Tuya smart life zigbee или wi fi
Обновлено: 04.07.2024
Zigbee — технология, которая основана на радио стандарте IEEE 802.15.4 и предназначена для стандартизации маломощных M2M устройств разных производителей. Из особенностей сети можно выделить высокую отказоустойчивость, длительный срок службы конечных устройств от одной батареи, поддержку большого количества подключений и совместную работу устройств разных производителей.
Из особенностей архитектуры сети: поддержка топологии mesh, обязательное наличие координатора и, необязательное, роутера. Больше об архитектуре сети здесь.
ZigBee предусматривает передачу информации в радиусе от 5 до 75 (на открытой местности до 200) метров с максимальной скоростью 250 кбит/с. Поддерживает работу в 27 каналах трех частотных диапазонов:
2,4 ГГц (16 каналов)
915 МГц (10 каналов)
868 МГц (1 канал)
Занимательный факт:
Согласно одной из версий, название ZigBee происходит от зигзагообразного танца пчел, которым они указывают своим соседям путь к следующему источнику пищи, аналогично, как и пакеты данных стандарта должны найти свой путь в mesh сети.
Что нового в Zigbee 3.0
Direct binding, или прямое соединение позволяет конечным устройствам разных производителей работать напрямую без участия координатора и роутера. Это позволяет гибко настраивать сценарии поведения устройств и увеличить скорость срабатывания.
Зачем это нужно?
Если кратко — для измерения показаний и автоматизации. Сфер применения этой автоматизации много. И хотя в последнее время прослеживается тенденция унификации, технология поддерживает различные профили, которые делятся по сфере применения. Вот некоторые из них.
Home Automation — управление домашними устройствами и создание сценариев.
Remote Control — управление устройствами дистанционного управления.
Smart Energy — контроль и автоматизация доставки и использования энергии.
Green Power — поддержка устройств генерации электроэнергии.
Light Link — управление освещением.
Health Care — управление устройств медицинского и около медицинского (браслеты измерения показаний, кнопки “sos”) назначения.
Много ли устройств Zigbee?
Приблизительно 2600 устройств (список сертифицированных устройств). Стоит уточнить, что в большинстве случаев каждый производитель имеет свое приложения для подключения только своих устройств, но, используя стороннее программное обеспечение, их можно подружить. Об этом ниже.
Средняя цена одного конечного устройства варьируется в районе 10$.
Вот пример конечных устройств нескольких популярных производителей:
Xiaomi Aqara — около 50 устройств разного назначения.
Philips Hue — около 100 устройств, (большинство светильники),
Ikea trådfri — около 40 устройств (большинство светильники),
Tuya — около 30 устройств,
SONOFF — около 10 недорогих реле.
Zigbee USB устройства (стики)
Для чего нужны Zigbee стики?
Если вы используете стороннее решение, стик удобно использовать как координатор сети, подключив к компьютеру как роутер, чтобы достичь отдаленных от координатора мест.
Вот пример нескольких популярных устройств:
cc2530/2531 — дешевый и популярный стик. Неплохой выбор для начинающих. Из минусов: небольшой радиус покрытия (10-15 м без антенны) и ограничения по количеству подключаемых устройств.
deCONZ Conbee стик также поддерживает большое количество систем умного дома. Из минусов родной прошивки — иногда отваливаются конечные устройства.
Sprut.stick (в бета тестировании) координатор от проекта Sprut.AI на основе модулей EFR32MG12 или MGM12P32F1024. Обладает отличными характеристиками мощности, поддерживает большое количество устройств, также постепенно добавляются новые. Детальнее 1 2 3
Также примеры менее популярных:
nRF52840 Dongle — универсальный стик с поддержкой Bluetooth 5, Bluetooth mesh, Thread, ZigBee, 802.15.4 и ANT и удобной средой разработки.
Zigbee шлюзы
Готовые решения
Xiaomi/Aquara три самых популярных устройства — Xiaomi Gateway 2 и 3 версии и Aqara Hub. Gateway 2 не совместим с homekit и имеет 3 версию протокола Zigbee. Третья версия имеет на борту Zigbee 3.0 и Bluetooth Mesh 5.0. С дополнительными различиями поможет разобраться краткий ролик.
Менее популярные zigbee концентраторы просто перечислю
Orvibo
livolo
Wemo
Vera
Fibaro
Zigbee+ Zvawe
Athom Homey
Hubitat Elevation
Wink hub 2
SmartThings Hub
VeraPlus
DIY, или сделай сам
SLS шлюз — Устройство на основе СС2538+СС2592 и ESP32-Wrover-B, а также прошивка. Поддерживает Zigbee 3.0 и в отличие от Xiaomi он не ограничен одной экосистемой. А в отличие от стиков CC2531, CC2538 и Deconz — он является готовым устройством и может работать как самостоятельно, так и в системе домашней автоматизации Home Assistant. На данный момент поддерживается 113 устройств. Видео обзор
ZESP32 — это прошивка для шлюза Xiaomi Gateway. Точно так же как и SLS он рассчитан на подключение Zigbee устройств разных производителей. Основная концепция — упрощение добавления нового устройства в сеть при помощи изменяемых шаблонов.
cc25хх + компьютер удобный вариант если у вас уже имеется raspberry pi, или старенький пк, который будет выступать в роли сервера. В этом случае вы можете выбрать любую удобную систему домашней автоматизации, о которых ниже.
Что по экосистемам?
Apple home — программное решение от Apple. Количество поддерживаемых устройств невелико, но функционал можно расширить с помощью homebridge и aqara hub. Вы можете использовать Apple home в домашней сети используя только Iphone и хаб (Zigbee), но для удаленного управления нужен домашний центр в роли которого могут выступать iPad (iOS 10 или выше), HomePod, или Apple TV.
Google home — также не работает с Zigbee устройствами напрямую, но имеет совместимость с Alexa.
Amazon ассистенты Echo Show, Spot и Plus умеют работать напрямую поскольку имеют встроенный zigbee координатор. Тем не менее проблемой является ограниченное количество совместимых устройств и непопулярность решения в странах СНГ.
Xiaomi/Aqara — шлюзы компаний Xiaomi и Aqara поддерживают только свои zigbee устройства. В отличие от Xiaomi Gateway у Aqara Hub не предусмотрена возможность интеграции с альтернативными системами домашней автоматизации.
Samsung SmartThings позиционируется как универсальный хаб. Работает с большим количеством устройств Z-Wave и Zigbee. Пользователи часто жалуются на падение облака (отсутствие подключения к серверу) и отсутствие интереса в развитии проекта со стороны разработчиков.
Яндекс дом. Диалоги Яндекс Станции и для телефона это разные вещи. Для колонки диалогов меньше, они примитивные. Заявлена поддержка ZigBee и Bluetooth устройств, но не работает с ними напрямую. Многие сценарии зависят от наличия интернет соединения, но решением может быть подключение сторонних контроллеров умного дома, например с помощью yandex2mqtt.
Как там с программной поддержкой?
Для удобства разделю программные решения на категории.
Домашняя автоматизация
Homebridge сервер NodeJS, для интеграции устройств без поддержки HomeKit.
ioBroker открытая система автоматизации, разработанная на платформе NodeJS
HomeAssistant система с открытым кодом с акцентом на конфиденциальность.
OpenHAB opensource проект с акцентом на удобство настройки
MajorDoMo система интеграции с открытым кодом.
Dashboard
RoboDomo фреймворк, на MQTT с привлекательным графическим интерфейсом.
node-red-dashboard модуль node-red для создания панели управления, интегрируется в
Интеграция
Zigbee2mqtt это программа-мост, что позволяет использовать вместе устройства разных поставщиков, транслируя команды zigbee в mqtt.
MQTT Explorer удобный mqtt клиент
Разработка
IAR Embedded Workbench среда с дружественным интерфейсом и поддержкой большого количества микроконтроллеров
Simplicity Studio IDE и набор инструментов для разработки приложений на базе процессоров Silicon Labs
SimpleLink SDK среда разработки для чипов разработки Texas Instruments, включающий API, TI-RTOS и прочее.
Red-node блочный инструмент программирования для соединения аппаратных устройств, API и онлайн-сервисов.
Тестирование и аудит
KillerBee — инструмент для тестирования Zigbee сетей.
SecBee — тестирование реализаций ZigBee на проблемы безопасности.
