Технології розумного дому

Прийшов час поговорити про технології, на яких можна втілити в життя систему розумного дому. До таких систем і протоколів можна віднести: 1-wire, KNX, X10, ZigBee.

Для об’єднання пристроїв і датчиків в розумному домі необхідна мережа, яка дозволить обмінюватись з ними інформацією. Мережі можуть бути провідні, безпровідні, змішані.

В різних систем відрізняється і топологія, і те, які пристрої можуть керувати і бути керованими (Master/Slave).

Найстарішою шиною для автоматизації зі списку вище є X10. Однією з її переваг є те, що керуючі сигнали можна передавати, використовуючи силову лінію. Тобто таку мережу можна розгорнути в існуючому помешканні, не прокладаючи жодного метру додаткових комунікацій для розумного дому.

Але поряд з перевагами в цієї технології присутні значні недоліки:

  • найрізноманітніші шуми в мережі, які створюють проблеми при передачі даних
  • максимальна кількість пристроїв в мережі – 255
  • низька швидкість передачі команд – одна команда передається 0,75 секунди – при одночасній передачі команд багатьом приладам отримуємо ступінчасте ввімкнення/вимкнення світла.
  • завади, відсутність контролю цілісності переданих даних приводять до кумедних спецефектів в домі, який живе своїм життям…

Не зважаючи на ці недоліки X10 все ж має свою нішу там, де ці недоліки не відіграють великої ролі і де встановлення інших мереж є проблематичним.

INSTEON є технологією, яка доповнює X10 із виправленням деяких недоліків останньої. Перевагою девайсів Інстеон є те, що вони можуть легко встановлюватись в коробки існуючих розеток, вимикачів і додавати можливості автоматизації для вашого дому.

Основним недоліком INSTEON є те, що приладами для мережі займається одна компанія. Через це всі девайси недешеві і модулі для вимикачів і розеток доступні тільки під американські коробки.

ZigBee є прикладом безпровідної шини для розумного дому. Пристрої в мережі ZigBee можуть працювати на батареї до двох років. Мережа ZigBee є так званою mesh-мережею, де всі пристрої можуть приймати інформацію, яка не була їм адресована для того, щоб передати її далі до адресатів. Така топологія дозволяє малопотужним радіо-приймачам/передавачам передавати інформацію на значні відстані та при значних завадах.

Технологія підконтрольна альянсу ZigBee, до якого входять більше 200 компаній. ZigBee використовує відкритий стандарт IEEE 802.15.4, проте створювати пристрої та ПЗ мають можливість лише члени альянсу. Це робить неможливим ефективну розробку софта з ліцензією GPL та подібними відкритими ліцензіями.

Через складний протокол, радіопередавачі на ZigBee коштують немало, а готових девайсів не густо.

Система Z-Wave схожа на ZigBee принципами роботи, також має сформований альянс із 200+ кантор, активно доповнює статтю на вікіпедії маркетинговим булшітом. Основна різниця для мене в тому, що протокол Z-Wave є повністю комерційним і закритим.

Безпровідні мережі я особливо не розглядав, так як радіопростір є відносно обмеженою штукою і є маса факторів, які впливають на його безперешкодну роботу. Наприклад ваш новий холодильник чи мікрохвильова піч, а може Wi-Fi роутер, а може кільканадцять сусідів в безпровідному просторі. Особливо це актуально в помешканні в багатоквартирному будинку. У власному будинку радіопростір мав би бути менш засміченим.

Наступний стандарт для автоматизації є мабуть найкращим і з найбільшою підтримкою виробників і інсталяторів – KNX. Це стандарт, який виник на базі трьох своїх попередників і є європейським і міжнародним стандартом.

KNX може використовувати для передачі даних виту пару, силову лінію, радіо-канал. Мережа KNX може містити як керовані, так і керуючі пристрої. Підтримуються найрізноманітніші топології, як шина, зірка, так і змішані.

Єдиний мінус для мене даної технології, що вартість обладнання щось ніяк не вписується в бюджетний сегмент. Вимикачі по 500+ грн, реле по 3000+ грн. – як на мене трохи забагато. Причина таких цін мабуть в жорстких вимогах щодо сертифікації. А сертифікують в KNX все підряд – і пристрої, і кантори, і інженерів. Це мабуть і накладає ціновий відбиток на вартість продукції. Підозрюю, що і інсталятори беруть немало за свої послуги. Хоча для поціновувачів техніки, яка просто працює, для яких не є важливою ціна, – цей варіант, можливо, буде ідеальним.

І нарешті 1-wire, на якому я зупинив свій вибір. Ця шина є одночасно однією з найпростіших і одночасно дуже гнучкою. Типова топологія 1-wire – шина. За допомогою нехитрих розгалужувачів і багатоканальних хост-адаптерів можна створити складнішу топологію. 1-wire – це технологія, яка дозволяє використовувати для передавання даних один провід (плюс звичайно нульовий контакт – чудес не буває 🙂 ). Цей же провід може застосовуватись для живлення пристроїв в мережі (так зване “паразитне” живлення). Через простий протокол передачі даних, невисокі швидкості передачі можна використати практично будь-який кабель –  починаючи від телефонної “лапші” і до звиклого езернет-кабелю.

1-wire використовує простий протокол передачі даних, схожий на той, який є у звичайних COM-портах, внаслідок чого пристрої в мережі за допомогою дешевих мікросхем можуть відповідати на запити сервера чи контролера. Одна така мікросхема для керування реле чи отримання даних з аналогового датчика коштує всього 1-2 долари. Хост-адаптери – починаючи від 25 доларів.

Основний недолік шини полягає власне в тому, що готові девайси практично відсутні як такі. 1-wire – це такий собі конструктор, який дає хорошу базу для створення свого розумного дому. Тут доведеться трохи попаяти, закупити деталей, реле і продумати де і як будуть працювати кінцеві пристрої.

Моє бачення системи – в наступній статті. Далі – про програмне забезпечення, яке може всім цим керувати.

P. S. Можливо я не достатньо глибоко копнув по деяким із технологій, а у вас є важлива інформація по них – давайте знати в коментарях – наперед вдячний!

Ділись:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *