Введення

Протоколи розумного будинку є основою взаємопов'язаних пристроїв і систем, з яких складається розумний будинок. Ці протоколи дозволяють різним пристроям і системам спілкуватися один з одним і безперебійно працювати разом, щоб зробити наші будинки більш ефективними, зручними і безпечними. Від Wi-Fi і Bluetooth до Zigbee і Z-Wave, сьогодні доступні різноманітні протоколи розумного будинку, кожен зі своїми унікальними функціями та перевагами.

Тоді давайте коротко розглянемо основні протоколи розумного будинку, доступні сьогодні, включаючи Bluetooth, WiFi, Z-Wave, Zigbee та Thread.

Bluetooth

Підключайте розумні пристрої через Bluetooth для реалізації управління і передачі даних в локальній мережі. Це протокол, з яким ви, напевно, вже знайомі, і, ймовірно, використовуєте його для підключення навушників до телефону або миші та клавіатури до ноутбука.

Є деякі пристрої домашньої автоматизації, якими можна керувати через Bluetooth, як-от деякі освітлювальні прилади Philips Hue. Це чудове місце для людей, щоб розпочати роботу з домашньою автоматизацією, оскільки майже кожен мобільний телефон сьогодні має вбудований Bluetooth, і ви можете просто купити розумну лампочку Bluetooth, підключити її до телефону, а потім змінити кольори або яскравість безпосередньо з програми Philips Hue, не купуючи нічого іншого. Якщо ви хочете трохи розвинути свій розумний будинок, ви можете з'єднати ці відтінкові вогні безпосередньо з сумісним пристроєм Amazon Echo і вмикати та вимикати їх або регулювати яскравість за допомогою голосу.

Bluetooth повністю працює локально у вашому домі, а це означає, що ви все ще можете вмикати та вимикати світло, коли у вас немає підключення до Інтернету. У деяких випадках компанії не змусять вас зареєструватися в одному зі своїх хмарних облікових записів лише для того, щоб використовувати їхні продукти, що ми в кінцевому підсумку шукаємо, коли вибираємо розумні домашні пристрої.

Розумні пристрої Bluetooth зазвичай використовують те, що називається Bluetooth з низьким енергоспоживанням, яке, як випливає з назви, використовує дуже мало заряду акумулятора. На жаль, ви не можете зробити багато іншого з цим старим розумним світлом з підтримкою Alexa, і він дійсно працює тільки в тій же кімнаті, що і ви, тому що Bluetooth не має величезної кількості діапазону.

WiFi

Протокол Wi-Fi може підключатися до інтернету через маршрутизатор, в якому може реалізовуватися віддалене управління і моніторинг. Його основними особливостями є висока пропускна здатність, висока швидкість передачі та широкий діапазон з'єднання. Це досить хороший протокол домашньої автоматизації, тому що більшість людей в наші дні вже мають Wi-Fi, тому вам не потрібно отримувати додаткову інфраструктуру.

Wi-Fi також є найкращим протоколом для розумних пристроїв, яким потрібна велика пропускна здатність, як-от камери безпеки та все, що включає відео, але, на жаль, багато постачальників послуг Інтернету надають своїм клієнтам досить дешеві та недостатньо потужні маршрутизатори Wi-Fi, які працюють разом із підключенням до Інтернету. Деякі з цих маршрутизаторів підтримують лише близько десятка бездротових пристроїв, підключених у будь-який час, тому вони можуть швидко перевантажитися, як тільки ви почнете додавати купу розумних ліхтарів, лампочок, перемикачів та датчиків поряд із телевізорами, мобільними телефонами та ноутбуками.

Багато компаній, які виробляють розумні домашні пристрої на основі Wi-Fi, також роблять це, тому вони можуть змусити вас зареєструватися в одному зі своїх хмарних сервісів ще до того, як пристрій запрацює. Чудовим прикладом є tp-link, який раніше виготовляв чудові розумні розетки Wi-Fi з локальним управлінням, потім вони припинили їх виробництво та замінили їх новою версією, яка працюватиме лише в тому випадку, якщо штекер зможе розмовляти з Інтернетом.

Тому, коли ви використовуєте свій телефон, щоб увімкнути цей бездротовий смарт-комутатор, він надсилає сигнал від вашого телефону всередині вашого будинку до якогось сервера в хтозна, в якій країні, який потім надсилає сигнал назад у ваш власний будинок, щоб увімкнути перемикач.

Чому це не тільки порушує вашу конфіденційність, тому що якась випадкова компанія тепер має журнал кожного разу, коли ви вмикаєте та вимикаєте перемикач, але й помітно повільно реагує.