Z3sec — основная цель фреймворка тестирование сертифицированных устройств, реализующие ZigBee Light Link (ZLL), или стандарт ZigBee 3.0.
pwnrf — инструмент для тестирования безопасности в сетях Wi-Fi, Bluetooth и Zigbee.
Что выбрать: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee или Z-Wave?
На рынке существуют десятки IOT технологий, но самыми популярными решениями являются Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee и Z-Wave.
WiFi очень популярная технология, она удобна и идеальна для голосовых помощников, систем видеонаблюдения, телевизоров, или в случае если у вас небольшое количество умных устройств. Но WiFi сильно энерго затратен и если умных устройств десятки, или сотни постоянно заряжать их проблематично. К тому же WiFi роутер не рассчитан на большое количество подключений. Конечно есть решения и на такой случай, но тогда цена развертывания сети вырастет в разы. WiFi имеет единую точку отказа — роутер.
Bluetooth LE (Low Energy) не менее популярная технология с низким энергопотреблением, что позволяет более года не менять батарейку и высокой скоростью передачи 1-2 Мбит. Имеет функцию маячка (настраиваемое поведение устройств при приближении) и работает с устройствами напрямую. Из минусов работа в диапазоне 2,4 ГГц, и небольшой радиус действия в помещении с другими устройствами. Также большинство BLE устройств работают по принципу «точка-точка», что плохо подходит для создания продвинутых сценариев автоматизации. Но решением данной проблемы можно считать спецификацию Bluetooth mesh.
ZigBee открытый стандарт с низким энергопотреблением конечных устройств (1-2 года), поддержкой ячеистой (mesh) топологии, высокой помехоустойчивостью, хорошей масштабируемостью (в теории до 65000 узлов) и большим проникновением на рынок. Из минусов: Zigbee работает в загружённом диапазоне 2,4 ГГц, что при сильных помехах может привести к снижению помехоустойчивости, и уменьшению радиуса действия. Каждый производитель создает отдельное приложение для поддержки только своих продуктов. Но как по мне самый большой минус это то, что устройства разных производителей не могут “общаться" между собой “из коробки”. Их можно объединить при использовании стороннего ПО, но отсутствие общих решений приводит к относительно высокому порогу вхождения. Альянс знает об этих проблемах и для устранения работает над DotDot и Connected Home over IP.
Z-Wave — зарекомендовавший себя закрытый стандарт. Обладает высоким уровнем совместимости устройств, низким энергопотреблением, поддержкой ячеистой топологии, имеет стабильный сигнал в диапазоне 800–900 МГц, что позволяет лучше огибать препятствия (чем больше длина волны (ниже частота), тем лучше она преодолевает препятствия). Поддерживает до 232 устройств в одной сети и скорость до 100 кбит/с. Из недостатков стоит указать, что в разных странах для устройств малого радиуса действия выделены разные частоты. И устройства созданные для одной страны могут быть несовместимы для другой. Также Z-Wave несколько дороже ZigBee устройств.
С чего начать, если вы новичок?
Вместо заключения
Тяжело сказать кто победит в войне протоколов умного дома. Zigbee не лишен недостатков, имеет сильных конкурентов, но вместе с тем его сильная сторона это большое заинтересованное сообщество (Zigbee Альянс, энтузиастов и гиков). Интерес к Zigbee проявляют как именитые бренды, так и молодые компании.
Стоит отметить, что не существует универсального решения на все случаи жизни. Выбирайте, то что подходит именно вам, именно в вашем случае. WiFi и Bluetooth хотя и громоздки, но есть случаи, когда их использование оправдано.
В этом обзоре мы поговорим о Zigbee шлюзе для экосистемы умного дома Tuya Smart, от MOES. Особенностями этой модели является наличие Ethernet интерфейса, что обеспечивает и лучшую, по сравнению с wi-fi стабильность работы. Кроме этого шлюз обладает повышенной емкостью для подключения — которая, по заверению производится может достигать 300 устройств. Кстати их подключение мы тоже рассмотрим, причем не только гаджетов относящихся к Tuya Smart.
Содержание
Где купить ?
Aliexpress — MOES Official Store — цена на дату публикации $ 21.06
Aliexpress — MoesHouse Direct Store — цена на дату публикации $ 21.66
Параметры
- Модель: Zigbee HUB 801
- Интерфейсы: Zigbee 3.0, Ethernet 100 Mbit
- Максимальное количество устройств: 300
- Питание: micro USB, 5V до 1 А
- Размер: 90х90х23 мм
Для разработчиков, документация на Zigbee Alliance — вместо малоинформативных фото разборки
Поставка
Поставляется устройство в простой белой картонной коробке. Из опознавательных знаков — только наклейки с логотипом и адресом сайта производителя и кодом модели.
В комплекте — сам шлюз, два кабеля — для подключения к сети и питания с разъемами USB и micro USB, а также инструкция.
Инструкция на английском, она описывает порядок подключения и содержит ссылку на приложение. Инструкция общая для проводной и беспроводной версии шлюза, так как включает в себя требование — перед подключением перевестись на 2.4. ГГц, что бессмысленно, так как шлюз подключен по Ethernet.
Внешний вид
Шлюз внешне представляет собой квадратную белую коробочку с стороной в 9 см и толщиной чуть больше двух. Только одна из сторон отличается от других — на ней расположены разъемы сетевого интерфейса и питания, а также кнопка сброса.
На нижней стороне находятся прорезиненные ножки, чтобы шлюз не скользил. В центре — наклейка перечисляющая основные параметры устройства.
Для работы шлюза нам понадобится свободный Ethernet порт на роутере или свиче, а также блок питания — либо отдельный, либо свободный порт зарядной станции или подходящего удлинителя.
При работе, сквозь корпус шлюза просвечивает пара зеленых светодиодов, довольно ярких.
Подключение
Для подключения нам понадобится оригинальное приложение Tuya Smart или его клон Smart Life.
Можно не искать шлюз в списке устройств, а сразу перейти во вкладку автоматическое обнаружение — шлюз уже будет там. По проводной сети он обнаруживается моментально. Далее идет процесс сопряжения и в конце — можно задать свое имя и локацию.
После добавления сразу прилетает последняя версия прошивки, шлюз обновляется после чего он готов к работе. Его предназначение — это управление zigbee устройствами. Других функций, вроде сигнализации, ночника и тому подобное — у него нет.
Устройства Tuya Smart
Тесты начнем с подключения родных устройств Tuya Smart — например популярной розетки переходника Blitzwolf SHP-13. Очень удачная модель с учетом невысокой цены, мощности в 3680 Ватт, энергомониторинга и европейского форм фактора.
В плагине шлюза нажимаем добавить новое устройство, на розетке зажимаем кнопку пока не начнет мерцать светодиод и ждем пока шлюз ее обнаружит и подключит.
Следующим будет четырехклавишный логический выключатель MOES, он тоже относящийся к этой экосистеме. Для сопряжения служит кнопка, которая находится справа внизу.
Подключение — аналогично. В плагине шлюза включаем режим добавления, зажимаем кнопку на выключателе и ждем завершения процесса.
Автоматизации
Добавленные устройства могут взаимодействовать друг с другом через автоматизации. Логический выключатель может выступать в качестве триггера и событием будет служить одна из его кнопок или состояние батарейки.
Выбираем однократное нажатие на первую клавишу и переходим в раздел действий. В нем выбираем запустить устройство и получаем список всего, что может являться действием нашего сценария, в том числе добавленная розетка.
Она предоставляет управление подключенной в нее нагрузкой — включить, выключить и переключить состояние на противоположное. В результате у нас получается вот такой простой сценарий, управляющий розеткой по нажатию на первую клавишу выключателя.
Скорость работы неплохая и в целом, по моим наблюдениям, Tuya работает заметно быстрее mihome — работу автоматизации вы можете увидеть в видеоверсии обзора (в конце текста).
Подключенные к шлюзу устройства взаимодействуют не только между собой, но и со всеми гаджетами входящими в этот аккаунт Tuya. В качестве примера — wi-fi проектор звездного неба. Ему шлюз не нужен, но работает с роутером напрямую.
Аналогично — делаем тестовый сценарий но уже на вторую клавишу, тоже однократный клик, на двукратный можно повесить скажем смену режима подсветки.
Скорость отработки сценария — тоже в пределах секунды, что я считаю неплохим показателем для стокового облачного приложения — работу автоматизации вы можете увидеть в видеоверсии обзора (в конце текста).
Устройства Xiaomi Aqara
Для эксперимента я попытался подключить некоторые из Zigbee устройств, относящиеся экосистеме mihome и aqara home. Квадратную кнопку Aqara
Круглую кнопку mijia
Беспроводный двухклавишный выключатель Aqara
Одноканальное реле с нулевой линией Aqara T1. Результат везде идентичен — шлюз Tuya не видит этих устройств.
Устройства Sonoff
Далее я попробовал устройства от Sonoff относящиеся к экосистеме Ewelink. Начал с беспроводного датчика открытия двери.
И датчик совершенно нормально и без проблем подключился к шлюзу. У него есть свой плагин — причем даже анимированный, показывающий как половинки датчика сходятся при закрытии и расходятся при открытии.
В плагине также есть журнал срабатываний датчика, переключатель отправки уведомлений через приложение при сработке. Даже есть меню обновления прошивки.
Датчик может работать как триггер в автоматизациях — причем не только по состоянию открыто и закрыто, но и по уровню заряда батарейки — например чтобы отправлять уведомление когда он снизится ниже установленного.
Что касается состояния — то тут есть не только его изменение, но и временной интервал в течении которого это состояние продолжается. Сценариев тут можно создавать много — начиная с самых простых, скажем включения освещения.
Окрыленный успехом, я решил попробовать еще одно устройство — компактное реле Sonoff ZB mini. Одно из самых бюджетных, стоит менее 10 долларов, которые широко доступны на рынке.
И да я не ошибся в своих ожиданиях — оно тоже нашлось, правда почему-то как двухклавишный! выключатель. Но не будем придираться к мелочам — нашлось же.
Что интересно — реле управляют обе кнопки. Но с небольшой оговоркой — если включать выключать одним, неважно каким, переключателем — все в порядке. Если нажимать на обе в произвольном порядке, но реле ведет себе не совсем адекватно.
Tuya Smart практически любому устройству дает возможность быть триггером для сценария, реле — не исключение, и умеет передавать события изменения своего состояния — включено или выключено.
В действиях — кроме включено и выключено — переключение состояния. Вот этот тестовый сценарий — не будет давать реле включится — сразу отключая его после события ON. В реальном бытовом применении, скорее пригодится сценарий, который будет работать наоборот — отслеживать выключение включать обратно. Кстати перед действием можно добавлять и задержку.
Google Home
Аккаунт Tuya Smart подключается к Google Home, после чего устройства туйи — могут управлятся ассистентом гугла. Шлюз как устройство — не виден тут, но его устройства — пробрасываются. Не все, из рассмотренных в обзоре — тут нет логического выключателя. Хотя что с логическим выключателем мог бы сделать ассистент?
Исполнительными устройствами — можно управлять, для розетки создалась одна сущность, а для реле — сразу три. Общий выключатель для обоих каналов, ведь реле определилось как двухканальный выключатель, и для каждого из них по отдельности.
Home Assistant
Что касается Home Assistant — то на сегодняшний день мне неизвестны методы проброса шлюза в него. Ни через штатную интеграцию, ни через local tuya. Ни его, ни его устройств в НА видно не будет. Но есть обходной метод — так как автоматизации созданные в Tuya Smart — залетают в виде сцен через штатную интеграцию и ими можно управлять из Home Assistant. Этот метод зависит от интернет и облаков. Локально можно работать с zigbee устройствами только подключив их к стику или SLS шлюзу
Видео версия обзора
Вывод
Для тех кому достаточно штатного функционала Tuya Smart — а для основных бытовых задач его вполне хватит, я бы рекомендовал к приобретению именно проводную версию шлюза. Ethernet работает быстрее и стабильнее wi-fi, да и не мешает работе zigbee. Максимальное количество подключаемых устройств во много раз выше чем у любого беспроводного шлюза. А что касается проводов — то шлюз все таки стационарное устройство, носить его не надо, главное не ставить его сильно близко к роутеру, ведь zigbee работает на той же частоте что и wi-fi.
Компания «Я Смарт» является официальным партнером Tuya Smart на территории РФ.
Мы получаем много вопросов от наших клиентов касательно отличий платформы Я Смарт, Tuya Smart и аналогичных и касательно совместимости устройств различных производителей на платформе Tuya Smart.
На рынке появляется все больше и больше совместимых продуктов вследствие стремительного развития платформы Tuya Smart это тоже вызывает вопросы.
Мы обсуждаем, что такое платформа Tuya и почему она так привлекательна. Далее мы обсуждаем приложение Я Смарт и перечисляем ряд лучших продуктов Я Смарт, которые вы можете заказать прямо сейчас.
Что такое Туя?
Чем на самом деле является Tuya: Tuya Smart — это глобальная платформа Интернета вещей, которая предоставляет продукты для потребителей, брендов, производителей OEM и розничных сетей. Tuya не производит продукты для Умного дома, но предоставляет платформу для других производителей устройств Умного дома. Платформа включает электронные чипы и мобильное приложение. Таким образом, она заботится о внутренней технологии подключения интеллектуального устройства к облаку Tuya Cloud и предоставляет партнерам инструменты для простого создания собственного приложения для Умного дома. В тоже время производители могут сосредоточиться на разработке своего продукта.
Компания Туя
Tuya Smart — это компания, которая существует с 2014 года, основана несколькими бывшими сотрудниками Alibaba. Штаб-квартиры компании присутствуют в Китае, Индии, Японии, США, Германии. Благодаря своей платформе поддерживаются устройства IoT независимо от продукта, протокола, региона или поставщика.
Реализованная идея получила широкое распространение, поскольку на данный момент у компании Tuya более 180 000 клиентов в более чем 190 странах, которые поставляют более 90 000 продуктов «Powered by Tuya», охватывающих 500 видов продукции. Это делает Tuya лидером на рынке индустрии Умных домов на базе облачных технологий, которая включает в себя освещение, бытовую технику и оборудование безопасности.
Зачем начинать с Туи?
- Простая установка без проводов.
- Все устройства Я Смарт, совместимы с Tuya, работают из приложения Я Смарт или Tuya Smart.
- Вы можете подключиться к своим устройствам из любой точки мира или получать моментальные Push-уведомление на телефон.
- Работает через Wi-Fi, и вам не нужен шлюз для большей части устройств.
- Все больше и больше производителей присоединяются к Tuya, и становятся доступны устройства охватывающие различные сферы применения.
- Хорошо интегрируется с другими системами Умного дома. Например, легко интегрируется с HomeAssistant, Xiaomi MiHome.
- Интеграция с сервисами голосового управления, такими как Яндекс Алиса, Google Home и Amazon Alexa.
- В приложении легко создавать Сценарии и алгоритмы Автоматизации. Сценариев безграничное множество.
- Это бесплатно для потребителя.
Совместимость
- Все устройства с логотипом «Powered by Tuya» совместимы между собой
- Шлюз Zigbee ЯСмарт Ya-ZB1 совместим с Zigbee оборудованием Sonoff (как известно производители всегда оставляют за собой право в одностороннем порядке, что-то изменить, рекомендуем предварительно проверить)
- Устройства ЯСмарт совместимы с устройствами Умного дома Яндекс, Сбербанк, Arlight (серия TY)
Недостатки
- Платформа работает на основе облачного сервиса Tuya Cloud. При отсутствии сети Интернет сценарии и автоматизации не работают. При этом: устройства сохраняют свою работоспособность под управлением собственных кнопок управления. Сохраняется расписания работы устройств, так как хранятся в энергонезависимой памяти устройств.
- Не работает с платформами IKEA, PHILIPS HUE.
Ваши первые шаги
Начать работу с Я Смарт просто. Поскольку в большинстве случаев вам не нужен шлюз для устройств, понадобятся всего три вещи: устройство Я Смарт, приложение Я Смарт, сеть Wi-Fi c подключением к сети Интернет.
Вам понадобится дополнительный шлюз Ya-ZB1, если вы хотите применять Я Смарт устройства Zigbee.
Итак, у вас уже есть устройство Я Смарт.
Скачайте приложение Я Смарт с AppStore или Google Play. Приложения Tuya Smart, Smart Life работают аналогичным образом.
Купить продукцию Я Смарт для вашего Умного дома
Управляемые розетки дистанционно отключат электроприборы.
Датчики безопасности вовремя оповестят о протечке или зафиксируют движение
Видеокамеры помогут следить за детьми, пожилыми людьми и домашними животными
Терморегуляторы поддержат комфортный климат и сберегут энергоносители
Мы рекомендуем обязательно провести тестирование нескольких пробных продуктов, прежде чем вы решите купить оборудование в свой Умный дом.
К сожалению, создатели экосистем и разработчики устройств пока так и не наши единого подхода к проблеме обмена данными в системах, «общего языка», на котором ее компоненты будут общаться между собой и с человеком.
Критерии сравнения
Стандарт, который станет основой для автоматизации в доме, должен быть выбран еще до того, как начнется построение системы, до появления в ее составе первой пары устройств. Не вызывает сомнений единственный факт – сеть должна быть беспроводной.
Остальное – достоинства и недостатки Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, Bluetooth, особенности технологий и архитектуры, предложение устройств, требуют тщательного анализа. Не последнюю роль играет правильный выбор критериев сравнения.
Энергоэффективность, потребление энергии аккумулятора
Энергопотребление – один из главных параметров, на который следует ориентироваться при выборе технологии. Это обусловлено:
- Стремлением к миниатюризации входящих в систему устройств. Пока нет технологий, позволяющих встроить в миниатюрные девайсы соответствующие по габаритам источники с огромной энергоемкостью, снижение потребления останется в приоритете.
- Требуемым сроком автономной работы. Далеко не все компоненты могут быть постоянно подключены к питающей сети. Некоторым такое подключение противопоказано с точки зрения безопасности для человека, для других периодическая зарядка становится гарантией продления срока жизни батареи и увеличения долговечности девайса в целом. При этом система должна оставаться работоспособной и при дистанционном управлении, когда человек не имеет возможности (возможно, длительное время) решать вопросы с подзарядкой аккумуляторов гаджетов.
Покрытие, топология сети и безопасность
Среди главных требований к системе;
- надежная связь между любыми входящими в нее устройствами;
- обмен данными, отправка и исполнение команд без задержек;
- минимальное влияние помех на работу сети.
Выполнение первых двух напрямую зависит от радиуса действия передатчиков в составе девайсов и чувствительности приемников, топологии сети.
На уровне организации эти требования можно сформулировать как:
- Любой девайс должен находиться в зоне покрытия центрального элемента сети или ретрансляторов.
- Пропускная способность каналов должна быть достаточной для обмена данными без задержек или маршруты передачи должны дублироваться.
- Производительности центрального узла должно быть достаточно для обработки запросов десятков (сотен, тысяч) устройств сети или узлов, или узлов, выполняющих функции центрального, должно быть несколько.
Добиться такой реализации можно и в централизованных сетях, и в распределенных ячеистых (т.н. mesh-сетях).
Особенностями последних являются:
- Возможность любых двух «умных» устройств устанавливать связь непосредственно друг с другом.
- При необходимости работа любых соседних устройств в качестве ретрансляторов.
- Способность других узлов автоматически принять на себя функции центрального при выходе последнего из строя.
Выполнение запланированных и экстренных задач
Работа по расписанию – важная часть функционирования «умных» систем. Возможности включить кондиционер, нагреть воду или прекратить подачу газа в котел в заданный момент времени сегодня реализованы или в планах на реализацию в ближайшем будущем в большинстве устройств, выполненных по любой беспроводной технологии.
Однако не менее важно, чтобы компоненты системы могли принимать и выполнять команды или генерировать их вне графика, в зависимости от обстоятельств. Наглядным примером служит включение системы пожаротушения при срабатывании датчиков температуры и задымления.
Совместимость
В идеале любые устройства, включенные в сеть, должны поддерживать обмен данными внутри нее. Пока же ситуация требует особого контроля при выборе и технологии, и конкретных девайсов.
Дело в том, что совместимость не обеспечивается не только для гаджетов, поддерживающих разные стандарты. Зачастую даже в рамках одного стандарта «умные» устройства не «понимают» друг друга.
Именно поэтому совместимость, о которой принципиально речь идти не должна, попадает в список основных критериев для сравнения.
