно развивается, делая устройства более удобными в использовании.

Для меня это спорная технология для создания умного дома, хоть по надежности она ничем не уступает ZigBee или Z-Wave. Он популярен везде, но на деле интегрировать чайник в систему по bluetooth может оказаться проблемой. Наверняка понадобятся дополнительные устройства, управление этим чайником будет ограничено, а сама связь будет периодически отваливаться и доставлять неудобства.

Главный минус для меня это то, что технология несамостоятельная. Допустим, по bluetooth был подключен датчик дыма. Если вы находитесь не дома, то в случае пожара он сначала передает информацию на другое устройство в радиусе своего действия, где есть не только тот же самый протокол bluetooth, но и, например, wi-fi. А уже это устройство отправляет данные к вам на смартфон.

Также, если вы захотите изменить температуру кондиционера, но сигнал не будет дотягиваться до телефона, то передача данных пойдет через другие устройства по цепочке, пока не дойдет до смартфона. С одной стороны это ускоряет передачу, но с другой усложняет ее.

Плюсы:

• низкое энергопотребление;
• быстрая скорость передачи данных;
• большой выбор устройств.

Минусы:

• небольшой радиус связи, мешают препятствия.

Кстати, сделать «неумное» устройство «умным» проще и дешевле именно с помощью протокола bluetooth. Для этого понадобиться специальный адаптер. Правда у устройства должен быть usb-разъем, так что метод подойдет в первую очередь для телевизоров, аудиотехники или ноутбука.

Итоги

Из перечисленных протоколов связи у каждого есть свои плюсы и минусы. Если нет желания заморачиваться с созданием в квартире хабов и ретрансляторов, а хочется просто взять несколько устройств, чтобы сделать жизнь удобнее, то стоит выбирать wi-fi. Но для искушенных пользователей нет простого решения. Если вы собираете свой умный дом самостоятельно — придется серьезно заморочиться на начальном этапе.