Wi-Fi також є дуже зайнятим і галасливим протоколом у деяких будинках, якщо ви перевантажуєте всю пропускну здатність Wi-Fi, переглядаючи 4K Netflix, сигнал про ввімкнення та вимкнення світла може застрягти в черзі, сповільнюючи весь процес і навіть більше. Оскільки ваші пристрої підключені до мережі Wi-Fi, яка підключена до Інтернету. Це також робить їх більш сприйнятливими до злому або захоплення.


Z-Wave

Це протокол бездротового зв'язку, спеціально розроблений для пристроїв розумного будинку. Його основними особливостями є низьке енергоспоживання, висока пропускна здатність, висока надійність і сильна сумісність. Протокол Z-Wave може підтримувати до 232 пристроїв.

Z-Wave - це протокол, який був розроблений спеціально для розумних домашніх середовищ, на відміну від Bluetooth і Wi-Fi, які спочатку були створені з різних причин і були прийняті індустрією розумного будинку. Z-Wave - це приголомшливий протокол розумного будинку.

Однією з найкращих речей Z-Wave є те, що він створює щось, що називається комірчастою мережею. Чарункова мережа - це комп'ютерна мережа, яка стає міцнішою та надійнішою, коли до неї додається більше пристроїв. Це тому, що пристрої Z-Wave, які підключені до електричної енергії, можуть діяти як маршрутизатор, до якого можуть підключатися інші пристрої Z-Wave, дозволяючи повідомленням Z-Wave відскакувати від пристрою до пристрою, поки вони в кінцевому підсумку не потраплять на концентратор або контролер. Кожен доданий маршрутизатор розширює діапазон і надійність всієї мережі Z-Wave.

Якщо ви потрапили в ситуацію, коли у вас є обладнання для домашньої автоматизації в підвалі, ви можете додати пристрої Z-Wave, такі як вимикачі світла, в інші кімнати вашого будинку, і вони посилять мережу в найвіддаленіших куточках цих кімнат.

Z-Wave також є малопотужною мережею, тому будь-які датчики та пристрої на батарейках, які у вас є, будуть споживати дуже мало енергії. Це не рідкість, коли датчики акумулятора працюють більше року або близько того від одного акумулятора, а також є мережею з низьким енергоспоживанням.

Z-Wave також є низькочастотною мережею, що працює на частоті близько 900 МГц радіочастотного спектру, який більше не використовують багато інших радіопристроїв. Це робить мережу Z-хвиль менш сприйнятливою до радіоперешкод, а менша довжина хвилі робить сигнал чудовим при проходженні через стіни та підлогу.

Z-Wave є повністю локальною мережею, тому пристрої недоступні з Інтернету або вашого Wi-Fi, а повідомлення, що надсилаються між пристроями, зашифровані. Ці речі роблять їх більш безпечними, ніж інші мережі, і гарантують, що вони продовжують працювати, навіть якщо ваше інтернет-з'єднання зникне. Мережа Z-Wave меншої потужності також має дуже обмежену пропускну здатність, доступну близько 100 кбіт / с, що значно повільніше, ніж Wi-Fi, і навіть повільніше, ніж Bluetooth, що робить Z-Wave жахливим вибором для інтенсивних цілей пропускної здатності, таких як потокове відео камери безпеки або потокове аудіо, але це насправді не проблема для таких датчиків, як датчики руху, вимикачі світла або датчики температури, тому що вони надсилають дуже мало даних.

На жаль, одна з найбільших сильних сторін Z-Wave також є однією з її найбільших слабких сторін, і це той факт, що Z-Wave Alliance дозволяє продуктам носити логотип Z-Wave, який вимагає сертифікації від Z-Wave, і ви можете попросити сертифікацію продукту Z-Wave лише в тому випадку, якщо ви самі є членом Z-Wave Alliance. Перевага цього полягає в тому, що ви можете гарантувати, що сертифікований продукт Z-Wave буде працювати з усіма іншими сертифікованими продуктами Z-Wave, для чого призначена ця сертифікація.

На жаль, хоча вартість сертифікації продукту досить висока, що може бути непомірно важливим для деяких невеликих компаній, і компанії, які можуть дозволити собі плату за сертифікацію, безсумнівно, перекладуть цю вартість на споживачів, тому ми зазвичай бачимо, що пристрої Z-Wave коштують трохи дорожче, ніж їх еквіваленти Bluetooth, Wi-Fi або Zigbee, також, на відміну від Bluetooth і Wi-Fi, ви не знайдете Z-Wave, вбудованого в ваш смартфон або ноутбук, і вам потрібно буде купити окремий Z-Wave Hub або контролер для підключення цих пристроїв.

Але в цілому це дивовижний протокол розумного будинку, і його позитивні сторони набагато переважують будь-які негативи, якщо у вашій мережі вже є купа пристроїв Z-Wave, і ви задоволені ними, то немає причин відходити від нього, продовжувати використовувати Z-Wave.



Zigbee

Це малопотужний бездротовий протокол зв'язку короткого радіусу дії, який в основному використовується для зв'язку між пристроями розумного будинку. Протокол Zigbee може підтримувати до 65 000 пристроїв і може бути об'єднаний в мережу через топологію мережі.

По-перше, він також створює комірчасту мережу, тому майже кожен жорсткий дротовий пристрій, який додає до моєї мережі Zigbee, робить загальну систему сильнішою та стійкішою. Так само, як і Z-Wave, Zigbee створює локальну мережу, незалежну від вашого інтернет-з'єднання та мережі Wi-Fi, при цьому дані, що передаються між пристроями, зашифровані та використовують дуже мало енергії.

Це все ще протокол низької пропускної здатності з максимальною пропускною здатністю близько 250 кбіт / с. Це в два з половиною рази швидше, ніж Z-Wave, але все ще занадто повільно для відеоаудіо або чогось подібного, і так само, як Z-Wave, Zigbee також має альянс і програму сертифікації, де системі сертифікації Zigbee, здається, трохи більше не вистачає, ніж Z-Wave.

Zigbee існує з 90-х років, тому він має довгу історію надійного протоколу домашньої автоматизації, і для нього доступно так багато пристроїв. Кількість продуктів Zigbee, які ви можете знайти на Amazon або AliExpress, вражає.

Одним словом, це малопотужний локальний і зашифрований протокол smart home mesh, який підтримує величезну кількість різноманітних пристроїв.

 

Thread

Це малопотужний протокол бездротового зв'язку, заснований на IPv6. Його основними особливостями є підтримка взаємозв'язку декількох пристроїв, безпека, стабільність і низьке енергоспоживання.

Thread - це новий протокол розумного будинку, який для мене дуже схожий на нове та покращене оновлення до Zigbee. Фактично, він заснований на тому ж радіообладнанні, яке використовує Zigbee, тому він також використовує радіочастотний спектр 2.4 ГГц і має ту ж пропускну здатність 250 кбіт / с, і так само, як Zigbee, потік створює малопотужну зашифровану сітчасту мережу, призначену для розумного будинку. Він навіть має подібну програму сертифікації до Z-Wave і Zigbee, тому ви повинні мати можливість впевнено купувати сертифіковані нитками пристрої, які працюють разом.

Отже, що робить його новим і покращеним, по-перше, одним з недоліків як Z-Wave, так і Zigbee є те, що у вас може бути тільки один координатор контролера хаба, як би ви не хотіли його називати, активним у кожній мережі одночасно, якщо ваш хаб зламається, вимкнеться або іншим чином стане недоступним, то вся мережа вийде з ладу, якщо цей хаб дійсно зламаний і вам потрібно замінити його на новий, Потім вам потрібно обійти і знову підключити всі свої пристрої.

Однією з основних переваг потоку є те, що у вашій мережі може бути більше одного концентратора, відомого як маршрутизатори. Один з цих маршрутизаторів обирається лідером, і він стає босом мережі, якщо цей лідерський концентратор вимикається або ламається, тоді інший маршрутизатор у вашій мережі може взяти на себе, роблячи всю мережу більш стійкою та менш імовірною для збою, ще однією перевагою є те, що потокові пристрої мають можливість вимикати свої радіоприймачі, коли вони не потрібні, що робить їх більш енергоефективними, ніж пристрої Zigbee та Z-Wave. Пристрій Zigbee може працювати рік від акумулятора, тоді як еквівалентний пристрій Thread може працювати два-три роки, і, нарешті, Thread використовує адресацію IPv6, тому він повинен мати можливість спілкуватися зі смарт-пристроями Wi-Fi та іншими службами у вашій домашній мережі або навіть в Інтернеті.

Thread є відносно новим, тому, хоча ми бачимо, що все більше і більше виробників розумних будинків впроваджують thread, він все ще має свої проблеми з прорізуванням зубів на деякихлатформах. На даний момент на ринку також доступно набагато менше пристроїв.

Висновок

На закінчення, протоколи розумного будинку є основою сучасних розумних будинків, забезпечуючи безперебійну комунікацію та взаємодію між пристроями та системами. Оскільки попит на технологію розумного будинку продовжує зростати, виробникам і розробникам важливо прийняти та інтегрувати новітні протоколи розумного дому для забезпечення сумісності та надійності. З правильними протоколами розумні будинки можуть стати по-справжньому розумними та адаптивними, задовольняючи потреби та переваги своїх мешканців, одночасно покращуючи загальний досвід життя.