Обеспечить совместимость устройств не только одного, но и разных протоколов можно, если в беспроводном стандарте проработан верхний (седьмой) уровень модели OSI – уровень приложений (Application). Когда он не определен, добиться «понимания» девайсов можно исключительно в рамках внутренних соглашений разработчиков, а не на глобальном уровне.Стандарты беспроводной связи для «умных» систем (Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Z-Wave)
Сегодня в решениях для домашней автоматизации (Home Automation) наблюдается настоящая война стандартов. Отдать предпочтение какому-либо достаточно сложно, поскольку у каждого из них есть свои сильные и слабые стороны.
Wi-Fi может казаться самым очевидным решением для домашней автоматизации. Такую точку зрения поддерживает, прежде всего, его широкое распространение – по утверждениям консорциума Wi-Fi Alliance уже сегодня более 50% интернет-трафика приходится именно на долю Wi-Fi.
Все дело в соотношении достоинств и недостатков стандарта.
Семейство протоколов создано для высокоскоростной передачи значительных объемов информации. Этот несомненный плюс в системах типа «умный дом» оказывается даже избыточным. Зона покрытия достаточно велика, один маршрутизатор сможет обеспечить сеть в средних размеров квартире или доме. Вопрос с бОльшими площадями, поглощением радиосигнала стенами и перекрытиями легко решается установкой ретрансляторов. Зона покрытия достаточно велика, один маршрутизатор сможет обеспечить сеть в средних размеров квартире или доме. Вопрос с бОльшими площадями, поглощением радиосигнала стенами и перекрытиями легко решается установкой ретрансляторов. Доступность инфраструктуры. Тот факт, что Wi-Fi модуль сегодня установлен в каждом ноутбуке и смартфоне, интегрирован в абсолютное большинство маршрутизаторов позволяет легко решить вопрос как с аппаратной реализацией центральных узлов сети, так и с управляющими приложениями. В семействе стандартов IEEE 802,11 проработаны только 2 нижних уровня модели OSI. На транспортном и сетевом используются стандартные протоколы TCP-IP и UDP, IPv.4 и IPv,6 соответственно. Верхний прикладной уровень не определен вовсе. Это означает, что совместимость устройств реально достижима, только если у разработчиков есть соответствующие договоренности. Высокая производительность требует значительного энергопотребления. Это, пожалуй, один из главных недостатков Wi-Fi, препятствующих созданию компактных автономных устройств, остающихся в рабочем состоянии недели и месяцы без подзарядки. Основная топология сети – «звезда», предполагает обязательное наличие центрального узла (маршрутизатора), с которым общаются все устройства. Это позволяет добавлять и удалять периферийные девайсы без проблем для общей работоспособности системы. Но в ней появляется критическая точка – роутер, выход которого из строя останавливает всю систему. Кроме того, такая топология лишает потенциальные контроллеры сети (смартфоны и планшеты) одной из основных функций смарт-систем автоматизации - поиска устройств в сети и управления ими напрямую. Протоколы безопасности требуют назначить для каждого Wi-Fi устройства сетевой ключ. Это легко сделать с компьютерами, смартфонами и роутерами и практически невозможно без дополнительных устройств и/или интерфейсов для сенсоров и актуаторов, что существенно усложняет их конструкцию и добавление в систему. Несмотря на широкое распространение и огромные объемы производства Wi-Fi модулей, цена их остается на 30-50% выше, чем у аналогичных устройств других стандартов.BlueTooth LE (Low Energy)
Исходный стандарт BlueTooth известен еще с 1994 г. Технология, изначально ориентированная на обмен данными между мобильными телефонами, сегодня стала одной из основных для связи между узлами и подключения периферийных устройств в локальных сетях. Однако даже после этого стандарт никак не подходил для организации сетей home automation.
Ситуация изменилась с появлением в 2010 г. BlueTooth Low Energy. Она разрабатывалась с прицелом на работу с компактными автономными устройствами, для многих из которых источниками служат малогабаритные маломощные батарейки.
Такое решение одной из основных проблем домашней автоматизации не могло не привлечь внимание разработчиков. Однако потенциал технологии до сих пор не получил реальной оценки, перспективы ее применения так и остаются неясными.
Читайте также: