Skip to main content
Камера наблюдения

Протоколы передачи данных для технологии «Умный дом»

Поделись с друзьями!

Реализация работы технологии «умный дом» осуществляется через протоколы передачи данных. Основными из них являются:

  • Zigbee
  • Z-wave

Сравнение протоколов Zigbee и Z–Wave

Zigbee и Z–Wave являются двумя наиболее распространенными протоколами связи домашней автоматизации, которые используются на сегодняшний день. Оба протокола с сетчатой ​​сетью используют низкочастотные радиосигналы для подключения интеллектуальных домашних систем.

Хотя оба они нацелены на одни и те же интеллектуальные домашние приложения, Z–Wave имеет дальность до 30 метров, а Zigbee – до 10 метров. Для использования протокола Zigbee доступны чипы от компаний – Chipcon и Freescale, а для применения протокола Z–Wave возможно использование чипов только от Sigma Designs.

Cравнение технологий ZigBee и Z–Wave

ZigBeeZ–Wave
Рабочая частота, ГГц2.4, как и технология WI–FI («Зашумленная среда»)До 1 ГГц свободная среда
Совместимость устройств разных производителейНет (вынуждены ограничиваться ассортиментом и ценами выбранного производителя)Да
Возможность ретрансляцииНет. Конечное устройство не является ретранслятором, получает только команды для собственного исполнения.Да. Топология сети – ячеистая, что позволяет избежать потери сигнала. Каждое устройство может быть как передающим, так и принимающим сигналы (т. е. являются ретрансляторами. Это повышает надежность и дальность сети)
МногоканальностьДаОтсутствует
Размер сети264 (64 битные адреса)232 (возможно объединение сетей посредством шлюзов)
Среда разработкиЗависит от поставщика кристаллаОт компании Zensys (5…10 тыс. долларов США)
Лицензия на стек протоколовЗащита в «кристалл» поставщикомПлатная
Топология сети«Точка:точка», «звезда», «дерево», «многоячейковая сеть»Многоячейковая сеть
ПреимуществаРазмер сети, использование менее загруженных диапазонов частотНизкое энергопотребление, простота использования

Центр управления умным домом – домашний сетевой концентратор

«Умный дом» – это не разрозненные, а работающие вместе интеллектуальные устройства, с целью создать удаленно управляемую сеть. Все устройства контролируются главным контроллером домашней автоматизации, который часто называют интеллектуальным домашним центром.

Интеллектуальный домашний сетевой концентратор – это аппаратное устройство, которое выступает в качестве центральной точки интеллектуальной домашней системы и способно воспринимать, обрабатывать данные и общаться по беспроводной сети. Он объединяет все разрозненные приложения в одно интеллектуальное домашнее приложение, которым удаленно управляют домовладельцы.

Примеры интеллектуальных домашних сетевых концентраторов включают Amazon Echo, Google Home, Insteon Hub Pro, Samsung SmartThings и Wink Hub.

Система Google Home
Система Google Home

Варианты домашних интеллектуальных систем

Некоторые интеллектуальные домашние системы могут быть созданы с нуля, например, с использованием Raspberry Pi (небольшой компьютер с размером с банковскую карту) или другого мини–компьютера. Другие могут быть приобретены в виде комплекта смарт–дома, также известного как интеллектуальная домашняя платформа, которая содержит части, необходимые для запуска проекта домашней автоматизации.

В простых сценариях смарт–дома события могут быть синхронизированы или запущены.

Временные события привязываются к часам, например, опускание жалюзи в шесть вечера, а инициируемые события зависят от действий в автоматизированной системе.

Например, когда смартфон владельца приближается к двери, смарт–замок автоматически разблокируется.

Машиноведение и искусственный интеллект – будущее технологии «умного дома»

Машиноведение и искусственный интеллект становятся все более популярными в интеллектуальных домашних системах, позволяя приложениям домашней автоматизации адаптироваться к их среде. Например, системы с активацией голосом, такие как AmazonEcho или Google Home, содержат виртуальных помощников (рис.5), которые обучают и настраивают «умный дом» согласно нашим предпочтениям.

Робот-повар
Робот-повар

Комплексная система «умный дом» для дома

В настоящее время существует несколько технологических решений, благодаря которым можно реализовать систему «умный дом» в домашних условиях. На рынке представлены готовые системы «умный дом», так называемые коробочные решения. Также возможна разработка собственной системы с покупкой всех составляющих отдельно, коммутирование всех систем и элементов систем «умного дома» и их последующее подключение и установка.

Возможности умного дома: преимущества и недостатки

Одним из главных преимуществ систем домашней автоматизации для ее владельцев является обеспечение их безопасности. Система безопасности «умного дома» позволяет дистанционно контролировать свои дома, противостоять опасностям и бытовым рискам, таким как включенная кофеварка или открытая входная дверь.

К преимуществам функций умного дома можно отнести:

  • безопасность дома;
  • комфорт;
  • экономия по оплате коммунальных услуг;
  • организация охраны.

Технология «Умный дом» будет очень полезна для пожилых людей, так как способна обеспечить родственникам мониторинг всего происходящего в доме.

Теперь пожилые люди не будут нуждаться в круглосуточном уходе на дому, смогут оставаться дома в комфорте и безопасности, а не переезжать в дом престарелых.

Неудивительно, что «умные дома» способны «угадывать» предпочтения пользователей. Например, когда хозяин приходит домой, перед ним открывается дверь гаража, включается свет, камин обогревает комнату, а из «умных» динамиков начинают звучать любимые мелодии.

Домашняя автоматизация также помогает потребителям повысить эффективность домашних устройств и оборудования. Так, оставляя включенным на весь день кондиционер, можно не беспокоиться: интеллектуальная домашняя система, зная привычки и расписание хозяев, будет охлаждать дом к их возвращению.

«Умная система» орошения будет поливать домашние растения только нужным количеством воды и только когда это будет необходимо.

С домашней автоматизацией эффективнее расходуется энергия, вода и другие ресурсы. Это помогает снизить материальные затраты и экономить сами ресурсы.

К недостаткам «умных домов» можно отнести:

  1. стоимость их устройства;
  2. недостаточный опыт установщиков;
  3. качество оборудования;
  4. гарантия, автономность;
  5. ограниченность функций у концентратора управления;
  6. невозможность интеграции в некоторые системы дома;
  7. сложность при первичной настройке устройства;
  8. отсутствие унификации протоколов;
  9. проблема защиты персональных данных пользовательских устройств;
  10. домашняя безопасность (конфиденциальность данных).

Для того чтобы системы домашней автоматизации были действительно эффективными, устройства должны взаимодействовать независимо от производителя, используя тот же протокол или, по крайней мере, дополнительные.

Умный дом

Поскольку в настоящее время это только зарождающийся рынок, пока не существует золотого стандарта для домашней автоматизации. Тем не менее, стандартные программы являются партнерами для производителей протоколов, что должно обеспечивать совместимость и беспрепятственное использование потребителями.

Согласно опросу, проведенному в 2016 году, аналитиками исследовательской компании NTT Data Corp., 80% потребителей США обеспокоены безопасностью своих интеллектуальных домашних данных.

Хакеры могут проникнуть в интеллектуальное устройство. Потенциально хакеры способны отключить свет и сигналы тревоги, разблокировать двери, оставив дом беззащитным для взлома. Кроме того, хакеры могут получить доступ к сети домовладельца и извлечь необходимые данные.

К примеру, в октябре 2016 года бот–сеть MiraiIoT смогла сбить части Интернета в серии распределенных атак типа «отказ в обслуживании» (DDoS) с использованием плохо защищенных камер, видеорегистраторов и маршрутизаторов в качестве точек входа.

Помимо безопасности самих устройств потребители беспокоятся и о конфиденциальности данных. Так в том же отчете NTT Data Corp. указано, что 73% потребителей США обеспокоены сохранностью конфиденциальных данных, содержащихся в их интеллектуальных домашних устройствах.

Но нужно учитывать, что, несмотря на сбор обширной информации о пользователях, компании-производители домашних устройств и платформ стремятся сохранить столь важное для них доверие своих потребителей.


Поделись с друзьями!

Екатерина Казначеева

Меня зовут Екатерина Казначеева. Я закончила бакалавриат и магистратуру по направлению «Информационные системы и технологии» в Санкт-Петербургском государственном университете телекоммуникаций им.проф. М.А. Бонч-Бруевича. Свою магистерскую диссертацию я посвятила современной технологии – «Умный дом» и продолжаю работать над этой темой.Екатерина Казначеева 

  • IT-координатор компании «Amrest»;
  • Аспирант СПбГУТ им. проф.М.А.Бонч-Бруевича по направлению «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ»;
  • Участник стипендиального фонда В. Потанина, участник программы World Skills, а также участник ежегодных университетских олимпиад, конкурса Графикон.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *