Протоколы умного дома

Знакомство

Протоколы умного дома являются основой взаимосвязанных устройств и систем, составляющих умный дом. Эти протоколы позволяют различным устройствам и системам взаимодействовать друг с другом и беспрепятственно работать вместе, чтобы сделать наши дома более эффективными, удобными и безопасными. От Wi-Fi и Bluetooth до Zigbee и Z-Wave — сегодня доступно множество протоколов умного дома, каждый из которых имеет свои уникальные функции и преимущества.

Затем давайте кратко рассмотрим основные протоколы умного дома, доступные сегодня, включая Bluetooth, WiFi, Z-Wave, Zigbee и Thread.

Bluetooth

Подключайте интеллектуальные устройства через Bluetooth для осуществления управления и передачи данных в локальной сети. Это протокол, с которым вы, вероятно, уже знакомы, и вы, вероятно, используете его для подключения наушников к телефону или мыши и клавиатуры к ноутбуку.

Есть некоторые устройства домашней автоматизации, которыми можно управлять через Bluetooth, например, некоторые осветительные приборы Philips Hue. Это отличное место для людей, чтобы начать работу с домашней автоматизацией, потому что почти каждый мобильный телефон в наши дни имеет встроенный Bluetooth, и вы можете просто купить умную лампочку Bluetooth, подключить ее к телефону, а затем изменить цвета или яркость прямо из приложения Philips Hue, не покупая ничего другого. Если вы хотите немного расширить свой умный дом, вы можете подключить эти огни Hue Lights напрямую к совместимому устройству Amazon Echo и включать и выключать их или регулировать яркость с помощью голоса.

Bluetooth работает полностью локально в вашем доме, что означает, что вы по-прежнему можете включать и выключать свет, когда у вас нет подключения к Интернету. В некоторых случаях компании не будут заставлять вас подписываться на одну из их облачных учетных записей только для того, чтобы использовать их продукты, а это то, что мы в конечном итоге ищем, когда выбираем устройства для умного дома.

Интеллектуальные устройства Bluetooth обычно используют так называемый Bluetooth с низким энергопотреблением, который, как следует из названия, потребляет очень мало заряда батареи. К сожалению, вы больше ничего не можете сделать с этим старым умным фонарем с поддержкой Alexa, и он действительно работает только в той же комнате, что и вы, потому что Bluetooth не имеет большого радиуса действия.

Wi-Fi

Протокол Wi-Fi может подключаться к Интернету через маршрутизатор, который может осуществлять дистанционное управление и мониторинг. Его основными особенностями являются высокая пропускная способность, высокая скорость передачи и широкий диапазон соединения. Это довольно хороший протокол домашней автоматизации, потому что у большинства людей в наши дни уже есть Wi-Fi, поэтому вам не нужно получать дополнительную инфраструктуру.

Wi-Fi также является лучшим протоколом для интеллектуальных устройств, которым требуется большая пропускная способность, таких как камеры видеонаблюдения и все остальное, что связано с видео, но, к сожалению, многие интернет-провайдеры предоставляют своим клиентам довольно дешевые и маломощные маршрутизаторы Wi-Fi вместе с их интернет-соединением. Некоторые из этих маршрутизаторов поддерживают только дюжину или около того беспроводных устройств, подключенных в любое время, поэтому они могут быстро перегрузиться, как только вы начнете добавлять кучу умных фонарей, лампочек, переключателей и датчиков вместе с телевизорами, мобильными телефонами и ноутбуками.

Многие компании, которые производят устройства для умного дома на основе Wi-Fi, также делают это, поэтому они могут заставить вас зарегистрироваться в одном из их облачных сервисов еще до того, как устройство будет работать. Отличным примером является tp-link, который раньше делал отличные умные розетки Wi-Fi с локальным управлением, затем они прекратили их выпуск и заменили их новой версией, которая будет работать только в том случае, если вилка может разговаривать с Интернетом.

Поэтому, когда вы используете свой телефон для включения этого беспроводного интеллектуального коммутатора, он отправляет сигнал с вашего телефона внутри вашего дома на какой-то сервер в неизвестно какой стране, который затем отправляет сигнал обратно в ваш собственный дом, чтобы включить переключатель. Почему это не только вторгается в вашу частную жизнь, потому что у какой-то случайной компании теперь есть журнал каждого раза, когда вы включаете и выключаете переключатель, но это также делает его заметно медленным реагированием.

Wi-Fi также является очень загруженным и шумным протоколом в некоторых домах, если вы используете всю пропускную способность Wi-Fi при просмотре 4K Netflix, сигнал на включение и выключение света может застрять в очереди, замедляя весь процесс и даже больше. Потому что ваши устройства подключены к вашей сети Wi-Fi, которая подключена к Интернету. Это также делает их более восприимчивыми к взлому или захвату.

Z- Wave

Это протокол беспроводной связи, специально разработанный для устройств умного дома. Его основными особенностями являются низкое энергопотребление, высокая пропускная способность, высокая надежность и высокая функциональная совместимость. Протокол Z-Wave может поддерживать до 232 устройств.

Z-Wave — это протокол, который был разработан специально для среды умного дома, в отличие от Bluetooth и Wi-Fi, которые изначально были созданы по разным причинам и были приняты индустрией умного дома. Z-Wave — отличный протокол для умного дома.

Одна из лучших особенностей Z-Wave заключается в том, что он создает нечто, называемое ячеистой сетью. Ячеистая сеть — это компьютерная сеть, которая становится сильнее и надежнее по мере добавления в нее большего количества устройств. Это связано с тем, что устройства Z-Wave, подключенные к электричеству, могут выступать в качестве маршрутизатора, к которому могут подключаться другие устройства Z-Wave, позволяя сообщениям Z-Wave отражаться от устройства к устройству, пока они в конечном итоге не попадут на концентратор или контроллер. Каждый маршрутизатор, который вы добавляете, расширяет диапазон и надежность всей сети Z-Wave

Если вы находитесь в ситуации, когда у вас есть оборудование для домашней автоматизации в подвале, вы можете добавить устройства Z-Wave, такие как выключатели света, в другие комнаты вашего дома, и они усилят сеть в самых дальних углах этих комнат.Z-Wave также является маломощной сетью, поэтому любые датчики и устройства с батарейным питанием, которые у вас есть, будут потреблять очень мало энергии. Нередко ваши датчики батареи работают более года или около того от одной батареи, а также являются маломощной сетью.

Z-Wave также является низкочастотной сетью, работающей на частоте около 900 МГц радиочастотного спектра, который больше не используют многие другие радиоустройства. Это делает сеть Z-Wave менее восприимчивой к радиопомехам, а меньшая длина волны делает сигнал отличным при прохождении через стены и полы.

Z-Wave является полностью локальной сетью, поэтому устройства недоступны из Интернета или вашего Wi-Fi, а сообщения, передаваемые между устройствами, шифруются. Эти вещи делают их более безопасными, чем другие сети, и гарантируют, что они продолжат работать, даже если ваше интернет-соединение прервется. Сеть Z-Wave с меньшим энергопотреблением также имеет очень ограниченную пропускную способность, доступную около 100 кбит/с, что значительно медленнее, чем Wi-Fi, и даже медленнее, чем Bluetooth, что делает Z-Wave ужасным выбором для целей с интенсивной пропускной способностью, таких как потоковое видео, камеры видеонаблюдения или потоковое аудио, но на самом деле это не проблема для датчиков, таких как датчики движения, выключатели света или датчики температуры. Потому что они отправляют очень мало данных.

К сожалению, одна из самых сильных сторон Z-Wave также является одной из его самых больших слабостей, и это тот факт, что Z-Wave Alliance позволяет продуктам иметь логотип Z-Wave, который требует сертификации от Z-Wave, и вы можете запросить сертификацию продукта Z-Wave только в том случае, если вы сами являетесь членом Z-Wave Alliance. Преимущество этого заключается в том, что вы можете гарантировать, что сертифицированный продукт Z-Wave будет работать со всеми другими сертифицированными продуктами Z-Wave, для чего и предназначена эта сертификация.

К сожалению, хотя стоимость сертификации продукта довольно высока, что может быть непомерно высоким для некоторых небольших компаний, и компании, которые могут позволить себе плату за сертификацию, несомненно, переложат эту стоимость на потребителей, поэтому мы обычно видим, что устройства Z-Wave стоят немного дороже, чем их эквиваленты Bluetooth, Wi-Fi или Zigbee, Кроме того, в отличие от Bluetooth и Wi-Fi, вы не найдете Z-Wave, встроенный в ваш смартфон или ноутбук, и вам нужно будет купить отдельный концентратор или контроллер Z-Wave для подключения этих устройств.

Но в целом это удивительный протокол умного дома, и его положительные стороны намного перевешивают любые минусы, если у вас уже есть куча устройств Z-Wave в вашей сети, и вы ими довольны, то нет причин отказываться от него, продолжайте использовать Z-Wave.
 

Zigbee
Это маломощный протокол беспроводной связи малого радиуса действия, который в основном используется для связи между устройствами умного дома. Протокол Zigbee может поддерживать до 65 000 устройств и может быть объединен в сеть через топологию сети.

Во-первых, он также создает ячеистую сеть, поэтому почти каждое проводное устройство, которое добавляется в мою сеть Zigbee, делает систему в целом более сильной и устойчивой. Как и Z-Wave, Zigbee создает локальную сеть, независимую от вашего интернет - соединения и сети Wi-Fi, при этом данные, передаваемые между устройствами, зашифрованы и потребляют очень мало энергии.

Это по-прежнему протокол с низкой пропускной способностью и максимальной пропускной способностью около 250 кбит/с. Это в два с половиной раза быстрее, чем Z-Wave, но все же слишком медленно для видео-аудио или чего-то в этом роде, и, как и Z-Wave, у Zigbee также есть альянс и программа сертификации, где система сертификации Zigbee, кажется, немного более недостаточна, чем Z-Wave.

Zigbee существует с 90-х годов, поэтому он имеет долгую историю надежного протокола домашней автоматизации, и для него доступно так много устройств. Количество товаров Zigbee, которые вы можете найти на Amazon или AliExpress, поражает.

Одним словом, это маломощный локальный и зашифрованный ячеистый протокол умного дома, который поддерживает огромное количество устройств.

Thread

Это протокол беспроводной связи с низким энергопотреблением, основанный на IPv6. Его основными особенностями являются поддержка соединения нескольких устройств, безопасность, стабильность и низкое энергопотребление.

Thread — это новый протокол умного дома, который для меня очень похож на новое и улучшенное обновление Zigbee. Фактически, он основан на том же радиооборудовании, что и Zigbee, поэтому он также использует радиочастотный спектр 2,4 ГГц и имеет ту же пропускную способность 250 кбит/с, и, как и Zigbee, поток создает маломощную зашифрованную ячеистую сеть, предназначенную для умного дома. У него даже есть программа сертификации, аналогичная Z-Wave и Zigbee, поэтому вы сможете уверенно приобретать устройства, сертифицированные по потокам, которые работают вместе.

Итак, что делает его новым и улучшенным, во-первых, одним из недостатков как Z-Wave, так и Zigbee является то, что у вас может быть только один координатор контроллера концентратора, как бы вы его ни называли, активным в каждой сети одновременно, если ваш концентратор сломается, выключится или иным образом недоступен, тогда вся сеть выйдет из строя, если этот концентратор действительно сломан, и вам нужно заменить его новым, Затем вам нужно обойти и снова подключить все свои устройства.

Одним из основных преимуществ Thread является то, что в вашей сети может быть более одного концентратора, известного как маршрутизаторы. Один из этих маршрутизаторов избирается лидером, и он становится боссом сети, если этот ведущий концентратор отключается или ломается, тогда другой маршрутизатор в вашей сети может взять на себя управление, что делает всю сеть более устойчивой и снижает вероятность сбоя, еще одним преимуществом является то, что потоковые устройства имеют возможность отключать свои радиостанции, когда они не нужны, что делает их более энергоэффективными, чем устройства Zigbee и Z-Wave. Устройство Zigbee может работать от батареи в течение года, в то время как эквивалентное устройство Thread может работать два или три года, и, наконец, Thread использует адресацию IPv6, поэтому оно должно иметь возможность общаться с интеллектуальными устройствами Wi-Fi и другими службами в вашей домашней сети или даже в Интернете.

Нить относительно новая, поэтому, хотя мы видим, что все больше и больше производителей умного дома используют нить, у нее все еще есть проблемы с прорезыванием зубов на некоторыхформах. Кроме того, на данный момент на рынке доступно гораздо меньше устройств.


Заключение

В заключение, протоколы умного дома являются основой современных умных домов, обеспечивая бесперебойную связь и взаимодействие между устройствами и системами. Поскольку спрос на технологии умного дома продолжает расти, производителям и разработчикам важно внедрять и интегрировать новейшие протоколы умного дома для обеспечения совместимости и надежности. При наличии правильных протоколов умные дома могут стать по-настоящему интеллектуальными и адаптивными, отвечая потребностям и предпочтениям своих жильцов, одновременно улучшая общий жизненный опыт.