Умный дом zigbee: ZigBee | Умный дом Xiaomi

Содержание

руководство для начинающих / Хабр

Умный дом: автоматизация, протоколы, устройства, экосистемы и открытое ПО. Так много вопросов и так мало ответов. Приоткроем же завесу тайны одного из популярнейших IOT протоколов — Zigbee.

Что такое Zigbee?

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.

Green Power — набор технологий, которые минимизируют использование ресурсов батареи устройством, а также могут ее собирать за счет кинетической, световой, и тепловой энергии. Немного непонятно звучит; говоря иначе, переключатель сможет передать сообщение за счет того, что вы к нему прикоснулись. Детальнее тут
Унификация. Раньше существовало множество так называемых профилей. Например, Home Automation, Building Automation, Health. Zigbee 3.0 — это единый профиль приложений.
Обратная совместимость со всеми продуктами выпущенными до v3.0

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.

cc2538 стик разработанный энтузиастами проекта modkam.ru. По сравнению с 2531, обладает большим радиусом действия и не имеет ограничений по количеству подключений (тесты показали больше 200 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?

Если вы пытаетесь выбрать на чем построить свой умный дом начните с

этой

занимательной схемы. Также лично для меня вдохновляющими была статья

Дом Дурачок 2.0

Если у вас возникают трудности в настройке своего умного дома, вы можете попросить совета в группе

SmartHome

Если вы хотите купить SLS шлюз и другие Zigbee устройства вам в

Zigberu

Обсуждение устройств, прошивок и прочего софта, работающего с Zigbee —

Вокруг да около Zigbee

и

Zigbee

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.

выбираем протокол управления умным домом

В чем преимущества и недостатки конкурирующих беспроводных технологий умного дома? Читайте самое подробное сравнение!

В наши дни редко кто может долго обходиться без цифровых устройств. Сегодня даже наши дома становятся цифровыми, позволяя нам контролировать жилище, где бы мы ни находились: в автомобиле, офисе или в другой стране.

Поскольку дома становятся умнее, нам нужен универсальный способ, с помощью которого все домашние устройства будут «общаться» между собой и с нами. Сейчас такого «универсального языка», к сожалению, нет. Вместо этого мы видим несколько конкурирующих и практически несовместимых между собой беспроводных стандартов умного дома. Каждый из них борется за звание главной технологии управления жилищем. К таким стандартам относятся не только хорошо знакомые всем Wi-Fi и Bluetooth, но и специализированные протоколы — Z-Wave, ZigBee и Thread. Все они имеют преимущества и недостатки, не очевидные с первого взгляда. Но выбор стандарта, вокруг которого будет построена вся домашняя автоматизация, нужно делать еще до того, как в вашем доме появится первое устройство умного дома.

В чем различия между Z-Wave, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth BLE и Thread? Каковы плюсы и минусы беспроводных стандартов домашней автоматизации?  По каким критериям выбрать протокол управления умным домом? В рамках этой серии статей мы разберем каждый беспроводный протокол связи, претендующий на главную роль в умном доме. Это поможет вам сделать ставку на технологию, которая оправдает ваши ожидания.


Содержание

Часть 1. Общие требования к беспроводным технологиям домашней автоматизации                       

Часть 2. Почему не Wi-Fi?

Часть 3. Z-Wave: высокая взаимосовместимость устройств умного дома и надежность сети автоматизации 

Часть 4. ZigBee: кот в мешке в плане совместимости устройств

Часть 5. THREAD —темная лошадка с завышенными ожиданиями на рынке умных домов

Часть 6. Bluetooth для умного дома: новая жизнь старой технологии

Выводы


Часть 1. Общие требования к беспроводным технологиям домашней автоматизации

Прежде всего давайте разберемся, что такое протоколы связи и какова их роль в том, чтобы наши дома и офисы становились умными. Протокол — это набор правил, которые позволяют двум или более устройствам в сети установить надежную связь и успешно обмениваться данными друг с другом. Для того чтобы “Интернет вещей” и умный дом как одно из его проявлений стал реальностью, огромная часть коммуникаций должна быть беспроводной. Какие требования предъявляются к технологиям и устройствам беспроводной автоматизации?

1. Энергопотребление

За последние годы появился широкий спектр технологий для организации беспроводной связи между устройствами. В подавляющем большинстве случаев они подчиняются крайне жестким требованиям к энергопотреблению и пропускной способности. Два эти фактора значительно увеличивают время работы от батареи и позволяют использовать большее количество устройств в ограниченном пространстве умного дома или офиса. Доступный для домашней автоматизации радиочастотный спектр ограничен. Поэтому для одновременной работы множества устройств крайне важно оптимизировать его использование каждым таким  устройством.

Таким образом, идеальный гаджет для умного дома должен использовать беспроводный приемник и передатчик, которые потребляют минимальное количество энергии, чтобы устройство могло работать в течение многих месяцев или даже лет без необходимости замены батареи. Сам элемент питания также должен быть миниатюрным, так как его размер зачастую оказывает прямое влияние на итоговый размер самого продукта. А значит, требования к стандарту беспроводного протокола связи по потребляемой мощности устройствами вашего будущего умного дома должны быть очень жесткими.

2. Радиус действия и безопасность

Сигнал от любого вашего гаджета должен стабильно и с минимальной задержкой достигать любого другого умного устройства, установленного в самом отдаленном участке жилища. Лампочки, которые включаются с задержкой несколько секунд, или умный замок, не сразу пускающий вас внутрь — это не то, с чем у нас ассоциируется современный умный дом. Не говоря уже о датчиках задымленности, протечки газа или вибрации, которые должны срабатывать четко и быстро. Поэтому сигналы от любого вашего устройства должны преодолевать любые преграды, в том числе распространяться через стены и полы дома. Все умные гаджеты, независимо от их количества, должны работать как единый слаженный механизм. И, конечно же, помехи от других беспроводных сетей или других устройств, работающих на той же частоте, должна быть устранены или хотя бы сведены к минимуму.

Любые сообщения вашего устройства должны быть защищены шифрованием, а добавление нового устройства в сеть должно происходить легко, быстро и в то же время безопасно. Но процедуры безопасности не должны усложнять подключение.

3. Возможность работы по расписанию и без него

Программный функционал, реализованный и доступный для некоторых популярных беспроводных технологий домашней автоматизации, позволяет задать расписание для таких событий, как, например, открытие жалюзи, включение света или отопления. Но многие события, происходящие в нашем умном доме, нельзя спланировать заранее. Протечка воды, утечка газа, появление дыма или взлом невозможно предсказать. А датчики температуры, выключатели, диммеры, шаттеры и т. д. не всегда можно запрограммировать на выполнение автоматических сценариев. Поэтому также важно, чтобы каждое IoT-устройство в умном доме могло отправить или получить команду на выполнение тех или иных действий не по сценарию, а в зависимости от ситуации.

4. Отказоустойчивость

Топология беспроводной сети, которую поддерживает тот или иной протокол умного дома, имеет решающее значение для такого важного фактора, как отказоустойчивость. Кроме того, она оказывает прямое влияние на уже упомянутые нами энергосбережение и радиус действия устройства. Современный взгляд на построение беспроводных сетей домашней автоматизации предполагает децентрализованный подход, который использует ячеистую топологию сети (mesh-сеть). Каждое устройство в такой сети может напрямую связываться с любым другим устройством в радиусе своего действия. Если два устройства находятся слишком далеко друг от друга, то сигналы могут передаваться через промежуточные устройства этой сети, таким образом значительно увеличивается зона действия устройств.

Кроме того, новые гаджеты могут добавляться, а старые удаляться без негативного влияния на надежность сети. Однако для большинства ячеистых сетей также требуется «основное» устройство, которое служит сетевым контроллером для координации совместной работы десятков или даже сотен устройств в одной сети. Если основное устройство выходит из строя, то другое устройство должно уметь автоматически принимать управление сетью на себя. Это свойство mesh-сетей имеет решающее значение для обеспечения постоянной бесперебойной работы всей системы.

5. Взаимная совместимость

И, наконец, на самом базовом уровне идея домашней автоматизации заключается в том, что все наши умные устройства должны объединяться в сеть и беспрепятственно «общаться» друг с другом. Однако реальность еще далека от этой идеальной концепции. Рынок умного дома все еще находится на ранней стадии развития и сильно фрагментирован. Речь пока даже не идет об обеспечении совместимости разных стандартов беспроводных протоколов связи, которая позволяла бы устройствам и системам взаимодействовать друг с другом. Вопрос заключается в совместимости в рамках одного стандарта. Проще говоря, далеко не каждая технология, которую вы выберете в качестве главной для домашней автоматизации, может гарантировать, что разные умные продукты, поддерживающие один и тот же стандарт, будут «понимать» друг друга. Сейчас, например, может оказаться, что когда при задымлении датчик дыма отправил сообщение управляющему устройству, вы можете не получить предупреждение об опасности. Причина в том, что датчик и контроллер, хоть и основаны на одном стандарте, но выпущены разными производителями, могут «не понять» друг друга.

Почему так происходит? Вопрос совместимости — это не проблема исключительно сетевых протоколов, обеспечивающих подключение. Неочевидные с первого взгляда, но от этого не менее серьезные проблемы спрятаны глубже, и заключаются в отсутствии стандартных форматов данных или общих программных интерфейсов. Тем не менее, заставить умные устройства беспрепятственно «общаться» друг с другом, то есть гарантировать совместимость независимо от производителя или даты производства — это элементарная потребность, которую необходимо удовлетворить, чтобы сделать ваш умный дом реальностью.

Модель OSI — единый критерий сравнения протоколов умного дома

Поскольку большинство конкурирующих беспроводных стандартов умного дома зачастую обладают схожими свойствами, может показаться, что все они выполняют в основном одну и ту же работу. Однако стоит чуть углубиться в тему, и мы сразу обнаружим принципиальные различия между ними. Разные технологии беспроводной связи разрабатывались для выполнения разных задач. Соответственно, и работу свою они выполняют по-разному. Многие аспекты станут очевидными, если взглянуть на эти сетевые технологии сквозь призму эталонной модели OSI.

Международная организация по стандартизации (International Organization for Standardization, ISO) разработала модель взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI) еще в 80-х годах прошлого века. OSI — основа для координации разработки стандартов связи и до сих пор остается эталонной моделью для коммуникационных сетей. Структура OSI рассматривает процесс коммуникаций в сети как управляемую иерархию, состоящую из семи уровней. Каждый из них отвечает за определенные функции и решает четко определенные задачи в рамках одного уровня, а также взаимодействия с уровнями, расположенными непосредственно ниже и выше. Семиуровневая эталонная модель OSI выглядит следующим образом:

  • Прикладной уровень (Application).
  • Уровень представления (Presentation).
  • Сеансовый уровень (Session).
  • Транспортный уровень (Transport).
  • Сетевой уровень (Network).
  • Канальный уровень (Data Link).
  • Физический уровень (Physical).

В рамках данной статьи мы не будем заострять внимания на том, какие сервисы и задачи реализуются на каждом уровне. Тем не менее, при более подробном рассмотрении каждой конкретной беспроводной технологии домашней автоматизации мы будет возвращаться к этой модели, чтобы показать, на каких уровнях и каким образом работает каждый стандарт связи, и что это значит для конечных пользователей. Это связано с тем, что некоторые из стандартов, претендующих на лидерство на рынке умных домов, реализуют лишь малую часть 7-уровневой модели OSI и делегируют полномочия другим технологиям, чтобы они “заботились” об остальных аспектах коммуникаций.

Само по себе это не означает, что какой-то стандарт лучше или хуже остальных. Но каждый из этих уровней важен, так как определяет задачи, которые являются неотъемлемой частью процесса коммуникаций между устройствами умного дома. Они позволяют гаджетам, использующими один и тот же протокол, «общаться» между собой, обеспечивая необходимый функционал для стабильной работы сети, безопасности, быстрого обмена данными и т. д.

Кроме того, самый верхний — прикладной — уровень является ключом к взаимной совместимости устройств. Если прикладной уровень не определен стандартом, устройства разных производителей просто не могут “понять” друг друга. Этот аспект объясняет, почему проблема совместимости существует не только в ситуациях, когда два устройства, использующие разные протоколы, не могут обмениваться данными. Дело в том, что даже если эти устройства используют один и тот же протокол, они все равно не смогут взаимодействовать, если в этом конкретном протоколе не определен самый верхний уровень модели OSI.

В следующих разделах рассмотрим особенности каждого протокола домашней автоматизации по отдельности.

 

Часть 2. Почему не Wi-Fi?

Начнем с самого очевидного, на первый взгляд, решения для домашней автоматизации — с Wi-Fi. Это самая распространенная беспроводная сетевая технология с миллиардами пользователей по всему земному шару. Согласно данным отраслевого консорциума Wi-Fi Alliance, с помощью этого стандарта происходит передача около половины всего мирового Интернет-траффика. Wi-Fi широко используется в частных домах, офисах и общественных местах. Эта технология является наиболее популярной для подключения компьютеров, смартфонов и планшетов ко Всемирной сети. Технически, с помощью Wi-Fi можно осуществить соединение двух устройств “точка-точка”, чтобы они обменивались информацией между собой. Казалось бы, вот она — идеальная технология для объединения в сеть различных IoT-устройств и лучшая основа для умного дома. Но, несмотря на то, что ожесточенная война сетевых стандартов на рынке умных домов идет уже не первый год, Wi-Fi за все это время так и остался в аутсайдерах. Большинство ведущих производителей решений вычеркнули его из топ-списка технологий, претендующих на роль лидера рынка домашней автоматизации.

Что пошло не так? Почему эта мощная беспроводная технология осталась на задворках концепции “интернет вещей”, и, по сути, считается худшим решением для умного дома из всех возможных? Давайте разберемся.

 

Wi-Fi по модели OSI

Технология Wi-Fi основана на семействе стандартов беспроводных сетей IEEE 802.11x. Они определяют только первые два уровня модели OSI — физический и канальный. Сеть Wi-Fi имеет топологию “звезда”, а это означает, что все ее узлы соединяются непосредственно с центральным элементом — беспроводным маршрутизатором. В такой топологии конечные устройства можно добавлять и удалять из сети, не влияя на целостность ее структуры и передачу данных в ней. Но этот подход создает единую точку отказа.

Протокол Wi-Fi в модели OSI

Что касается сетевого и транспортного уровней, то для них Wi-Fi обычно использует другие стандартные протоколы — UDP или TCP для транспортного уровня, и IPv4 или IPv6 для сетевого уровня. А прикладной уровень, который, как мы уже знаем, отвечает за совместимость устройств, не определен вовсе, и полностью отдан на откуп производителям программных и аппаратных решений.

 

Преимущества Wi-Fi как протокола домашней автоматизации

Wi-Fi — это мощное и надежное беспроводное решение, которое успешно используется для построения локальных сетей уже много лет. 802.11 де-факто стал глобальным стандартом связи, поскольку предлагает множество гибких функций и постоянно совершенствуется Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE).

Разработанный для быстрого обмена значительными объемами данных на небольших расстояниях, Wi-Fi отлично справляется со своей задачей. Основные параметры, такие как диапазон покрытия или скорость передачи данных, различаются между различными вариантами стандарта 802.11. Но в большинстве случаев обычного домашнего беспроводного маршрутизатора достаточно, чтобы обеспечить покрытие сети для небольшой квартиры. В больших зданиях можно увеличить количество точек доступа или ретрансляторов сигнала для увеличения охвата.

Wi-Fi может легко передавать видеопотоки высокой четкости, а теоретический предел его пропускной способности намного выше, чем потребности среднего пользователя. Некоторые более старые версии стандарта 802.11 имеют ограничение 11 Мбит/с или 54 Мбит/с, но широко используемый сейчас 802.11n способен передавать уже десятки и сотни мегабит в секунду, а более новый 802.11ac — еще больше. Эти цифры, безусловно, выглядят отлично на фоне других популярных решений для домашней автоматизации. Значения их пропускной способности выражаются в Кбит/с, а не в Мбит/с.

Кроме того, одно из главных преимуществ Wi-Fi — повсеместная доступность инфраструктуры 802.11. Тот факт, что этот стандарт интегрируется в новые ноутбуки, смартфоны и планшеты, имеет большое значение с точки зрения реализации управляющих приложений умного дома и “интернета вещей”.

 

Недостатки Wi-Fi как протокола умного дома

Перечисленные выше преимущества общеизвестны. Благодаря им Wi-Fi вошел в наш быт и стал повседневной технологией беспроводного доступа в Интернет. Но когда речь заходит о домашней автоматизации, высокая скорость доступа в Интернет и возможность быстро передавать огромные объемы информации — это не те параметры, на которые вы будете обращать хоть какое-либо внимание. Более того, возможности Wi-Fi в этом плане чрезмерны для подавляющего большинства умных программных решений автоматизации дома или офиса. Эти решения работают в среде, где типичные устройства передают простые управляющие команды (такие как “включить/выключить”), сигналы смены состояния или мизерные объемы данных (например, результаты измерений, передаваемые датчиком).

Wi-Fi имеет слишком низкую энергоэффективность, чтобы использовать его в автономных датчиках умного дома

Сама по себе избыточная пропускная способность — не проблема, но ее поддержка связана со значительным энергопотреблением. Будучи высокоскоростным стандартом беспроводной связи, Wi-Fi чрезмерно энергозатратен для “Интернета вещей”. Очевидно, что энергопотребление не играет большой роли, если какое-либо устройство подключено к постоянному источнику питания — обычной электрической розетке, патрону лампы и т.п. Но оно становится огромной проблемой для тех решений, которые должны работать от автономных источников питания без проводов. Практически невозможно создать устройство Wi-Fi с поддержкой возможности оперативного реагирования  и одновременно — питанием от батареи или аккумулятора, которое может работать достаточно долго. Например, автономный датчик движения, задымления, открытия/закрытия дверей на основе Wi-Fi создавать бессмыссленно: его аккумулятор быстро разрядится. Иными словами, несмотря на широкую распространенность и впечатляющую скорость передачи данных и , Wi-Fi просто не может эффективно поддерживать важнейшую составляющую мира умных домов — автономные беспроводные сенсоры и исполнительные устройства. А без них домашняя автоматизация теряет практический смысл.

Еще одно серьезное ограничение возникает из-за топологии Wi-Fi-сети. Зависимость всего траффика от центрального маршрутизатора имеет серьезный недостаток: как только маршрутизатор выходит из строя, отдельные узлы сети прекращают взаимодействовать друг с другом. А это ведет к сбою всей сети автоматизации. Конечно, можно ожидать, что большую часть времени маршрутизатор Wi-Fi будет работать стабильно. Часто таки и происходит. Но как только  он «зависает» или ломается, сразу же возникнут огромные проблемы: весь умный дом перестанет работать. Не стоит также забывать о том, что при замене вышедшего из строя беспроводного маршрутизатора, скорее всего, потребуется перестройка и конфигурирование сети с нуля.

Wi-Fi можно найти в каждом новом смартфоне или ноутбуке, что в теории делает их кандидатами на роль контроллеров умных домов. Однако в случае Wi-Fi этот потенциал нельзя реализовать полностью. Несмотря на то, что смартфон и устройство умного дома с поддержкой Wi-Fi используют один и тот же “язык общения” , эта связь не является прямой. Она всегда осуществляется через центральную точку доступа к сети. Вот почему устройства Wi-Fi не могут использовать некоторые важные функции, такие как, например, обнаружение устройств, расположенных поблизости.

Учитывая, что практически каждый потребитель имеет смартфон с поддержкой Wi-Fi, можно предположить, что добавление новых умных устройств в Wi-Fi-сеть станет легким делом. К сожалению, это не так. Прежде чем добавить устройство умного дома в Wi-Fi-сеть, нужно сообщить ему пароль сети. Это легко сделать, если вы хотите подключить ноутбук или смартфон. Но задача усложняется, если на вашем устройстве нет ни клавиатуры, ни экрана. Можно ли доверить эту работу смартфону, ведь он также “говорит” на языке Wi-Fi? Почему бы не использовать его, чтобы сообщить устройству пароль? Неплохая идея, но проблема в том, что для этого ваше умное устройство сначала нужно подключить к сети. А это возвращает нас туда, откуда мы начали. Производители используют различные методы, чтобы сделать процесс настройки более управляемым. Но каждый такой способ имеет определенные недостатки и привносит дополнительную сложность для пользователей. В большинстве случаев для добавления умных устройств в сеть Wi-Fi нужно установить специальное мобильное приложение или десктопную утилиту, затем перевести каждое добавляемое устройство в режим сопряжения, ввести через приложение пароль Wi-Fi, а уж затем — добавть устройство в систему домашней автоматизации. Некоторые поставщики зашли так далеко, что добавили в свои умные Wi-Fi-устройства порты microUSB исключительно для целей первоначального подключения и настройки. Хотя это и решает проблему с установкой, едва ли вам понравится использовать USB-порты для добавления в сеть умные датчики дыма или движения, установленные в труднодоступных местах.

Вопрос совместимости — самый важный момент в домашней автоматизации. Что предлагает в этом отношении Wi-Fi? К сожалению, не так много. Стандарт Wi-Fi не определяет прикладной уровень сетевой модели OSI. А это означает, что если производители устройств не договорились о том, что их продукты будут взаимодействовать между собой, то коммуникация класса “машина-машина” между такими устройствами практически невозможна. Часто технологи Wi-Fi ошибочно приписывают полную интероперабельность только потому, что она обеспечивает связь между пользователями. Но такая связь возможна только потому, что в процесс взаимодействия вмешиваются люди. К примеру, настройка Skype-соединения — это то, что можно назвать добавлением условного прикладного уровня к Wi-Fi. Умные устройства не могут справиться с этой задачей самостоятельно именно по той причине, что сам по себе Wi-Fi не обеспечивает никакой совместимости в мире подключенных устройств.

Наконец, существует фактор цены. Модули Wi-Fi всегда были относительно дороги. И хотя в последнее время они подешевели, разница с радиомодулями на основе некоторых других технологий домашней автоматизации  по-прежнему остается 50-100%, причем не в пользу Wi-Fi. При составлении сметы умного дома это будет очень заметно.

 

Перспективы Wi-Fi в качестве технологии умного дома

Следует отметить, что Wi-Fi Alliance знает о недостатках Wi-Fi и прилагает усилия для их устранения. В 2016 году был представлен новый стандарт — IEEE 802.11ah. Он пообещал избавить Wi-Fi от многих ограничений, с которыми сталкиваются технологии 802.11 на рынке умных домов и “интернета вещей”, предъявляющем жесткие требования к ресурсам. Часть аналитиков восприняли 802.11ah с осторожным оптимизмом, но рынок в целом скептически отнесся к перспективам нового стандарта. Так, к примеру, исследовательская компания ABI Research прогнозирует, что к 2020 году будет отгружено только 11 млн чипсетов 802.11ah. Для IoT-рынка это капля в море.

Почему рынок столь пессимистично настроен к перспективам стандарта 802.11ah? Причин несколько. Да, он устраняет часть серьезных недостатков предыдущих стандартов 802.11, увеличив зону действия и добавив более низкое энергопотребление для устройств. Но часть проблем осталась нерешенными — совместимость между отдельными устройствами; роутер, как единая точка отказа всей сети; сложный процесс добавления в сеть умных устройств; а также отсутствие дополнительных функций безопасности, таких как управление ключами. Кроме того, будучи совершенно новым радиостандартом, он несовместим со всеми беспроводными маршрутизаторами, которые уже присутствуют в миллионах домашних хозяйств и офисов по всему миру. Иными словами, одно из самых больших преимуществ Wi-Fi исчезает.

Таким образом, Wi-Fi практически никогда не следует рассматривать как фундамент умного дома. Исключение — те редкие случаи, когда требуется только надежное соединение с облаком, и вы не планируете внедрять умные устройства на основе других стандартов.

Таблица. Преимущества и недостатки Wi-Fi ка протокола домашней автоматизации







Преимущества

Недостатки

Широко распространен в компьютерах и мобильных устройствах

Высокое энергопотребление не позволяет использовать Wi-Fi в автономных датчиках и актуаторах умного дома

Обеспечивает высокую скорость передачи данных

Сетевая топология “звезда” не гарантирует отказоустойчивости сети

Имеет достаточный радиус действия

Совместимость устройств разных производителей под вопросом, поскольку прикладной уровень OSI не стандартизирован

 

Сложный процесс добавления в сеть некоторых устройств

 

Проблемы с безопасностью, такие как механизм управления ключами

 

Часть 3. Z-Wave: высокая взаимосовместимость устройств умного дома и надежность сети автоматизации

Уже более десяти лет Z-Wave — неоспоримый лидер среди технологий домашней автоматизации по количеству инсталлированных устройств (свыше 100 млн по всему миру). Этот протокол беспроводной связи с ультранизким энергопотреблением специально разработан, чтобы дать обычным пользователям возможность эффективного и надежного удаленного управления широким спектром датчиков и исполнительных устройств умного дома.

Z-Wave представлен в 2003 году фирмой Zensys, приобретенной спустя пять лет компанией Sigma Designs. В конце 2017-го технология Z-Wave стала собственностью крупной полупроводниковой компании Silicon Labs. Она лицензирует на взаимную совместимость каждый продукт, использующий Z-Wave, и является основным поставщиком модулей и полупроводниковых компонентов Z-Wave. За многолетнюю историю Z-Wave стал относительно недорогим  и самым простым решением всех наиболее важных потребностей стремительно развивающегося сегмента умного дома. Эта технология превратилась в общепризнанный международный стандарт беспроводной связи для управления и автоматизации жилых помещений.

 

Z-Wave согласно модели OSI

Z-Wave охватывает все уровни сетевой модели OSI, от физического до прикладного. Это гарантирует высокий уровень совместимости оборудования для домашней автоматизации от разных поставщиков. Z-Wave — хорошо отлаженный протокол, ориентированный на обмен короткими командами и сообщениями между устройствами, что сводит к минимуму загруженность радиоканала и снижает вероятность потери данных.

Z-Wave использует концепцию ячеистой топологии сети (mesh-сеть). Протокол разработан таким образом, что узлы сети, выполняющие роль ретрансляторов, имеют возможность перенаправлять через себя сообщение, пока оно не достигнет адресата. Такой подход не только позволяет значительно расширить радиус действия беспроводной сети, но и повышает ее надежность. В случае перемещения/деактивации/выхода из строя любого узла сеть не будет парализована, а продолжит работу в штатном режиме: сообщения начнут автоматически направляться через ретранслирующие узлы сети в обход вышедшего из строя.

Каждая логическая сеть Z-Wave может поддерживать работу до 232 устройств. При необходимости подключения большего количество устройств существует возможность объединения сетей. Несколько сетей Z-Wave могут спокойно сосуществовать на одной и той же территории, не мешая друг другу. Это достигается минимизацией размера передаваемого пакета и обязательным требованием к минимальной нагрузке на радиоканал, которое обязывает устройство находиться в состоянии передачи не более 1 % времени. Однако узлы разных сетей не могут “видеть” друг друга и, соответственно, как-либо связываться друг с другом. Связь между сетями осуществляется через устройства, выполняющих роль сетевых мостов.

Z-Wave охватывает все уровни модели OSI

Устройства в одной сети могут обмениваться информацией между собой, даже когда находятся вне зоны прямой видимости. В этом случае устройство использует промежуточные узлы (другие устройства в той же сети, кроме тех, которые питаются от батареек и большую часть времени функционируют в «спящем» режиме ради экономии заряда батареи), чтобы передать информацию другому устройству, когда оно находится вне радиуса действия первого устройства. Оптимальный и альтернативные доступные маршруты, которыми может осуществляться передача сообщения между двумя устройствами через промежуточные узлы, определены заранее.

У каждой сети Z-Wave есть основной контроллер (с него, собственно, и начинается построение сети), на который возложены обязанности добавления новых устройств в сеть и удаление старых, составления карт маршрутизации, обеспечения безопасного подключения, обеспечения возможности создавать сценарии автоматизации и прочих функций по организации и контролю работы сети. В сети также может располагаться один или несколько вторичных контроллеров, которые для нормальной работы запрашивают информацию о топологии сети у основного контроллера. Обычно основным контроллером является тот, с которого началось построение сети. Но со временем эту функцию можно передать одному из вторичных контроллеров. Часто новые устройства Z-Wave можно добавить в сеть с помощью QR-кода или пин-кода. Эта быстрая и безопасная процедура происходит один раз во время инсталляции нового устройства, после чего устройство считается принадлежащим этой сети.

Отличительной особенностью экосистемы Z-Wave изначально было то, что она целенаправленно развивалась как закрытый проприетарный протокол, защищенный многочисленными патентами управляющей компании (сначала — Zensys, затем — Sigma Designs, теперь — Silicon Labs). Все доступные функции протокола реализованы в программном коде компании-владелицы технологии и поставляются производителям оборудования в скомпилированном виде после подписания лицензионного договора.

С одной стороны, закрытость технологии — это минус, так как без знания проприетарных спецификаций сторонние разработчики не могут по своему усмотрению использовать протокол для разработки программного обеспечения для управления устройствами Z-Wave. Это усложнило проникновение Z-Wave на корпоративный рынок. Однако владельцы умных домов от такой «закрытости» оказались в большом выигрыше. Бренд Z-Wave — единственный на рынке домашней автоматизации, который может гарантировать обратную взаимосовместимость используемых устройств независимо от производителя, цены, функциональных задач, поколений микросхем, конкретного устройства и т. д.

Постепенно, начиная с 2012 года, желая облегчить жизнь разработчиков и расширить границы применения своего протокола, Sigma Designs открыла часть спецификации Z-Wave. Но, чтобы поддерживать обратную совместимость устройств, она продолжила контролировать производителей с помощью жестких требований сертификации.

Нижние уровни (физический и канальный) протокола Z-Wave стали открытыми еще в 2012 году и с тех пор описываются стандартом Международного союза электросвязи ITU-T G.9959. Они отвечают непосредственно за беспроводную передачу данных, детально описывая используемые частоты, способы кодирования и адресации.

В 2016 году Sigma Designs выложила в открытый доступ официальную спецификацию протокола Z-Wave. В частности, были опубликованы классы команд (описывают, как формируется каждая отдельная команда и как интерпретировать пакет данных) и классы устройств (описывают спецификацию существующих устройств, и то, как эти устройства, в зависимости от своего типа, воспринимают разные команды). Было опубликовано описание новейших спецификаций шифрования в Z-Wave, получивших название Security 2 (S2). Кроме того, обнародовано описание Z/IP (Z-Wave over IP) — программной надстройки для передачи пакетов Z-Wave поверх TCP/IP. Это значительно упростило разработку сторонних веб-приложений для Z-Wave.

Все еще остаются закрытыми сетевой и транспортный уровни, которые обеспечивают беспрецедентную для отрасли стабильность работы больших Z-Wave-сетей и отвечают, в том числе, за маршрутизацию сообщений в сети умного дома, их ретрансляцию и подтверждение получения.

 

Преимущества Z-Wave

Разработчики Z-Wave на многие годы опередили свое время, и ячеистая топология долго обладала уникальным функционалом, дающим этому протоколу весомое конкурентное преимущество. Сейчас речи об наличи mesh-топологии только у Z-Wave уже не идет. Но свою актуальность ячеистые сети не утратили, оставаясь по сей день оптимальным решением для домашней автоматизации. В отличие от многих конкурентов, Z-Wave существует уже много лет, и разработчики до совершенства отшлифовали процесс маршрутизации сообщений. Из всех представленных на рынке домашней автоматизации решений, устройства Z-Wave являются, пожалуй, самыми энергоэффективными, надежными, безопасными и экономными с точки зрения времени эфира, занимаемого под обмен данными.

Чтобы нивелировать задержки при передаче и не перегружать сеть, допускается использование до 4 промежуточных узлов для транзитной передачи данных. С учетом того, что радиус действия в зоне прямой видимости современных модулей Z-Wave составляет порядка 40 метров (а новое поколение устройств Z-Wave на чипсетах 700-й серии увеличивает это значение до 100 м), то итоговой дальности передачи сигнала в одной сети Z-Wave вполне достаточно для реализации большинства крупных проектов домашней автоматизации.

Огромным уникальным преимуществом технологии Z-Wave является возможность практически мгновенного самолечения сети, когда какой-то узел перестает отвечать. Она достигается благодаря использованию процедуры Explorer Frame («Исследовательский кадр»), которая запускается автоматически. Для определения всех возможных «рабочих» маршрутов и, соответственно, восстановления работоспособности сети Z-Wave требуется не более секунды. Причем с появлением процедуры Explorer Frame в сети Z-Wave стало возможно полноценно использовать переносные устройства, работоспособность которых в более старых реализациях была сильно ограничена.

Ячеистая топология сети Z-Wave

Еще одна функция, повышающая отказоустойчивость и быстродействие сети Z-Wave, — ассоциации между устройствами. Благодаря этой функции  одно устройство может отправлять команду находящемуся поблизости другому устройству, минуя центральный контроллер. Например сирена может включиться по датчику движения мгновенно, не дожидаясь, пока ей придет команда от контроллера. Исполнив действие, устройство отправит контроллеру отчет о выполнении. Это не только ускоряет срабатывание исполнительных устройств, но и повышает надежность ответственных узлов сети. Например, связка “датчик-исполнительное устройство” будет работать, даже если контроллер вышел из строя. Да, пользователь перестанет получать от контроллера уведомления о срабатывании устройств. Но благодаря ассоциациям сами эти устройства продолжат работать в связке. Для этого они должны быть расположены поблизости друг от друга, т.е. для прохождения команды не потребуется маршрутизация. Кроме того, они должны подразумевать возможность совместной работы  (например датчик протечки и автоматический шаровый кран).

Еще одно преимущество Z-Wave — безопасность. Здесь она реализована на самом высоком уровне. Технология Z-Wave использует те же технологии шифрования, что и системы онлайн-банкинга. Новый стандарт безопасности, известный как Security 2 (или S2), стал обязательным для сертификации всех умных устройств Z-Wave после 2 апреля 2017 года. Он совершенствует стандарты шифрования для осуществления обмена данными между узлами, а также задает новые процедуры подключения новых устройства к сети умного дома с помощью уникальных для каждого устройства PIN-кодов или QR-кодов. Новый уровень защиты аутентификации гарантирует, что хакерам не удастся взять под контроль устройства во время подключения их к сети. S2 является самой современной системой безопасности, доступной на рынке домашней автоматизации. Огромное внимание, которое разработчики Z-Wave уделили усовершенствованию защиты уже дало свои плоды — Z-Wave за последние пару лет существенно укрепил позиции на рынке умных систем безопасности, став, к примеру, безусловным лидером для такого показательного сегмента, как умные дверные замки.

Z-Wave работает в нелицензируемой части диапазона 800-900 МГц, выделенной для устройств малого радиуса действия. Отличительная черта этих частот — способность уверенно преодолевать различные преграды, в том числе перекрытий и стен. Ведь, как известно, чем больше длина волны, тем лучше она преодолевает препятствия. Во многом в этом причина впечатляющего для рынка домашней автоматизации радиуса действия Z-Wave устройств (при этом они еще и самые энергоэффективные). Для этой части диапазона также характерно малое количество помех, производимых другими устройствами, работающими на этих же частотах. С учетом того, что другие конкурирующие технологии домашней автоматизации вынуждены ютиться в сверхпопулярном диапазоне 2,4 ГГц, который используют огромное количество устройств по всему миру, даже такие далекие от беспроводной связи, как обычные микроволновые печи, практическое отсутствие помех в рабочем диапазоне Z-Wave (и как следствие — малое время задержки), становится очередным конкурентным преимуществом этого протокола домашней автоматизации.

Более 100 млн инсталлированных устройств умного дома Z-Wave работают в жилищах по всему миру

На сегодняшний день на рынке представлено более 2400 сертифицированных (совместимых друг с другом) наименований устройств от более чем 700 компаний. Более 100 млн умных Z-Wave-устройств уже работают в миллионах домохозяйств по всему миру. Это впечатляющее проникновение на рынок, пожалуй, является очень сильной заявкой в гонке за доминирование на IoT-рынке среди протоколов беспроводной связи. Огромная инсталлированная база устройств Z-Wave создает эффект снежного кома, благодаря чему технология доминирует в сегменте домашней автоматизации. Свои решения с поддержкой Z-Wave предлагают как крупнейшие игроки на рынке умного дома, так небольшие стартапы, реализовавшие одну или несколько идей. Огромный ассортимент устройств Z-Wave выгоден пользователям: с Z-Wave они могут выбирать все, что угодно: функционал, дизайн, цену и даже цвет продукта.

Причем выгоды от этой свободы выбора не ограничены с точки зрения совместимости устройств от разных поставщиков. Огромную роль в вопросе совместимости играет сертификационная программа, созданная отраслевым консорциумом Z-Wave Alliance. Тестирование, проводимое альянсом, гарантирует, что любые сертифицированные устройства, независимо от их производителя, будут прекрасно ладить между собой. Таким образом, гарантированная совместимость является сильнейшим конкурентным преимуществом Z-Wave. И это при том, что протокол также обеспечивает обратную совместимость со всеми предыдущими версиями, что является еще одной уникальной особенностью для IoT-рынка.

 

Недостатки Z-Wave

У Z-Wave осталось не так много узких мест, достойных упоминания: за годы существования технологии ее успели отлично отладить. Пожалуй, один из недостатков вытекает из достоинства: это частотный диапазон. Выбор низкочастотного, стабильного и наиболее свободного диапазона для устройств малого радиуса действия, а не более популярного и загруженного (2,4 ГГц) оказался дальновидным и правильным решением, избавившим пользователей умного дома Z-Wave от серьезных проблем с помехами в сильно загруженных «частотах Wi-Fi». Но у всего есть своя цена. Исторически сложилось, что в разных странах для работы устройств малого действия выделены разные частоты. К примеру, для всей Европы (страны CEPT), а также Китая и ряда других стран Азии — это 868,42 МГц. А вот в США и Мексике эти частоты заняты технологией GSM, поэтому решения Z-Wave там работают на частоте 908,42 МГц. Россия, которая подписала соглашение CEPT, но так его и не ратифицировала, пошла своим путем и выбрала для Z-Wave рабочий диапазон 869,0 МГц. Что это значит с точки зрения обычного пользователя? Докупать новый продукт в другой стране и подключать его к своей сети домашней автоматизации нужно с большой осторожностью. Например устройство, созданное для рынка США, будет несовместимо с устройствами “российского” диапазона. Поэтому для использования в России лучше всего покупать устройства Z-Wave в проверенных российских магазинах.

При покупке устройств Z-Wave нужно обращать внимание на радиочастоту: в России используется 869,0 МГц

Кроме того, как мы уже отмечали ранее, долгое время Z-Wave развивался как закрытая технология. Это позволило разработчикам гарантировать отличную совместимость, безопасность, отказоустойчивость и т. д. Но такая «закрытость» обходится дороже в разработке устройств. Поэтому решения Z-Wave нельзя назвать самым бюджетным вариантом для умного дома. Другое дело, что отношение цена/качество, где технология Z-Wave не оставила конкурентам практически никаких шансов.

Таблица. Преимущества и недостатки протокола Z-Wave








Преимущества Z-Wave

Недостаток

Мировой лидер по распространенности и количеству инсталлированных устройств в системах умного дома

В разных странах для Z-Wave используются разные радиодиапазоны, на что необходимо обращать внимание при покупке в интернет-магазинах

Высокая отказоустойчивость и масштабируемость благодаря ячеистой топологии сети, а также механизмам самовосстановления и ассоциаций

 

Высокий уровень безопасности, реализованный набором протоколов S2

 

Низкое энергопотребление устройств

 

Отличная взаимная совместимость устройств Z-Wave различных производителей благодаря сертификации, выполняемой консорциумом Z-Wave Alliance

 

Защищенность от помех, создаваемых устройствами Wi-Fi, Bluetooth, микроволновыми печами и другим оборудованием, работающим в диапазоне 2,4 ГГц

 

 

Перспективы Z-Wave

Если говорить о перспективах, то будущее Z-Wave выглядит весьма радужным. Протокол стал безусловным лидером рынка домашней автоматизации и стремительно завоевывает сегмент за сегментом. Z-Wave — это надежный состоявшийся бренд, узнаваемый пользователями по всему миру. Протокол переживает свой звездный час и, что не менее важно, продолжает развиваться. Каждое новое поколение технологии повышает дальность и уменьшает задержки при передаче, снижает и так самое низкое в отрасли энергопотребление, привлекает на свою сторону все больше производителей и становится надежной основой для организации умного дома для все большего количества домохозяйств по всему миру.

Особое внимание заслуживает покупка в начале 2018 года бизнеса Z-Wave компанией-производителем полупроводниковых элементов Silicon Labs. Для бренда Z-Wave — это однозначно очень позитивные новости. Во-первых, Silicon Labs — ведущий игрок на IoT-рынке, активно участвующий в разработке и продвижении всех ведущих протоколов для Интернета Вещей и выпускающий чипы для них (ZigBee, Wi-Fi и Bluetooth, Thread, а теперь и Z-Wave). Приобретение Z-Wave открывает уникальную возможность для создания межплатформенных решений, объединяющих сразу несколько протоколов в рамках одного чипсета. Во-вторых, у Silicon Labs много ресурсов и опыта, которые она может и готова потратить на развитие протокола, намного больше, чем их когда-либо было у компании Sigma Designs. И это касается всех сфер: разработки, производства и продвижения. Поэтому данное событие является своеобразным сигналом всему рынку: Z-Wave будет развиваться и станет неотъемлемой частью будущего Интернета Вещей.

В ближайшем будущем нас также ждет широкое коммерческое распространение платформы Z-Wave нового поколения — на основе чипсетов 700-й серии. Решения на ее основе, как и раньше, будут полностью совместимы со всей экосистемой Z-Wave. Радиус действия новых устройств Z-Wave будет увеличен до 100 метров. На данный момент решения Z-Wave являются лидерами рынка домашней автоматизации по такому важнейшему параметру, как энергоэффективность. В новых продуктах Z-Wave энергопотребление (благодаря более оптимизированному алгоритму просыпания и возвращения в спящий режим) будет снижено еще на 80 %, что позволит различным датчикам Z-Wave с батарейным питанием проработать более 10 лет на одной обычной миниатюрной батарейке (т.н. «монетке») без замены. Добавьте к этому лучшую в отрасли защиту S2, отлаженные преднастроенные решения для разработчиков, позволяющие удешевить процесс разработки и ускорить вывод новых продуктов на рынок, а также отлаженную и надежную программу сертификации, и вы получите самое продвинутое решение для домашней автоматизации из всех, существующих сейчас на рынке.

 

Часть 4. ZigBee: кот в мешке в плане совместимости устройств

Уже более десяти лет ZigBee является основным конкурентом Z-Wave, ведя упорную борьбу за лидерство на рынке домашней автоматизации. За это время ZigBee, наряду с Z-Wave, стал одним из наиболее широко используемых беспроводных коммуникационных технологий в современных умных домах.

Развитие ZigBee началось в конце 90-х годов прошлого века, но только в 2004 году его первая спецификация была опубликована отраслевым консорциумом ZigBee Alliance. Как и Z-Wave, это стандарт с низкими показателями скорости и малым энергопотреблением, оптимизированный для удаленного мониторинга и управления умным домом. Оба эти стандарта используют mesh-сети и имеют схожие функции. На первый взгляд, с точки зрения возможностей эти стандарты кажутся идентичными, но при более детальном рассмотрении между ZigBee и Z-Wave обнаруживаются кардинальные различия. Как обычно, модель OSI очень хорошо это показывает.

 

ZigBee в рамках модели OSI

Набор протоколов ZigBee определяет только верхние уровни модели OSI — сетевой, транспортный и прикладной. Он построен поверх стандарта IEEE 802.15.4, который определяет нижние уровни беспроводной сети, ориентированной на конечные устройства (а не на пользователей, как, например, Wi-Fi), и характеризуется низким энергопотреблением и низкой скоростью передачи данных. Стандарт IEEE 802.15.4 поддерживается несколькими поставщиками чипов и используется не только для ZigBee, но и несколькими десятками других протоколов. В качестве рабочего диапазона этот стандарт определяет нелицензируемые частоты 2,4 ГГц (по всему миру), 915 МГц (для Америки и Австралии) и 868 МГц (для Европы). Максимальная скорость передачи данных составляет 250 Кбит / с в диапазоне 2,4 ГГц, 40 Кбит / с в диапазоне 915 МГц и всего 20 Кбит / с в диапазоне 868 МГц. Поэтому практически все устройства ZigBee работают только на частоте 2,4 ГГц.

Поддержка уровней OSI протоколом Zigbee

В отличие от Z-Wave, которая для доставки пакетов к отдельным узлам сети использует схему маршрутизации от источника сообщения, ZigBee использует маршрутизацию от адресата. Таким образом, в реализации mesh-сети ZigBee участвует три класса устройств: координатор (“мозг” сети, который ее формирует и координирует ее работу), маршрутизатор (постоянно активен, поэтому должен быть подключен к системе постоянного питания; ответственный за подключение и обслуживание до 32 конечных устройств, поэтому их местоположение нуждается в оптимизации, а количество должно быть достаточным для обслуживания всех устройств в сети; также является ключевым элементом при трансляции и динамической маршрутизации пакетов в сети) и конечные устройства (большую часть времени находятся в спящем режиме ради экономии заряда батареи, могут принимать и отправлять пакеты, но не участвуют в их ретрансляции). Таким образом, ZigBee предлагает несколько отличный с технической точки зрения подход к организации mesh-сети, но он, как и в случае с Z-Wave, способен обеспечить самовосстановление сети и может быстро перенаправить пакеты данных, чтобы обеспечить их доставку, если какой-либо узел не работает или не отвечает.

 

Преимущества ZigBee

ZigBee — зрелая технология домашней автоматизации. На данный момент Zigbee Alliance насчитывает сотни членов, а на рынке существует тысячи разнообразных решений с заявленной поддержкой Zigbee. Большое рыночное проникновение, безусловно, является сильной стороной технологии, так как у пользователей существует возможность выбора.

ZigBee —открытый стандарт беспроводной связи, что прежде всего выглядит привлекательным с точки зрения разработчиков и производителей. Это позволяет им быть более гибкими в выборе необходимой им функциональности, а также с меньшими затратами выводить на рынок новые продукты. Так, к примеру, благодаря этому ZigBee имел определенный успех на корпоративном рынке. В частности, некоторые кабельные ТВ-сети и телекоммуникационные компании использовали ZigBee в своих сет-топ-боксах и спутниковых трансиверах, а коммунальные предприятия добавляли поддержку этого протокола в интеллектуальные счетчики электроэнергии и воды, чтобы усовершенствовать возможности мониторинга, контроля и управления потребления услуг для своих пользователей.

Варианты топологии сети Zigbee

Основной козырь Zigbee — ориентация на бюджетных потребителей. Этому во многому способствует не только открытость стандарта, но мягкий подход Zigbee Alliance к сертификации новых продуктов, позволяющий производителям использовать в своих решениях только ту функциональность, которая им необходима. Таким образом, сеть Zigbee — сравнительно дешевый способ реализации беспроводной домашней автоматизации.

Как мы уже отмечали, энергопотребление можно отнести к сильным сторонам решений с поддержкой Zigbee. Несмотря на то, что достижения Zigbee в этом аспекте не столь впечатляющие, как у основных конкурентов (Z-Wave и даже Bluetooth), отдельные устройства Zigbee способны проработать до 2 лет без необходимости замены элемента питания.  В целом, это неплохой показатель для современного рынка домашней автоматизации.

ZigBee обладает хорошей масштабируемость. Способный поддерживать до 65 000 узлов, этот стандарт теоретически может обеспечить огромный охват, несмотря на относительно небольшой радиус действия отдельных модулей (10-20 м в помещении). Правда, к этим цифрам следует относиться с долей скептицизма. К примеру, сети с четырехзначным числом узлов сталкиваются с серьезными проблемами при поддержании бесперебойной работы даже в лабораторных условиях. Задержки в обмене данными, как правило, происходят даже в случае гораздо меньших развертываний (исчисляемых всего несколькими сотнями устройств). И это неудивительно, учитывая тот факт, что ZigBee работает в сверхзагруженном диапазоне 2,4 МГц, а максимальная скорость передачи данных составляет 250 Кбит / с.

 

Недостатки ZigBee

ZigBee плохо справляется с ситуациями, когда в зоне действия сети существуют сильные помехи, создаваемые другими устройствами. Будучи одноканальным решением, ZigBee далеко не всегда может эффективно бороться с помехами, которые часто встречаются в перегруженной полосе 2,4 ГГц, совместно используемой протоколом с такими вездесущими технологиями, как Wi-Fi или Bluetooth. И в обозримом будущем ситуация станет еще хуже, так как загруженность полосы 2,4 ГГц с каждым годом будет расти. Проблемы для ZigBee усугубляет еще тот факт, что стандарт IEEE 802.15.4, определяющий физический уровень стека протоколов ZigBee, ограничивающий в том числе скорость передачи данных до 250 Кбит/с, находится под контролем IEEE. Он используется не только ZigBee, но и десятками других решений. Поэтому, чтобы, в случае необходимости внести в него какие-либо изменения, отвечающие потребность рынка, ZigBee Alliance придется вступить в длительные переговоры с IEEE. Результаты этих переговоров непредсказуемы, так как IEEE преследует собственные цели. Поэтому такие организации, как Z-Wave Alliance, полностью контролирующие свои протоколы, находятся в гораздо более выгодном положении. Z-Wave Alliance определяет каждый отдельный уровень модели OSI, и поэтому все решения, касающиеся любого аспекта связи, находятся в руках одной организации.

Что касается безопасности, то ZigBee предлагает широкий спектр расширенных мер для обеспечения достаточной защиты данных, которыми обмениваются умные устройства. С 128-битным алгоритмом AES, используемым для шифрования данных и аутентификации, и тремя типами ключей, используемых для управления безопасностью, конечным пользователям на первый взгляд не стоит беспокоиться. Однако, время от времени появляются тревожные новости о проблемах безопасности, обнаруженных в устройствах с поддержкой ZigBee. Например, в середине 2015 года компания Cognosec продемонстрировал на конференции Black Hat USA, как можно использовать некоторые уязвимости в продуктах ZigBee. Они, в основном касались незащищенного формирования парных ключей при подключении нового устройства к сети.

Протокол Zigbee безопасен, но не все производители реализуют его механизмы защиты полностью

В заявлении, опубликованном ZigBee Alliance, организация указала, что способ взлома, описанный в докладе Cognosec, ей известен и применим к любой системе ZigBee, использующей обмен открытыми ключами при подключении к сети. Так в чем же проблема, почему эта уязвимость все еще существует, если она известна в течение длительного времени? Все прозаично просто. Большинство проблем безопасности с сетями ZigBee не имеют никакого отношения к самому протоколу. Несмотря на возможность использования определенных уязвимостей, даже Cognosec признает в своем докладе, что функции, предоставляемые стандартом ZigBee, могут считаться очень продвинутыми и надежными. Проблема в том, что производители не обязаны внедрять их в свои продукты полностью. ZigBee Alliance не требует, чтобы производители устройств придерживались всей спецификации. Вместо этого им предоставляется свобода выбора тех механизмов, которые необходимы для конкретных решений. В результате, желая сэкономить, производители зачастую реализуют только минимальный набор функций безопасности, необходимый для прохождения процедуры сертификации. И такие «обрезанные» реализации обычно приводят к уязвимости всей сети.

В целом, несмотря на вышеописанные недостатки, ZigBee, безусловно, эффективная технология. По идее, она должна прекрасно справляться и с большей частью задач домашней автоматизации, и с ролью основной в умном доме. Все было бы именно так, если бы не одно «но». Слишком часто, устройства ZigBee разных производителей несовместимы друг с другом.

Как это вообще возможно для столь зрелой технологии, с миллионами работающих решений по всему миру, и претендующей на лидерство на IoT-рынке? Всему виной слишком мягкая политика сертификации, призванная заинтересовать как можно больше производителей добавлять поддержку ZigBee в свои устройства. Чтобы упростить для производителей внедрение ZigBee в свои продукты и заложить основу для совместимости между различными решениями от разных вендоров, ZigBee Alliance создал ряд стандартизованных спецификаций (профилей) на прикладном уровне, таких как профиль Home Automation, профиль Remote Control или профиль Light Link. Каждый из них точно паттерны связи между умными устройствами, входящими в ту или иную категорию продуктов.

Программа сертификации ZigBee Alliance проверяет, соответствует ли данный продукт соответствующему профилю, гарантируя, что устройства, имеющие один и тот же профиль, могут общаться друг с другом, даже если изготовлены разными поставщиками. Но также, как и в вопросе использования механизмов безопасности, разработчикам устройств предоставлена большая свобода выбора. Они сами решают, как и что из этих предварительно разработанных профилей будут использовать в своих продуктах. Крупные производители сразу воспользовались этой свободой, создав собственные проприетарные решения. И именно поэтому взаимодействие в экосистеме ZigBee больше напоминает не слаженный механизм, а мир Дикого Запада, с огромным количеством несовместимых между собой вариаций профилей и зашкаливающе большим количеством несовместимых друг с другом ZigBee-продуктов.

Когда речь идет о крупных брендах, доходит до того, что если вы выберете с магазинной полки два случайных устройства ZigBee разных производителей, то, скорее всего, они не смогут “общаться” друг с другом напрямую. Крупные компании чаще всего создают проприетарные ZigBee-решения, способные обмениваться данными только с другими устройствами под одним и тем же брендом. Существуют целые изолированные экосистемы ZigBee разных брендов: Xiaomi, Philips Hue, IKEA. Объединить контроллеры одного бренда с датчиками и исполнительными устройствами другого прямо «из коробки» не получится. Например, чтобы контроллер умного дома Xiaomi мог управлять лампами Philips Hue, вам придется покупать еще дорогостоящий контроллер Philips. Контроллеры будут общаться между собой (но не с конечными устройствами другого бренда) через программные интерфейсы приложений на основе IP. 

Делая ставку на ZigBee как на основу автоматизации вашего умного дома, вам придется самостоятельно проверять на совместимость все выбранные вами решения разных брендов. Потерпевшая провал сертификационная программа консорциума ZigBee Alliance, к сожалению, никаких гарантий совместимости дать не сможет.

Именно в плохом взаимодействии скрыт основной недостаток ZigBee. И он сводит на нет большинство преимуществ этой технологии.

 

Перспективы ZigBee на рынке умных домов

Осознавая, насколько опасна проблема совместимости для всей экосистемы ZigBee, в конце 2015 года Альянс ZigBee объявил о ратификации ZigBee 3.0. Эта версия протокола строится поверх всех существующих унифицированных профилей, таких как Home Automation, Light Link, Building Automation, Retail Services, Health Care, Telecommunication и т. д., объединяя их. Кроме того, в январе 2017 года было объявлено о появлении «универсального языка» Dotdot. Он по своей сути является расширением и ребрендингом библиотеки Zigbee Cluster Library, которая ранее служила основой прикладного уровня ZigBee.

Технология Dotdot — это независимое от транспортного уровня решение. Поэтому потенциально оно может использоваться с различными типами радиотехнологий, а не только с Zigbee. Это свойство дало ZigBee Alliance повод объявить об амбиционных планах в отношении Dotdot и назвать его «универсальным языком для IoT». Однако на данный момент это больше похоже на «универсальный язык для устройств ZigBee». Звучит далеко не столь амбициозно, но само по себе является неплохим достижением, учитывая все проблемы со взаимодействием между устройствами, с которыми ZigBee сталкивался на протяжении всей своей жизни. Тем не менее, ZigBee 3.0 и Dotdot в одночасье решить все проблемы пользователей ZigBee не в состоянии, так как рынок по-прежнему наводнен огромным количеством проприетарных решений на базе ZigBee, несовместимых с новыми технологиями без специального обновления программного обеспечения, которое далеко не каждый производитель готов предоставить для своих решений. Поэтому на данный момент нововведения вносят еще больше путаницы, но в долгосрочной перспективе они должны все-таки улучшить общую совместимость в экосистеме ZigBee.

Zigbee Alliance предлагает мягкие условия сертификации. Отсюда — проблемы с совместимостью устройств

Отметим также, что решение Zigbee Alliance о запуске Dotdot в качестве отдельного бренда «универсального языка» может иметь и другие интересные последствия. Если он все-таки окажется успешным в качестве единого решения прикладного уровня для разных протоколов Интернета Вещей, то потенциально сможет пережить сам протокол ZigBee. Ведь если мы внимательно посмотрим на пару ZigBee & Dotdot, где первая технология отвечает за решение проблем передачи данных, а вторая — за обработку задач на прикладном уровне, то это, безусловно, большой шаг вперед для ZigBee. Однако, этот дуэт все еще остается решением, основанным на физическом уровне на инфраструктуре 802.15.4, зависимой от одноканальной передачи данных, не очень впечатляющей скорости и помех от потребительской электроники в частотном диапазоне 2,4 ГГц. Более того, конкурентов у ZigBee стало еще больше с недавним дебютом очень похожей технологии беспроводной связи с низким энергопотреблением, которая также основана на стандарте 802.15.4 и имеет заявленную поддержку Dotdot. Но это уже история для следующей главы.

 

Таблица. Преимущества и недостатки ZigBee





Преимущества

Недостатки

Зрелая и распространенная технология

Использует диапазон 2,4 ГГц, где сильны помехи от Wi-Fi, Bluetooth, микроволновых печей и т.п.

Высокая отказоустойчивость и масштабируемость благодаря ячеистой топологии сети

Крайне плохая совместимость между устройствами ZigBee различных производителей из-за слишком мягких условий сертификации, выдвигаемых консорциумом ZigBee Alliance

Низкое энергопотребление

Проблемы с безопасностью из-за несоблюдения производителями требований сертификации

 

 

Часть 5. THREAD —темная лошадка с завышенными ожиданиями на рынке умных домов

Протоколы беспроводной связи, которые мы рассматривали до сих пор, существуют уже довольно давно. Wi-Fi, Z-Wave и ZigBee — каждый из этих стандартов прошел через долгий путь становления, имеет свои преимущества и недостатки, и с разной степенью успеха завоевал свое место на рынке домашней автоматизации. Выбирая одни из них, мы можем более или менее четко понимать, что получим в итоге.

Но на рынке периодически появляются альтернативные решения, которые, как и всякая новинка, привлекают к себе всеобщее внимание, но часто — ненадолго. С одним из таких решений — THREAD — мы решили вас познакомить.

Объединение Thread Group появилось в июле 2014 года с целью создания простой и безопасной сети с малым энергопотреблением для умного дома и подключенных к беспроводной сети устройств. Год спустя члены организации представили технические спецификации и документы, позволяющие создавать продукты на основе Thread. С самого начала протокол позиционировался как решение исключительно для сегмента домашней автоматизации. На первый взгляд, такой подход может показаться менее амбициозным, чем, скажем, у того же ZigBee Alliance. Но изначальное сужение целевого рынка имело смысл, так как должно было позволить Thread Group предоставить стандарт, идеально спроектированный для удовлетворения потребностей конкретной группы заказчиков. Борьба за клиентов также не выглядела такой уж невыполнимой задачей, учитывая, что организация получила поддержку некоторых из наиболее крупных мировых ИТ-компаний, включая группу ведущих производителей микросхем.

Протокол Thread в модели OSI

Thread работает поверх уже упоминаемого нами ранее стандарта радиосвязи IEEE 802.15.4, который в том числе является основой каждой сети ZigBee. Сам же протокол Thread определяет только сетевой и транспортный уровни модели OSI, предназначенные для решения таких проблем, как маршрутизация, развертывание и обеспечение безопасности. Thread не охватывает прикладной уровень. Что это значит с точки зрения практического применения?

Thread не охватывает прикладной уровень модели OSI

Основываясь на физической инфраструктуре 802.15.4, Thread вобрал в себя все ее сильные и слабые стороны, о которых мы упоминали при рассмотрении стандарта ZigBee. Это низкая стоимость связи с ближайшими устройствами, низкий уровень потребляемой энергии, одноканальность решения с максимальной скоростью передачи данных 250 Кбит/с, а также крайняя загруженность рабочего диапазона 2,4 ГГц, особенно в городских условиях.

 

Преимущества протокола умного дома Thread

Справедливости ради следует отметить, что зависимость Thread от стандарта 802.15.4 не такая сильная, как в случае ZigBee. В дополнение к 802.15.4, Thread обеспечивает самовосстанавливающееся, основанное на IP, безопасное mesh-решение, которое позволяет конечным пользователям легко подключать свои устройства к Интернету, чтобы получить доступ к различным облачным сервисам (в случае с ZigBee, например, для доступа в Интернет вам понадобится специальное устройство, которое бы выполняло роль IP-шлюза). Взаимодействие с IP-сетями обеспечивается благодаря поддержке стандарта 6LoWPAN (IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks), технологии взаимодействия по протоколу IPv6 поверх сетей стандарта IEEE 802.15.4. Это является одним из основных преимуществ Thread по сравнению с ZigBee. Благодаря этому Thread также имеет некоторые важные функции, недоступные для ZigBee, в том числе более безопасное добавление нового устройства в сеть. Мы уже подчеркивали, насколько это важно (помните, что некоторые устройства умного дома Wi-F оснащаются портами microUSB исключительно для этапа конфигурирования, а в некоторых реализациях ZigBee обнаруженные бреши безопасности при начальной передаче ключей сопряжения, которые были найдены?).

Thread стандартизирует процесс добавления устройств в сеть, принуждая производителей добавлять к своим продуктам цифровые метки с кодом, которые позднее используются конечными пользователями во время добавления. Это, может быть, не самая удобная процедура, но она делает создание сети более безопасным и управляемым процессом. Согласитесь, в работе с сетями на основе стандарта 802.15.14 это редкость.

 

Недостатки технологии Thread

Появившись на рынке домашней автоматизации намного позже своих основных конкурентов, Thread должен был предложить пользователям действительно нечто уникальное, чтобы отвоевать часть рынка у конкурирующих технологий. Такие протоколы, как ZigBee или Z-Wave развивались более десяти лет и имеют множество приверженцев. В результате на их базе созданы сертифицированные компоненты, обеспечивающие беспроводную связь для миллионов продуктов, которые уже находятся в эксплуатации. Thread Group официально объявила о Thread в июле 2015 года, а программа сертификации анонсирована в ноябре того же года. Вскоре после этого ожидалось появление первой волны Thread-устройств. Однако в 2018 году таких продуктов на рынке появилось не сотни и даже не десятки. А всего-то два. Что еще хуже, они не прошли полноценную сертификацию Thread. совсем недавно Thread Group расширила программу тестирования, включив обозначение Thread Ready для конкретных приложений.  И обе продуктовые новинки заявлены всего лишь как “Thread Ready” (готовые к Thread). 

Thread Ready —  противоречивый шаг, который может оказать очень серьезное негативное влияние на будущее технологии Thread. Хотя концепция Thread Ready упрощает для производителей реализацию определенных функций беспроводных сетей на основе стандарта Thread, она, скорее всего, запутает пользователей. И, более того, может запросто похоронить единый стандарт. Проблема кроется в том, что продукты Thread Ready не должны обязательно включать все основные функции Thread. А значит, нет гарантии того, что она обязательно будут распознаваться будущими устройствами Certified Thread. С подобным сценарием рынок уже знаком. Помните, к чему привели мягкие условия сертификации ZigBee? Похоже, история повторяется. Программа Thread Ready выглядит уже не как шаг вперед, а как отчаянная попытка подогреть интерес к Thread, поскольку рыночное внедрение технологии идет крайне медленно.

Топология сети умного дома Thread

Зависимость от стандарта радиосвязи IEEE 802.15.4 несет в себе те же проблемы, о которых мы упоминали при обсуждении ZigBee. Когда сеть Thread достигает размеров приблизительно в 200 узлов, она становится перенасыщенной даже в условиях, близких к идеальным (то есть при полном отсутствии в радиусе действия помех от других устройств, работающих в том же диапазоне). Эта «болезнь» ограничения по масштабируемости и рабочим частотам, характерная для большинства представленных на рынке стандартов домашней автоматизации, не может не разочаровывать. Особенно учитывая тот факт, что Thread дебютировал на рынке более чем десятью годами позже, чем его основные конкуренты. Кроме того, мы должны упомянуть, что, как и ZigBee Alliance, отраслевой консорциум Thread Group не имеет прямого контроля над стандартом 802.15.4, который поддерживается и развивается исключительно организацией IEEE.

Шаг за шагом мы добавились к вершине модели OSI — прикладному уровню. Thread оставляет это пространство совершенно пустым. В таком случае остро встает вопрос, как Thread Group планирует решить проблему взаимной совместимости устройств. Как известно, прикладной уровень является ключом к взаимодействию, поэтому без стандартизации на этом уровне отдельные фреймворки приложений, поддерживаемые Thread, просто не смогут общаться между собой. Тот факт, что Thread является стандартом на основе IP, тоже мало помогает. Само по себе подключение к IP-интерфейсу обеспечивает бесперебойную связь только тогда, когда подключение осуществляет человек, способный выбрать подходящие инструменты для конкретных нужд. Устройства не могут этого сделать самостоятельно, и поэтому неспособны коммуницировать друг с другом, если им не даны четкие инструкции о том, как организовать этот процесс. Это как раз то, для чего и требуется прикладной уровень.

Есть еще один важный момент, который нужно упомянуть в отношении самого верхнего уровня модели OSI. Протоколы связи, которые определяют прикладной уровень, также определяют процесс сотрудничества между различными компаниями, использующими конкретную технологию. Это означает, что производитель, например, диммеров освещения Z-Wave не должен заключать какие-либо договоры с производителем ламп со встроенными модулями Z-Wave, чтобы выпустить на рынок контроллер, управляющий такими лампами. Решая использовать Z-Wave, каждый производитель автоматически соглашается стать частью огромной экосистемы, в которой устройства разных поставщиков взаимодействуют без каких-либо юридических и технических ограничений. Thread не определяет прикладной уровень и правила для связи между устройствами, поэтому отсутствует какая-либо нормативная база для обеспечения потенциальной совместимости между продуктами разных поставщиков. Сегодня на рынке нет никакого понимания, как производители определенных типов устройств собираются с этим бороться.

 

Перспективы протокола умного дома Thread

С первых дней существования Thread многие стали воспринимать эту технологию как естественную преемницу ZigBee, так как этот протокол беспроводной связи основывался на хорошо известном стандарте 802.15.4. Но в то же время Thread вносил некоторые необходимые улучшения в таких критически важных областях, как безопасность передачи данных или добавление новых устройств в сеть. Ситуация стала запутанной, когда Thread Group объявила, что устройства на основе стандарта 802.15.4 (по сути устройства ZigBee), уже находящиеся в обращении, смогут использовать Thread через простое обновление прошивки. А это значит, что часть инсталлированной базы устройств ZigBee теоретически может переключиться на Thread. Хотя производители чипов затем уточнили, что с этой задачей справятся только модули последнего поколения 802.15.4, потенциальная способность Thread «воровать» некоторые из уже развернутых инсталляций ZigBee становится довольно ощутимой угрозой для всей экосистемы ZigBee. Ведь с технологической точки зрения ZigBee не имеет никаких преимуществ по сравнению с Thread в плане эффективности беспроводной передачи данных.

Более того, в декабре 2017 года Zigbee Alliance и Thread Group объявила о доступности спецификации Dotdot для IP-сетей Thread. Сможет ли Dotdot стать прикладным уровнем по умолчанию для устройств, работающих в Thread? Вполне возможно. Пара Thread + Dotdot выглядит намного лучше, чем ZigBee + Dotdot. С технической точки зрения ZigBee не имеет никаких преимуществ перед Thread, выигрывая только в присутствии на рынке. С другой стороны, использование Dotdot поверх Thread — это всего лишь совмещение двух разных технологий с разными требованиями. Да, их можно связать вместе. Но всегда есть цена, которую нужно за это заплатить. Прежде всего, такое совмещение усложнит процесс развертывания системы, так как потребует отдельного решения задач для прикладного и транспортного уровней. Кроме того, возможны сложности при конфигурировании и обслуживании такой сети, так как понадобятся отдельные наборы  для настройки основных сетевых функций и для обеспечения взаимодействия устройств на уровне приложений. Тем не менее, возможная пара Dotdot и Thread, вероятно, наиболее эффективное решение, которое в обозримом будущем может появиться для радиоустройств 802.15.4. Но это отнюдь не означает, что Dotdot и Thread будет лучшим вариантом подключения устройств домашней автоматизации с низким энергопотреблением и локомотивом рынка IoT-устройств в целом. Причина тому —  стандарт IEEE 802.15.4 и, соответственно, работа в диапазоне 2,4 ГГц.

Thread vs Zigbee: конкуренция двух технологий будет расти

Таким образом, сейчас существует два основных вопроса, ответы на которые должны определить дальнейшую судьбу Thread. Как будет развиваться история сосуществования Thread и Zigbee? И сможет ли Thread стать хоть как-то привлекательным рынку умных домов без собственного прикладного уровня?

Еще более интересно будет увидеть, какое будущее ожидает Zigbee. Ведь если просто предположить, что Thread наконец установит присутствие на рынке, то у производителей появится реальная дилемма: им нужны будут очень веские причины, чтобы остаться верными паре Dotdot + ZigBee, а не выбрать пару Dotdot + Thread. Трудно представить, что ZigBee Alliance не знает об этой перспективе. Постоянно развивая сотрудничество с Thread Group, консорциум ZigBee, фактически, роет могилу ZigBee как стандарту. Все очень похоже на то, что ZigBee Alliance пришла к заключению: ZigBee окончательно устарел. Он недостаточно эффективен для удовлетворения огромных ожиданий, сопровождающих революцию Интернета вещей. Thread куда лучше, хотя отнюдь не идеально, подходит для этой задачи. И крупнейшие производители микросхем, скорее всего, это просто поняли и попытались спасти ситуацию.

Такую гипотезу подтверждает и тот факт, что в какой-то момент Thread Group объявила о намерении вывести Thread за рамки только лишь домашней автоматизации. Для этого этот консорциум планирует расширить существующую спецификацию. К числу вопросов, которые нужно решить, относятся варианты ввода в эксплуатацию проектов уровня предприятия и поддержки крупных подсетей. Последнее должно обеспечить некоторую степень масштабируемости. Но будет ли этого достаточно, учитывая, насколько быстро стандарт 802.15.4 устаревает сегодня? Мы не узнаем, пока не будут опубликованы эти расширения. И нет никакой официальной информации о том, когда это может произойти. В любом случае, высокий уровень масштабируемости, скорее всего, станет непосильной задачей для Thread, если в архитектуру 802.15.4 не внести некоторые глубокие изменения. Но о планах IEEE относительно этого стандарта на данный момент ничего не известно.

Подведем итоги. На данный момент Thread — очень незрелая технология с туманным будущим. Первоначальный ажиотаж вокруг Thread после громких заявлений, сделанных в 2014 году, угас. Прошло уже несколько лет с тех пор, как была опубликована спецификация Thread, но на полках по-прежнему нет основанных на этой технологии продуктов. Сколько времени должно еще пройти, пока не появится первое реальное профессиональное развертывание Thread? И как изменится рынок домашней автоматизации за это время? Ответа не знает никто.

Нельзя не отметить усилия, которые Thread Group предприняла, чтобы оживить стандарт 802.15.4 и сделать Thread более привлекательным выбором, чем ZigBee, для производителей и конечных пользователей. Тем не менее, разочаровывают ограничения (прежде всего зашумленность рабочего диапазона), которые распространяются на Thread из-за его зависимости от радиотехнологии 802.15.4. И, конечно же, вызывает серьезную обеспокоенность проблема совместимости: Thread Group не прилагает достаточных усилий для ее решения. Фактически, недавно запущенная программа Thread Ready подразумевает, что обеспечение совместимости не входит в список приоритетных вопросов для Thread Group.

Таблица. Преимущества и недостатки Thread






Преимущества

Недостатки

Отказоустойчивость благодаря ячеистой топологии сети

Потенциальные проблемы с совместимостью устройств разных производителей из-за отсутствия стандартизации на прикладном уровне модели OSI

Поддержка IP-протокола обеспечивает легкость подключения

Крайне медленные темпы внедрения технологии. За три года создано всего два сертифицированных устройства с поддержкой Thread.

Низкое энергопотребление

Плохая помехоустойчивость из-за использования диапазона 2,4 ГГц

 

Неопределенные перспективы развития, поскольку консорциум Thread Group не влияет на разработку стандарта IEEE 802.15.4

 

 

Часть 6. Bluetooth для умного дома: новая жизнь старой технологии

История оригинального стандарта Bluetooth берет начало еще в 1994 году. У этой технологии солидный возраст даже на фоне таких «немолодых» протоколов, как Z-Wave или ZigBee. Изначально Bluetooth использовался для синхронизации данных между мобильными телефонами, но стандарт быстро стал основной технологией обмена данными в персональных вычислительных сетях (смартфоны, ПК, КПК) и для подключения различных периферийных устройств (гарнитуры, беспроводные клавиатуры, мыши, принтеры и т.д.). Правда, известные всем функции Bluetooth никакого отношения к умному дому не имеют. Так почему мы вообще рассматриваем этот протокол в разрезе домашней автоматизации? Ведь Bluetooth появился задолго до того, как словосочетание «Интернет Вещей» вошло в обиход?

Первый шаг в сторону Интернета вещей был сделан в 2010 году, с выпуском версии Bluetooth Core 4.0, включающей в себя версию с низким энергопотреблением (Bluetooth Low Energy, BLE), известную также как Bluetooth Smart. Эта новая технология была разработана с ориентацией на новое поколение умных устройств, многие из которых питаются от батареек и, следовательно, требуют более эффективное управление питанием. Но и тогда Bluetooth никто всерьез не воспринимал как альтернативную технологию домашней автоматизации. Более того, прошло уже 8 долгих лет с момента выхода дебютной версии Bluetooth Smart, но на рынке все еще много непонимания о том, на что эта технология способна, и для каких приложений подходит.

Отметим также, что классический Bluetooth по-прежнему остается частью спецификации ядра Bluetooth, но мало используется на рынке IoT. Поэтому в дальнейшем в рамках данной статьи всякий раз, когда мы будем упоминать название Bluetooth, мы будем иметь в виду Bluetooth BLE (Bluetooth Smart).

 

Bluetooth Low Energy в модели OSI

Как и Z-Wave, Bluetooth охватывает все уровни основной модели OSI — от физического уровня до прикладного. Таким образом, Bluetooth Special Interest Group (SIG), орган, который контролирует разработку и лицензирование Bluetooth, имеет такую же редкую привилегию, как и Z-Wave Alliance, — напрямую и самостоятельно вносить любые изменения в стандарт.

Bluetooth Low Energy, как и другие стандарты связи с низким энергопотреблением и низкой пропускной способностью, ориентирован на передачу данных небольшими пакетами и короткое время работы устройства с батарейным питанием в активном режиме. Именно в этом кроется его основное отличие от привычного нам классического Bluetooth, так как устройства Bluetooth Low Energy соединяются друг с другом только при необходимости отправки или получения данных.

Bluetooth Low Energy охватывает все уровни модели OSI

На прикладном уровне взаимодействие между решениями от разных производителей обеспечивается путем определения профилей (спецификации работы устройств с низким энергопотреблением и конкретных приложений). Данный принцип был позаимствованы из исходной спецификации классического Bluetooth. Таким образом, производители могут внедрять необходимые им профили в свои устройства, обеспечивая его совместимость с другими продуктами Bluetooth Smart, поддерживающими ту же спецификацию. Отметим также, что возможность имплантировать в решения несколько профилей позволяет производителям гибко корректировать функциональность своих продуктов. Однако, решения от разных производителей смогут полноценно общаться только в том случае, когда у них существует хотя бы один общий профиль.

 

Преимущества Bluetooth Low Energy

Для технологии, ориентированной на низкое энергопотребление, Bluetooth Low Energy обладает довольно впечатляющей скоростью передачи данных — до 1 Мбит/с (для новой пятой версии Bluetooth это значение увеличено до 2 Мбит/с). Чем быстрее скорость, тем больше информации можно передать за единицу времени. А это значит, что передатчик Bluetooth быстрее освободит радиоэфир, уменьшая тем самым вероятность возникновения коллизий. Это имеет крайне важное значение при работе в таком сверх загруженном диапазоне частот, как 2,4 ГГц.

Благодаря поддержке спящих узлов (устройства, которые проводят большую часть времени неактивны, периодически “просыпаются” на короткое время только для быстрого выполнения своей задачи, а затем также быстро возвращаются в спящий режим) Bluetooth Smart обеспечивает достойное, хоть и не лучшее в отрасли значение срока службы батареи, позволяя определенным датчикам и переключателям работать более года от крошечных батареек-таблеток. Что касается такого критически важного параметра для рынка домашней автоматизации, как время отклика устройства, то и здесь Bluetooth BLE демонстрирует результаты на уровне лидирующих технологий.

Кроме того, Bluetooth Smart имеет интересную функцию, которой нет у других рассмотренных нами технологий. Это так называемые маячки (beacons). Используя функцию определения близости Bluetooth, маячки могут заставить смартфоны выполнять определенные действия, когда пользователь находится рядом с ними. Маячки позволяют внедрить широкий спектр уникальных приложений: от push-уведомлений на основе определения местоположения до услуг точного позиционирования. Что особенно важно, так это то, что добавление нескольких строк кода в программный стек — это все, что необходимо для оснащения интеллектуального устройства с поддержкой Bluetooth функциональностью маячка.

Маячки Bluetooth, реализованные в виде отдельных устройств

Функции, основанные на возможности определения близости устройств Bluetooth, возможны только благодаря тому, что умное устройство и смартфон могут напрямую общаться друг с другом. И это самое большое конкурентное преимущество Bluetooth. Из всех технологий беспроводной связи, используемых в IoT, только Bluetooth и Wi-Fi изначально поддерживаются практически всеми смартфонами, планшетами и ноутбуками на рынке. Но, помимо того, что Wi-Fi не подходит для подавляющего большинства приложений Интернета вещей, он к тому же направляет все сообщения через центральную точку доступа. И только Bluetooth обеспечивает прямую связь между телефоном и устройством. С точки зрения пользователя — это существенное преимущество, так как ему нужно только специальное приложение, чтобы его гаджет стал «удаленным дисплеем» для интеллектуальной домашней сети умных устройств. Кроме того, такая топология значительно упрощает добавление новых устройств в существующую сеть. С помощью Bluetooth вся процедура может быть предельно упрощена, интуитивно понятна и безопасна.

 

Недостатки Bluetooth Low Energy

Bluetooth использует тот же диапазон 2,4 ГГц, что и многие другие радиотехнологии, включая не только уже упомянутые нами Wi-Fi, ZigBee и Thread, но и множество других устройств, таких как микроволновые печи, радионяни или беспроводные телефоны. Несмотря на то, что Bluetooth снабжен определенным инструментарием для противодействия помехам (в том числе, например, технологией адаптивной смены частоты, которая обеспечивает способность в ходе передачи данных динамически переключаться между 40 доступными каналами, избегая самых шумных и загруженных), использование полосы частот 2,4 ГГц — это несомненный минус. Ведь, помимо наличия постоянных помех, у диапазона 2,4 ГГц есть еще один большой недостаток — сигнал на этой частоте затухает намного быстрее, чем на частотах менее 1 ГГц, когда радиоволны проникают сквозь стены и другие препятствия, включая в том числе и человеческое тело.

По этой же причине радиус действия технологии Bluetooth Low Energy не является ее сильной стороной. Несмотря на теоретически достижимые «до 100 метров в зоне прямой видимости», для Bluetooth четвертой версии при работе двух устройств в помещении вы реально можете рассчитывать на расстояние до 10 метров. Путаницы добавляет и тот факт, что эта цифра сильно зависит не только от преград и помех, которые будут находиться на пути распространения сигнала, но и настроек производителей, так как с Bluetooth Smart у них есть возможность в определенных пределах корректировать мощность сигнала устройства (в том числе увеличивать его мощность и повышать энергопотребление).

Главный недостаток Bluetooth Low Energy — конкуренция за диапазон частот 2,4 ГГц с Wi-Fi, Zigbee,

микроволновками, радионянями и другой потребительской электроникой

Есть причина, по которой Bluetooth Smart, специально разработанный для решения проблем быстро развивающегося рынка IoT, практически никогда не рассматривается как вариант для сложных IoT-реализаций, в том числе и для построения разветвленных сетей домашней автоматизации. Делов в том, что он был спроектирован для поддержания относительно простых сетей с топологией “звезда”. Она плохо подходит для создания динамичной, управляемой датчиками гибкой и надежной среды, которую мы хотели бы видеть в наших умных домах, не говоря уже об офисах или промышленных предприятиях. Mesh-сеть является важной топологией для многочисленных приложений, особенно тех, которые требуют расширенного диапазона или равноправной коммуникации между устройствами. Поэтому неудивительно, что все самые популярные протоколы в категории с низкой пропускной способностью (Z-Wave и  ZigBee) маршрутизируют сообщения через ячеистые сети. Bluetooth же, за редкими исключениями, воплощенными в нескольких проприетарных решених (которые, к тому же, несовместимых между собой), такую возможность не предоставлял.

 

Перспективы Bluetooth Low Energy

В начале 2015 года Bluetooth SIG объявил о создании Mesh Working Group. Его целью было стандартизировать поддержку Mesh-сети и разработать соответствующие профили (спецификации). Это заняло довольно много времени, но в июле 2017 года первые спецификации сетей Bluetooth для ячеистых сетей были окончательно приняты и официально опубликованы. Mesh-сеть Bluetooth сильно отличается от других технологий, которые мы обсуждали до сих пор. Основное отличие заключается в том, как сообщения распространяются через сеть. Как при маршрутизации на основе источника сообщения (Z-Wave), так и при маршрутизации на основе назначения (ZigBee, Thread), каждое сообщение распространяется по определенному пути, передаваясь от одного узла к другому, пока не достигнет пункта назначения. Mesh-сеть Bluetooth использует подход, называемый управляемой лавинной маршрутизацией. Он заключается в том, что каждое устройство ретранслирует полученное им сообщение не по заданному маршруту, а всем узлам, находящимся в зоне действия, а те снова передают его всем узлам, находящимся в их зоне действия.

Этот подход является крайне неоптимальным с точки зрения использования пропускной способности сети, однако не требует построения таблиц маршрутизации и не нуждается в сложных процедурах восстановления работоспособности сети. Таким образом, управляемая лавинная маршрутизация использует меньше памяти и вычислительных мощностей, что благоприятно сказывается на итоговой стоимости готовых решений. Она также теоретически может демонстрировать лучшую устойчивость к помехам в диапазоне 2,4 ГГц, чем другие решения, работающие на той же частоте, но только при условии достаточно плотного расположения сенсоров в сети. Однако из-за такой «прожорливости» Mesh-сети Bluetooth плохо подходят для создания сложных проектов домашней автоматизации, не говоря уже о разнообразных коммерческих внедрениях. Это, похоже, понимают и сами разработчики, так как первая редакция Mesh Model Specification сфокусирована исключительно на умном освещении.

Ожидается, что первая волна устройств с поддержкой Mesh-сети Bluetooth скоро появится на рынке. После реализации первых проектов станет понятнее, насколько подход Bluetooth окажется эффективным для реализации систем умного освещения, и сможет ли эта новая технология обеспечить совместимость между разными поставщиками.

Но пока ясно одно: Bluetooth Low Energy в ближайшие годы пока не способен стать надежной основой для реализации полноценных проектов вашей домашней автоматизации.

Таблица. Преимущества и недостатки Bluetooth Low Energy





Преимущества

Недостатки

Высокая скорость передачи данных в сети

Плохая помехозащищенность в перегруженном диапазоне частот 2,4 ГГц

Умеренное энергопотребление по сравнению с Wi-Fi

Недостаточная надежность: не используется топология ячеистых сетей (возможно, с распространением технологии лавинной маршрутизации этот недостаток будет устранен в новых моделях устройств)

Хорошая совместимость: охвачены все уровни модели OSI

Малый практический радиус действия (максимум до 10 м в помещениях). Топология “звезда” не позволяет расширять сеть с помощью ретрансляторов. Возможно, с распространением технологии лавинной маршрутизации этот недостаток будет устранен в новых моделях устройств

 

Заключение

В последнее время на рынке появилось много мультипротокольных контроллеров, объединяющих сразу несколько беспроводных технологий умного дома. Так производители пытаются примирить конкурирующие протоколы и дать пользователям больше свободы в построении домашних смарт-сетей. Самое популярное сочетание — поддержка одновременно Z-Wave, Zigbee и Bluetooth Smart в одном устройстве. Их, например, можно найти в популярных контроллерах VeraPlus, Vera Secure, ряд контроллеров Zipato, SmartThings и некоторых других производителей.

В целом, универсальный контроллер — неплохое решение проблемы “зоопарка” протоколов умного дома. Но загвоздка в том, что обеспечивая совместную работу разных беспроводных технологий в пределах отдельно взятого умного жилища, такие контроллеры не решают проблему несовместимости между устройствами в рамках одного и того же протокола. Это важно помнить, выбирая “периферию” — датчики и исполнительные устройства, без которых ни один умный дом невозможен в принципе.

Как мы уже выяснили, одна из главных причин плохой внутрипротокольной совместимости — отсутствие стандартизации на прикладном уровне сетевой модели OSI. Причем не заявленной, а реальной стандартизации. А она зависит в первую очередь от того, насколько жестко отраслевые группы, стоящие за тем или иным протоколом, определяют условия сертификации готовых устройств.

Сегодня безусловный лидер по совместимости устройств разных производителей в рамках одного протокола — технология Z-Wave. Отраслевой консорциум Z-Wave Alliance предлагает понятную программу сертификации гаджетов умного дома и четко следит за выполнением ее условий. Z-Wave охватывает все уровни модели OSI. Но в отличие от, например, Bluetooth Smart (который также поддерживает все эти уровни), протокол Z-Wave изначально разрабатывался как технология ячеистой сети с высоким уровнем отказоустойчивости. Кроме того, Z-Wave — единственная из популярных технологий, которая не использует перегруженный до предела частотный диапазон 2,4 ГГц. Все эти преимущества позволили Z-Wave Alliance создать, без преувеличения, самую развитую в мире экосистему устройств умного дома (более 100 млн внедрений и свыше 2,5 тыс. наименований продуктов от 700 с лишним международных производителей).

У Zigbee и Bluetooth Smart тоже есть шансы на развитие. В первом случае разработчики пытаются решить проблему внутрипротокольной совместимости путем внедрения надстройки Dotdot. Но, учитывая огромную инсталлированную базу Zigbee-устройств прежних поколений и мягкую политику сертификации Zigbee Alliance, едва ли можно надеяться на быстрый прорыв в плане беспроблемной работы гаджетов Zigbee разных производителей. Кроме того, потенциальным конкурентом Zigbee считается протокол Thread, который, впрочем пока так и остается “темной лошадкой” на рынке умных домов.

В случае с Bluetooth Low Energy, перспективы этого протокола во многом зависят от того, насколько успешными станут попытки реализовать в нем топологию ячеистых сетей. Так или иначе, и Bluetooth, и Zigbee и Thread жестко привязаны к зашумленному радиодиапазону 2,4 ГГц. И этот недостаток едва ли будет устранен в обозримом будущем.

Рынок беспроводных технологий умного дома быстро меняется. Неизменными остаются только требования к энергопотреблению устройств, цифровой безопасности, отказоустойчивости сети, способности устройств противостоять радиопомехам, простоте подключения, а также взаимной совместимости продуктов одного и того же стандарта связи. Выбирая основу для умного дома, нужно тщательно взвешивать все эти факторы.

ЭРА начинает строить «умный дом»: обзор продуктов нового направления

 

ЭРА начинает работу в рамках нового направления — smart-устройства для комфортного и безопасного дома. На сегодняшний система «умного дома» ЭРА состоит из 4 компактных эргономичных приборов: датчик движения, датчик температуры и влажности, датчик открытия, центр управления устройствами. Они функционируют на базе ячеистой сети Zigbee, набирающей обороты во всём мире. 

Сердцем системы «умного дома» ЭРА является центр управления устройствами ЭРА Zigbee. Он контролирует все подключённые smart-устройства, улавливая информацию на расстоянии до 100 м. Питается от стандартной электросети 220 В. Работает при наличии Wi-Fi-роутера 2,4 ГГц и подключённого к интернету смартфона с установленным приложением ЭРА Smart. Скачать приложение легко из Apple Store или Google Play. Совместим с виртуальными голосовыми помощниками: Яндекс Алиса, Apple Siri, Сбер Салют и др.

Вы будете управлять домашними устройствами прямо с мобильного телефона и оперативно получать информацию. Центр ЭРА Zigbee может использоваться не только с продуктами ЭРА, но и с приборами сторонних производителей. 

Подключаемые к центру управления датчики ЭРА Zigbee питаются от литиевой батарейки CR2/3В, которой хватает более чем на 5 лет. Их можно разместить абсолютно в любом месте, без привязки к электросети

Датчики в режиме реального времени отправляют данные в центр управления устройствами и на смартфон пользователя. Действуют по заданному сценарию, мониторят изменения, отслеживая статистику. Работают при наличии центра управления устройствами Zigbee, Wi-Fi-роутера 2,4 ГГц и подключённого к интернету смартфона с установленным приложением ЭРА Smart. 

Датчик движения ЭРА Zigbee — элемент системы умного дома ЭРА Smart. Отслеживает наличие движения в помещении. С его помощью легко активировать работу других домашних приборов: к примеру, в комнате будет автоматически включаться свет при нахождении в ней людей. Улавливает движение на расстоянии 7 м, угол его обзора 120°.

Датчик температуры и влажности ЭРА Zigbee анализирует температуру и влажность в помещении. С его помощью легко контролировать работу других домашних приборов: к примеру, включение / отключение кондиционера или увлажнителя воздуха.

Датчик открытия ЭРА Zigbee контролирует факт открытия входных и межкомнатных дверей, окон, дверей мебели и бытовых приборов. Работает в тандеме с магнитом, который необходимо расположить на расстоянии до 1,5 м от датчика. 

Все устройства «умного дома» ЭРА имеют аккуратный дизайн с закруглёнными углами. Базовый белый цвет позволит без проблем разместить их в интерьерах любого стиля. Датчики и центр управления ЭРА Zigbee отличаются компактными размерами и малым весом. 

 

Устройства «умного дома» в электронном каталоге ЭРА:

Центр управления устройствами ЭРА Zigbee

Датчик движения ЭРА Zigbee

Датчик температуры и влажности воздуха ЭРА Zigbee

Датчик открытия ЭРА Zigbee

 

Zigbee или Z-Wave: что выбрать для умного дома?

На чтение 8 мин Просмотров 3.5к.

 Zigbee или Z-Wave, что подходит для вашего дома? Когда вы строите умный дом, в котором больше чем пара автономных устройств, есть одна вещь, которую вы должны учитывать прежде всего …

Проблемой является тот факт, что разные устройства используют разные протоколы. Пока что нет ничего похожего на единый стандарт для умных домашних устройств. Есть Bluetooth и Wi-Fi, оригинальный X10 и другие.

Давайте рассмотрим протоколы Zigbee и Z-Wave, и выберем, что лучше и нужны ли они вам.

 

 

Что такое Zigbee?

Zigbee — ячеистая сеть. Это означает, что сигналы могут переходить от одного устройства Zigbee к другому, без необходимости подключения устройства к сети Wi-Fi. Вместо этого обычно используется центральный узел.

Количество переходов между устройствами не ограничено. Это делает его гибким при построении умных домов. Связь между устройствами Zigbee возможна на расстоянии до 20 метров.

Zigbee может технически справиться с 65000 устройствами, но на самом деле, вы также столкнетесь с проблемами пропускной способности, прежде чем наберете это гипотетическое число. Тем не менее это показывает надежность Zigbee как коммуникационного протокола.

Шифрование AES-128 означает, что вам не нужно беспокоиться о безопасной связи с устройствами Zigbee. Этот стандарт используется онлайн-банками.

 

Что касается частоты, Zigbee 3.0 работает на частоте 2,4 ГГц с высокой скоростью передачи. Это имеет встроенную проблему … Эта частота используется устройствами WiFi. Поэтому вы можете столкнуться с большим количеством помех. В России Zigbee работает на частоте 915 МГц. Загвоздка в том, что скорость передачи данных снижается с 250 до 40 кбит / с. Так что это компромисс, который может вас не устроить.

Что такое Z-Wave?

Z-Wave также является ячеистой сетью, которая использует радиоволны, для общения устройств и приборов в вашем доме.

Направленный как на коммерческие, так и на жилые умные здания, вам понадобится центральный хаб. Затем вы можете управлять своими устройствами с помощью смартфона, клавиатуры или беспроводного брелка.

Датская компания Zensys разработала Z-Wave еще в 2001 году, как более дешевую и простую альтернативу 

В отличие от Zigbee, в сети поддерживается только 4 перехода между устройствами Z-Wave, что делает его более ограниченным. Сама сеть также ограничена 232 устройствами, но этого достаточно для большинства жилых умных домов.

В области безопасности Z-Wave использует тот же стандарт AES-128, что и Zigbee. Хотя это не 100% защита от взлома, но это не та проблема, о которой вам нужно беспокоиться.

Если вы действительно обеспокоены безопасностью, наш совет — не поддаваться искушению полностью автоматизировать ваш дом. Бессмысленно добавлять уровень удобства и безопасности, если вы беспокоитесь что ваши устройства или сеть могут быть взломаны.

Устройства Z-Wave работают в диапазоне радиочастот 800–900 МГц. Это один из ключевых пунктов для покупки, так у вас не будет помех от других устройств.

 

Нужно ли придерживаться единого протокола связи?

Во-первых, в вашем умном доме вполне возможно использовать устройства Zigbee и Z-Wave.

Многие устройства будут работать с обоими протоколами, даже если они не совместимы напрямую. Концентратор SmartThings от Samsung, как и концентратор Wink, поддерживает Zigbee и Z-Wave. Бытовая техника GE, интеллектуальные замки Yale и термостаты Honey также прекрасно работают с ними.

 

 

Поэтому, если вы строите дом с двумя протоколами, подбирайте концентратор, который поддерживает оба, иначе вы столкнетесь с проблемами.

 

Zigbee против Z-Wave: лицом к лицу

Теперь пришло время изучить эти протоколы беспроводной связи по 7 ключевым категориям:

  1. надежность
  2. совместимость
  3. диапазон сигнала
  4. потребление энергии
  5. конфигурация сети
  6. безопасность
  7. цена

1) Надежность

Никакое умное домашнее устройство или коммуникационный протокол не используйте вообще, если оно не надежно. Независимо от того, пытаетесь ли вы управлять умным замком или системой безопасности, вам нужен надежный сигнал. В то время как с термостатом или освещением, недостаток надежности расстраивает, то с безопасностью это может быть совершенно опасно.

Как мы уже упоминали, Z-Wave работает в диапазоне частот 800–900 МГц. Если учесть, что перегрузка частоты 2,4 ГГц, необходимая Zigbee, означает, потерю связи. Напротив, сигнал Z-Wave намного стабилен. Поэтому ячеистая сеть Z-Wave способна создавать более качественные и надежные соединения.

Несмотря на эти проблемы, нельзя сказать, что хорошо спроектированная сеть Zigbee ненадежна, просто Z-Wave в целом более надежен.

Победитель: Z-Wave

 

2) Совместимость

Удобство и безопасность- это два столпа успешного умного дома. Если вам в конечном итоге понадобится несколько хабов и приложений, то это отменяет саму идею оптимизированного и автоматизированного дома.

Zigbee — это открытый беспроводной стандарт, тщательно поддерживаемый Zigbee Alliance. 400 компаний несут ответственность за 2500 устройств Zigbee.

Хотя это может показаться впечатляющим, есть проблема из-за того, как работает сертификация и маркировка…

Производитель может получить сертификацию Zigbee для своего оборудования, даже если программное обеспечение еще не соответствует требованиям. Это позволяет производителю заявлять о готовности устройства Zigbee.

«БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ! Обратите внимание, есть ли сертификат Zigbee Home Automation, который означает полное соответствие.

Как и в случае с надежностью, это не означает, что совместимость является огромной проблемой для Zigbee.

В отличие от Zigbee с открытым исходным кодом, Z-Wave — это запатентованная технология, принадлежащая Sigma Design. Они развивают технологию Z-Wave и управляют Альянсом Z-Wave, который контролирует сертификацию. Эта группа уверена, что каждое устройство Z-Wave придерживается стандартов. Под этим мы подразумеваем, что сертифицированое устройство Z-Wave будет работать с каждым контроллером Z-Wave.

С более чем 600 производителями, ответственными за больше чем 2000 устройств, совместимость является одним из основных преимуществ Z-Wave. По этой причине она является победителем над Zigbee в этой категории.

Победитель: Z-Wave

 

3) Диапазон сигнала

Умные дома сегодня не просто ограничены внутренней частью дома, но часто используются в гараже и саду. Поэтому вам понадобится отличное покрытие, которое зависит от размеров вашего дома и сферы применения системы.

Цифры, с которыми вы столкнетесь при изучении диапазонов, могут отличаться, но Z-Wave выигрывает на расстоянии.

Устройства Zigbee имеют дальность до 12 м в помещении, но может опускаться до 3 м в зависимости от прямой видимости и материалов, из которых сделаны ваши стены. Хотя это, подходит для наших целей, но может быть не лучшим решением для расширения умного дома. Высокая частота, на которой работает Zigbee, которая ответственна за плохой диапазон, позволяет передавать больше данных, но отрицательно влияет на него.

Уставленные на открытом пространстве, устройства Z-Wave могут отправлять сигналы  на расстояния, превышающие 100м. Внутри вашего умного дома помехи и препятствия значительно сокращают этот диапазон. Но сигналы Z-Wave по-прежнему способны преодолевать до 15м со стенами на пути и до 30м без помех.

Победитель: Z-Wave

 

4) Потребление энергии

Хорошая новость заключается в том, что Zigbee и Z-Wave потребляют удивительно мало энергии, намного меньше, чем требует Wi-Fi. Это очень удобно, поскольку многие устройства для умного дома работают на батарейках, поэтому вам не нужен энергоемкий протокол связи.

Это еще одна область, где оба протокола работают хорошо, но на этот раз у Zigbee есть преимущество. Он потребляет немного меньше энергии, хотя этот разрыв сокращается. Новые устройства Z-Wave Plus улучшаются в этом направлении.

Если вы планируете использовать несколько чувствительных устройств, таких как интеллектуальные замки и датчики, вам лучше использовать Zigbee.

Победитель: Zigbee

 

5) Конфигурация сети

В отличие от сетей Wi-Fi, которые являются звездными, Zigbee и Z-Wave, являются ячеистыми сетями. Со звездообразной сетью устройства обмениваются данными с центральным концентратором.

При звездном подключении, когда устройство выходит из зоны действия WI-FI, оно перестает быть частью этой сети.

 

 

В ячеистых сетях, хотя сигнал начинается с центрального концентратора, прямой связи не требуется. По сути, каждое устройство действует как повторитель, который передает сигнал следующему устройству в сети.

Сети Z-Wave допускают до 4 переходов между устройствами, в то время как Zigbee, не имеет ограничения. Сети Z-Wave способны поддерживать 232 устройства, Zigbee — невероятные 65000.

Хотя технически Zigbee выигрывает здесь, мы объявляем ничью. Так как не имеет значимого влияния на обычные приложения.

Победитель: Ничья

 

6) Безопасность

Zigbee, и Z-Wave используют стандарт шифрования AES 128, который предпочитают онлайн-банки и правительственные учреждения. Это должно сказать вам все, что вам нужно знать о безопасности.

Хотя ни один умный дом не является полностью безопасным, вы не столкнетесь с проблемами взлома шифрования сигнала, независимо от того, какой протокол вы выберете.

В первые дни Z-Wave приобрел неоправданную репутацию из-за проблем в безопасности. Это была ошибка некоторых компаний, решивших не использовать шифрование высокого уровня. Разочарованный этим, Z-Wave теперь делает AES128 требованием для сертификации. Производители обязаны внедрять новую платформу Security 2 (S2), что делает любое нарушение безопасности практически невозможным.

Хотя Z-Wave поднял безопасность на новый уровень, оба протокола практически исключают возможность взлома сигнала, мы объявляем ничью.

Победитель: Ничья

7) Цена

Наконец, ценообразование.

Нет никакой разницы между устройствами Zigbee и Z-Wave, когда речь заходит о стоимости. Как и со всеми устройствами для умного дома, вы можете делать покупки по разным ценам. Но ни Zigbee, ни Z-Wave, несмотря на их отличия, не являются по сути дешевле.

Победитель: Ничья

Заключение

Z-Wave, явным победитель с точки зрения надежности, совместимости и диапазона сигнала. В то же время как Zigbee выходит вперед исключительно в плане энергопотребления.

Как и во всех элементах построения успешного умного дома, ваше решение должно быть полностью личным. Используете данный обзор просто как руководство. Это не указание покупать продукты Z-Wave, прежде всего что они лучше.

В заключение, если вы только начинаете идти по пути домашней автоматизации, то немного проще собирать сети Z-Wave. С меньшими помехами, большим ассортиментом Z-Wave имеет смысл для большинства потребителей умных домов.

обзор, подключение устройств, возможности / Комфортный дом и бытовая техника / iXBT Live

Здравствуйте друзья

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.

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.

Умный дом ZigBee

















































Название

Устройство

Описание

Цена

1. Модем ZigBee Умный дом (центральный беспроводной шлюз) К-01М

Беспроводный

ZigBee Умный дом


Ethrnet шлюз с радиусом действия от 100 м (в помещении) до 1000 м (на открытом пространстве). Имеет встроенный WEB-сервер. Протокол TCP/IP. Support ARP, ICMP, BOOTP, DHCP, IPv4, IGMP, UDP. Размеры 127х106х25 мм. Питание 12V. Вес 180 г.

12500 руб

2. Модем ZigBee Умный дом (центральный беспроводной шлюз Wi-Fi/ZigBee) К-02М

Wi-Fi/ZigBee беспроводной шлюз для объединения всех устройств ZigBee Умный дом и подключения к интернету. К шлюзу может подключаться ваш смартфон для управления и мониторинга.

ZigBee купить

9500 руб

3. GSM-модуль к модему К-03М

Модуль для подключения GSM-канала мобильной связи и доступа в интернет по беспроводной связи Wi-Fi с модемом.

10500 руб

4. Пульт ZigBee брелок К-01Р

Миниатюрный ZigBee пульт дистанционного управления (брелок). Расстояние до 30 м. Индикация разрядки батареи. Используется для вкл/выключения системы безопасности, а также любого другого устройства или как тревожная кнопка.

1800 руб

5. Сенсорный выключатель ZigBee К-03V

Настенный сенсорный ZigBee выключатель для плавного включения освещения. Мощность управления лампами освещения до 2000W. Встроенный ZigBee модуль.

2800 руб

6. ZigBee свет, cветодиодная лампа 5W К-01L

ZigBee свет. Светодиодная лампа 5W, встроенный ZigBee модуль, стандартный цоколь Е27. Цветовая температура 6000-6500 К. Размеры: 60 мм — диаметр, 115 мм – высота. Напряжение 90 — 265 V / 50 Гц.

2900 руб

7. Светодиодная лампа ZigBee RGB 3W К-02L

ZigBee освещение RGB. Светодиодная дизайнерская лампа 3W RGB. Встроенный ZigBee модуль. Cтандартный цоколь Е27. Напряжение 90 — 265 V / 50 Гц.

2900 руб

8. Уличная ZigBee сирена К-01S

Внешняя сирена ZigBee pro. Питание 4 шт ×AAА Battery. Диапазон температур -20°C +70°C. Влажность 5~95%.

3000 руб

9. Дверной/оконный ZigBee датчики открытия К-01D

Магнитоконтакт контролирует открытие\закрытие дверей\окон.

ZigBee датчики.


Питание 2 шт ААА-батареи. Дистанция передачи сигнала до 50 м.

2800 руб

10. ИК ZigBee датчики движения К-02D

Высококачественный инфракрасный ZigBee датчик движения. Детектирует тепловое излучение человеческого тела. Светодиодный индикатор. Радиус действия до 5 метров (мax 7 м). Закрепляется на любой поверхности. Питание 3×1.5V AA Battery.

3200 руб

11. Дымовые пожарные ZigBee датчики (извещатель)

К-03D

Пожарный датчик задымления. Светодиодная индикация тревоги. Звуковая сирена 85 db. Передача сигнала тревоги ZigBee до 50 м.

3200 руб

12. ZigBee устройство управления шторами К-01A

Устройство автоматического открытия/закрытия штор по управляющему сигналу ZigBee. Ширина шторы от 1.5 м. Вес 10 кГ. Мощность мотора 50 W. Светодиодный индикатор. Питание 220-240V /50 Гц.

9000 руб

13. ZigBee-сеть измеритель потребляемой электроэнергии

К-01R

Измеряет напряжение (до 250V), ток (0-16 А), мощность (0-2500W) потребления сетевой нагрузки. Имеет возможность запоминания значений для составления графика потребления.

ZigBee-сеть


включает/отключает нагрузку по сигналам от других устройств.

3000 руб

14. ZigBee сеть 3-х постовый сетевой измеритель потребления

К-03R (энергоменеджер)

Измеряет ток (до 16 А), напряжение (100-265V), мощность по каждому каналу из 3-х нагрузок. ZigBee сеть имеет цифровой дисплей. Имеется годовая память потребляемых параметров.

Встроенный ZigBee модуль.

7500

15. ИК ZigBee датчики движения К-04D

Инфракрасный (ИК) ZigBee датчик движения совмещенный с температурным датчиком от -10 до +50°С. Питается от двух батарей. Угол обнаружения 130°. Радиус обнаружения до 6 м.

3000

16. Пожарный ZigBee датчик дыма

К-05D

Высоконадежный пожарный ZigBee датчик дыма совмещенный с температурным датчиком (от -10 до +50°С. Обнаружение дыма двумя датчиками: ионный и фотоэлектрический. Питание от батареи 9V. Встроенная сирена 85 db. Светодиодные индикаторы. Размер 92 х 50 мм.

3600

17. ZigBee детектор газа К-06D

ZigBee датчик утечек бытового газа совмещенный с температурным датчиком (от -10 до +65). Встроенная сирена 85 db. Светодиодные индикаторы.

4250

18. ZigBee датчики температуры и влажности К-07D

ZigBee датчик измерения температуры и влажности. Высокая точность измерения +/- 0.5℃, +/-4.5%RH. Для внутреннего и уличного применения.

3800

19. ZigBee датчик открытия К-08D

ZigBee герконовый магнитоконтакт. Питание 2 шт батареи АА -3V. Размеры: основная часть L:54.5 W:37.5 H:19.6, часть с магнитом: 32.5mm × 11.9mm × 10,5 мм.

2400

20. ZigBee датчики СО2 К-09D

ZigBee детектор качества воздуха. Измеряет температуру, влажность, СО2 и наличие вредных летучих органических взвесей. Питание 12 V. Размеры 75W x 120H x 22D (mm).

24000 руб

21. Розеточный съемный модуль ZigBee-сеть К-02R

Модуль измерения потребления сетевой нагрузки и передачи информации по ZigBee-сеть. Функция включения /выключения. Размеры L x W x H: 120*75*65мм

4800 руб

22. Розеточные съемные ZigBee pro модули К-03R

Модуль измерения потребления сетевой нагрузки и передачи информации по

ZigBee pro.


Цифровой дисплей. Функция включения /выключения. Размеры L x W x H: 120*75*65мм

6500 руб

23. ZigBee сирена со световой вспышкой. К-02S

ZigBee сирена с беспроводным управлением. Световое оповещение о тревоге. Размер: 110*60*30 мм

2400 руб

24. ZigBee репитер усилитель сигнала

К-01U

ZigBee усилитель (репитер) сигнала для обеспечения расстояния до 1000 м на открытом пространстве.

3000 руб

25. ZigBee выключатель света с диммированием К-02V

ZigBee свет. Настенный кнопочный ZigBee диммер. Для плавной регулировки яркости свечения ламп накаливания и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Рабочее напряжение 220 V

3000 руб

26. ZigBee выключатель света однокнопочный настенный К-03V

ZigBee освещение. Настенный кнопочный ZigBee выключатель освещения. ZigBee свет. Для включения \выключения ламп накаливания и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Рабочее напряжение 220 V.

6000 руб

27. ZigBee выключатель света двух кнопочный настенный K-04V

ZigBee свет. Двухкнопочный настенный ZigBee выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Рабочее напряжение 220 V.

7500 руб

28. ZigBee купить выключатель света трех кнопочный настенный К-05V

ZigBee освещение. Трехкнопочный настенный выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Рабочее напряжение 220 V.

9500 руб

29. ZigBee pro выключатель света четырех кнопочный настенный К-06V

ZigBee освещение. Четырехкнопочный настенный выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Рабочее напряжение 220 V.

11500 руб

30. ZigBee сенсорный выключатель света настенный однокнопочный К-06VS

Сенсорный настенный ZigBee выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания, галогенных и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Ток нагрузки до 2 А. Рабочее напряжение 220 V.

3200 руб

31. ZigBee купить cенсорный выключатель света настенный двухкнопочный К-07VS

Двухкнопочный сенсорный настенный ZigBee выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания, галогенных и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Ток нагрузки до 2 А. Рабочее напряжение 220 V.

4500 руб

32. Сенсорный ZigBee купить выключатель света настенный трехкнопочный К-08VS

Трехкнопочный сенсорный настенный ZigBee выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания, галогенных и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Ток нагрузки до 2 А. Рабочее напряжение 220 V.

5200 руб

33. Сенсорный ZigBee выключатель света настенный четырехкнопочный К-09VS

Четырехкнопочный сенсорный настенный ZigBee выключатель. Для включения \выключения ламп накаливания, галогенных и светодиодных ламп. Размер 86*86*55mm. Ток нагрузки до 2 А. Рабочее напряжение 220 V.

6500 руб

34. ZigBee датчики освещения К-10D

ZigBee датчик освещенности. Измерение освещенности в диапазоне: 0~300KLUX. Размеры: Φ 85 x 80 мм. Вес 70 г

2600 руб

35. Измеритель веса (ZigBee весы) К-01A

ZigBee весы электронные. Диапазон измерения от 0 до 150 кг. Размер D 330 мм. Цифровой дисплей. Для здорового образа жизни. Позволяет накапливать архив данных.

4500 руб

36. Настенная умная розетка ZigBee-сеть К-04R

ZigBee-сеть. Измерение потребляемого тока и мощности. Отключение по сигналу ZigBee pro.

2800 руб

37. Автоматическое управление ZigBee шторами К-02A

Устройство управления ZigBee шторами. Для регулировки освещенности в помещении. Рабочее напряжение 220VAC/50Гц. Скорость 18 см/с. Мощность электропривода 80 Вт (ток 0.36A). Электрический Ток. Степень защиты lp41. Грузоподъемность до 35 КГ

18000 руб

38. Автоматическое поднятие оконных ZigBee штор К-03A

Роллерный оконный ZigBee подъемник штор. Напряжение: 220 V. Мощность: 50 Вт
Усилие поднятия: 650 н, 800n, 1000 н
Степень защиты: IP55. Размер Основная Часть: 160*46*106mm.

13500 руб

39. Умный дверной ZigBee замок К-04A

Умный дверной ZigBee замок. Без традиционного механического ключа. Открывает/закрывает дверь дистанционно набором кода со смартфона или нажатием кнопки открытия брелка. Подобрать код практически невозможно. ZigBee своими руками.

24000 руб

40. Детектор газа ZigBee pro К-11D

Датчик обнаружения аммиака Nh4.

ZigBee своими руками.

13500 руб

41. ZigBee видеокамера

К-01VK

ZigBee видеонаблюдение в реальном времени,
Поддержка SD карты для записи.
Встроенная инфракрасная подсветка,
Включение по встроенному датчику движения. Поддержка двустороннего голосового общения.

6000 руб

42. Шумовой детектор ZigBee своими руками. К-12D

Емкостной измеритель шума. Диапазон измерения 30~130dB с точностью 0.1dB. Легкий. Простотой в установке. Солнечные батареи. Уличное исполение.

ZigBee своими руками.

3600 руб

43. Система полива ZigBee своими руками.

K-05A

Устройство для обеспечении полива. Управляется по ZigBee. Можно задать график полива. Может использоваться для обычного и капельного полива. ZigBee своими руками.

7200 руб

44. ИК трансмиттер ZigBee купить.

K-06A

ИК трансмиттер для приема сигналов управления с дистанционного пульта управления и передачи на исполнительные устройства. ZigBee купить.

3200 руб

45. ZigBee видеокамера скрытого видеонаблюдения. K-02VK

Миниатюрная видеокамера скрытого ZigBee видеонаблюдения с микрофоном. ZigBee купить.

4100 руб

Умный дом Xiaomi Mijia — принцип взаимодействия ZigBee.

В данном материале будут описаны устройства, работающие по принципу ZigBee. Будут рассмотрены тонкости подключения устройств посредством шлюза.

Содержание статьи

ZigBee: определение

Технология ZigBee — это единая система, работающая через беспроводную, сенсорную сеть. Примечательно, что протокол является надстройкой к паттерну IEEE 802.15.4. Так или иначе, ZigBee является отдельной, автоматизированной системой, которая схожая по принципу к Wi-Fi, Bluetooth, LTE.

Технология ZigBee

Примечание: управлять системой ZigBee невозможно с использованием непосредственно смартфона из-за того, что в самом устройстве нету интегрированного ZigBee интерфейса.

Надежно и безопасно

Для обеспечения быстрого соединения и цельной работы всех элементов протокола был разработан паттерн ZigBee. Целью разработчиков было создать систему, способную как самовосстановлению и автономности в работе. Примечательно, что скорость передачи данных не имеет значения. Следующим и достаточно важным фактором остается автономная работа устройств, которые подключены к системе. Основными характеристиками паттерна являются:

  • Принцип ячеек. Благодаря технологии обеспечивается гарантированное взаимодействие и доставка пакетов устройств.
  • Защита. Криптографические технологии современной разработки позволяют защитить данные «умного дома».
  • Автономность работы. Используемые датчики движения показывают возможность работы более 1,5 лет. При этом, используется идентичный механизм питания.

Smart Home Gateway — шлюз

Для обеспечения надежной связи используется устройство, которое имеет физическую интеграцию протокола ZigBee. Таким образом, шлюз выступает «посредником» между устройствами «умного дома» и Wi-Fi соединением, которое, в свою очередь, используется для подключения контроллера. Распространенным названием паттерна является «хаб» или концентратор. Это аргументировано тем, что к протоколу подключаются практически все устройства «умного дома». Однако, главное предназначение ZigBee — это передача данных в интерфейс Wi-Fi.

Наиболее релевантным на рынке шлюзом представлен круглой формы прибор, который одновременно выполняет функцию: будильника, сигнализации, дверного звонка и даже светильника. В некоторых случаях устройство используется для инициализации различных сценариев.

Шлюз от производителя Aqara поставляется в квадратной или круглой форме. Кроме того, вместо использования подсветки некоторые модели оборудованы инфракрасным передатчиком, а также специальный разъемом для подключения вилки китайского образца. Компания Aqara позиционирует устройства как прибор для управления кондиционером. Примечательно, что с использования ИК можно спокойно индивидуализировать любое устройство.

В продаже представлен еще один шлюз управления — это IP камера. Однако вариант достаточно спорный, который лучше использовать по назначению.

Используемые устройства «умного дома» легко интегрируются в систему. Примечательно, что товары Mijia отлично работают с Aqara и наоборот.

Примечание: количество доступных к одному шлюзу устройств составляет 50 единиц. Без сомнения, что лучше всего ограничиться 25 устройствами и приобрести несколько шлюзов.

Так или иначе, работа шлюзов позволяет одновременно использовать все датчики дома в непосредственном взаимодействии. Это означает, что система безупречно функционирует даже при наличие нескольких шлюзов.

Xiaomi Remote 360 — «умный» контроллер для управления домом

Пульт управления и шлюзом управления является Xiaomi Remote 360. Примечательно, что контроллер способен регулировать и подключать все устройства, находящиеся в доме. Из-за специфики сигнала ИК пульт может использоваться исключительно в открытом пространстве.

Комплект поставки устройства выдержан в духе минимализма. Коробка белого цвета из прочного картона с фирменным логотипом китайской компании. Обратная сторона упаковки предоставляет информацию на китайском языке. Примечательно, что в отличии от продукции от Apple коробка не открывается с помощью одной руки. В верхней части коробки находится защитная прокладка. Кроме того, имеется небольшая и краткая инструкция по эксплуатации.

Внешний вид устройства отличается круглой формой и характерным, черным цветом. На передней части обозначается статус работы. Так, синий цвет индикатора сигнализирует о том, что устройство подключено к Сети и работает. Желтый цвет — показатель отсутствия подключения. В центральной части нанесен логотип Mi. Поверхность пульта выполнена из глянца, который не столь практичен, однако очень стильный и современный.

Внутренняя часть пульта оборудована шестью излучателями сигнала ИК. С обратной стороны пульта расположен вход под microUSB. Примечательно, что производитель использует снизу прочную и качественную резиновую прокладку, которая обеспечивает отменную вентиляцию и взаимодействие с поверхностью стола.

Программное обеспечение. Руководить и индивидуализировать устройства можно при помощи утилиты Mi Home. Подобным образом присоединяется и пульт с использованием специального QR-кода. Кроме того, пульт можно привязать при помощи специальных кнопок. Затем, придется выбрать тип устройства, которое требуется привязать.

Работа датчиков

В данном информационном блоке предстоит разобраться с принципом взаимодействия ZigBee и датчиков. 

Взаимодействие с протоколом осуществляют датчики, которые не подключены к стационарному питанию.

Примечание: единственными датчиками, которые независимы от системы являются устройства, работающие посредством связи Bluetooth. К примеру, датчики температуры и влажности. 

В целостной системе «умного дома» налажено сплоченное действие через ZigBee. От протокола работают: выключатели, розетки, накладные розетки, дверной замок и привод для штор.

Датчики в системе подразделяются на два основных типа: сигнальные, исполнительные. Первая категория — это устройства, которые представляют собой условия сценариев и не обладают функцией удаленного управления.

Беспроводные кнопки

Товары от Mijia отличаются круглой формой устройств, а также набором функций: клик, двойной клик и длинный клик. Производитель Aqara, в свою очередь, выпускает товары квадратной формы с доступными функциями: одиночный клик и двойной клик.

Датчик движения

Достаточно релевантный на рынке товар, который позволяет активировать сценарии или включать освещение при движении. Датчики движения от Mijia отличаются определенными условиями: обнаружение движения и временные отрезки отсутствия движения (2, 5, 10, 20 и 30). В свою очередь, производитель Aqara выпускает более качественную продукцию. К примеру, датчики от Aqara не только оборудованы углом освещения, но и возможностью распознавания движения в темноте. К примеру, существует функция для индивидуализации яркости освещения и соответствующей реакции датчика.

Куб

Достаточно выгодный и эффективный Aqara Cube Controller, который оснащен огромным количеством функций. Таких как: поворот на 90 и 180 градусов, постукивание, вращение и сдвиг. Примечательно, что устройство является единственным среди группы, которое поддерживает плавное управление. В дополнительных режимах присутствуют также возможности подбрасывания и взмаха, которые, вскоре будут добавлены с новой прошивкой.

Датчики открытия

Очень простой и эффективный регулятор, который совмещает в себе функции датчика и магнита. Благодаря геркону выполняются действия замыкания и размыкания при приближении магнита. Так, части устройство монтируются на стену и окно или дверь. Поставляемые товары от производителей незначительно отличаются лишь формой: круглый от Mijia и прямоугольный от Aqara.

Благодаря универсальному датчику самостоятельное вмешательство и перепайка проводов позволяют изменить принцип действия датчика. К примеру, можно интегрировать в систему «умный» дверной звонок.

Датчики на определение утечки газа и дыма

Столь актуальный, заводской датчик позволяет использовать две функции: протечка обнаружена и устранена. От производителя Aqara поставляется датчик, который можно настроить, к примеру, на автоматическое перекрытие кранов централизованной поставки воды. В результате можно избежать затопления квартиры и материальной потери.

В коллаборации с небезызвестным брендом Honeywell китайская корпорация Mijia разработала датчики, которые позволяет предотвратить пожар и задымление. В случае обнаружения осуществляется мгновенная передача сигнала на смартфон. Кроме того, сигнализация начинает громко пищать и оповещать о потенциальной тревоге.

Датчики уровня температуры и влажности воздуха

Неотъемлемой частью «умного дома» являются устройства, позволяющие в точности анализировать показатели микроклимата в жилье. Применяются датчики в работе кондиционеров, нагревательных приборов, а также увлажнителей воздуха. Примечательно, что для обеспечения полного комфорта можно связать датчики с окнами, которые будут регулировать температуру воздуха и автоматически открываться. Товары от Mijia отличаются круглой формой, когда Aqara поставляет датчики в форме квадрата.

Примечание: особенность датчиков от Aqara заключается в измерении атмосферного давления. 

Розетки

Основные задачи розеток в доме — это регулировка напряжения, а также мониторинг электрической сети. Однако, при помощи протокола ZigBee осуществляется повторение сигнала. В случае, если расстояние между котроллеров и устройством велико — розетка будет использоваться в качестве ретранслятора сигнала. Примечательно, что статус розетка не имеет значения.

Примечание: отличия продукции от Mijia заключаются в использование накладных розеток. Aqara поставляет встраиваемую розетку. 

Настенные выключатели

Единственным монополистом на рынке данных товаров является Aqara. Сами выключатели поставляются с одним или двумя клавишами.

Беспроводные выключатели применяются в качестве основы для любого сценария. В устройстве используется 1 клавиша, где существует функция — клик. В двухклавишных выключателях доступны функции: правы, левый и двойной клик.

Второй тип выключателей — с разрывом фазы. Популярность данного типа аргументирована тем, что в СНГ странах не применяется нулевая линия, которую не требует выключатель. Оснащен одним контактом для фазы. В устройстве отсутствует батарейка. Особенность и преимущество типа заключается также в универсальном применении, где левый клик отвечает за включение светильника, а правый за включение прикроватного ночника. Допустимая нагрузка составляет 800 Ватт.

Последний тип — выключатели на нулевой линии. Идентичные обычным розеткам и имеют прямое подключение проводов. Предельная мощность в 2,5 кВт гарантирует возможность управления бойлером и электрорадиатором. Применять тип вместо выключателей — не совсем корректно. Лучше всего, автоматизировать на работу с постоянным взаимодействием с бойлером и тд.

Что такое Zigbee и почему он важен для вашего умного дома?

(Pocket-lint) — за последние несколько лет произошел взрывной рост количества устройств для умного дома. То, что когда-то называлось «домашней автоматизацией» и все еще называлось «Интернетом вещей», теперь превратилось в более удобную категорию, которую мы называем умным домом. У нас есть отопление, освещение, камеры, датчики практически для всего, а также новые устройства, появляющиеся каждую неделю, чтобы перетащить ваш дом в подключенное будущее.

За последние несколько лет мы перешли из позиции отключенных систем в мир с новыми концентраторами, где большие устройства, такие как Amazon Echo и Nest Audio, выступают в качестве концентраторов, чтобы связать все ваши подключенные сервисы вместе с такими платформами, как Apple HomeKit и Samsung SmartThings.

Итак, какую роль Zigbee должен сыграть в этом дивном новом мире умного дома? Pocket-lint готов предоставить все ответы.

Умный дом

Вся идея умного дома заключается в том, чтобы все взаимодействовали со всем, чтобы вы были в курсе, в то время как ваши устройства тоже.Это может быть то, что ваше освещение говорит с вашей камерой наблюдения или ваша умная кофемашина включается, когда вы встаете с постели. Интернет вещей может быть довольно бесполезным термином, но, по сути, это то, что происходит — все связано, а это означает, что информацией можно делиться, и вашей жизнью можно управлять без необходимости посещать каждую вещь в отдельности.

Все эти подключенные устройства обрабатываются автоматическими системами в единой сети. Результат? У вас есть умный дом благодаря умным приложениям и устройствам.Но есть одна проблема: многие компании производят все эти разные устройства. Чтобы заставить их работать вместе в одной сети, вы должны использовать один общий язык. Вот где приходит Zigbee.

Что такое Zigbee?

Zigbee основан на стандарте IEEE 802.15.4 для персональных сетей. Все, что вам нужно знать, это то, что Zigbee — это спецификация, которая существует уже более десяти лет, и она широко считается альтернативой Wi-Fi и Bluetooth для некоторых приложений, включая устройства с низким энергопотреблением, которые не требуют большой полосы пропускания. как датчики вашего умного дома.

Типичный пример — это когда у вас есть лампочка с поддержкой Zigbee и переключатель света с поддержкой Zigbee, и вы хотите, чтобы переключатель света управлял лампочкой. С Zigbee два устройства — даже если они разных производителей — говорят на одном языке, поэтому нет никаких препятствий для общения.

Pocket-lint

Zigbee не ориентирован на двухточечную связь, такую ​​как Bluetooth, но работает в ячеистой сети, поэтому отлично подходит для умного дома.

На самом деле, для заказчика, строящего умный дом, устройство, поддерживающее протокол Zigbee, все еще может быть изолированным, но по мере нашего продвижения вперед, с большим количеством устройств, желающих действовать как центральный контроллер, с меньшим количеством беспроводных протоколов для ваших интеллектуальных устройств. имеет явное преимущество — особенно если это означает, что вы можете избежать подключения огромного количества концентраторов к вашему маршрутизатору.

Что такое ячеистая сеть?

Ячеистая сеть — это когда сетевое соединение распределено между беспроводными узлами, которые могут связываться друг с другом и совместно использовать сетевое соединение на большой территории. Думайте об узлах как о небольших передатчиках, которые работают так же, как беспроводной маршрутизатор. Способность Zigbee поддерживать ячеистую сеть означает, что он может увеличить дальность передачи данных и обеспечить большую стабильность (даже когда один подключенный узел выходит из строя и не работает).

С Zigbee у вас, скорее всего, будет главный узел-координатор, который управляет другими подключенными узлами, например последней версией Amazon Echo.Если один узел выходит из строя по какой-либо причине и не может связаться со вторым узлом в ячеистой сети, главный узел и второй узел могут обмениваться данными, связываясь с третьим узлом в пределах диапазона. Каждый узел действует как своего рода повторитель, и все узлы взаимодействуют при распределении данных — отсюда и ячеистая сеть.

Zigbee поддерживает до 65 000 узлов в одной сети.

Какие устройства используют Zigbee?

Теперь вы знаете, что такое Zigbee, стоит запустить через устройства, которые работают с Zigbee.Тот факт, что они используют этот стандарт беспроводной сети, не сразу означает, что все будет работать в гармонии, в конце концов, у вас может не быть управляющего приложения, которое знает, что это за устройства.

Вот некоторые из крупных пользователей Zigbee в умном доме:

  • Amazon
  • Comcast
  • Honeywell
  • Huawei
  • Philips
  • SmartThings
  • Texas Instruments
  • Amazon
  • Belkin
  • Ikea
  • Lutron
  • Nokia
  • Osram
  • Bosch
  • Indesit
  • Samsung
  • Velux
  • Humax
  • Panasonic
  • Miele

Тот факт, что компания использует протокол, не означает, что он мгновенно будет играть хорошо, однако .Philips Hue использует Zigbee для подключения своих лампочек, но это не всегда означает, что вы можете добавить дополнительные лампочки от другого производителя.

Однако с такими устройствами, как Amazon Echo Plus или последняя модель Echo, мы можем изменить подход к устройствам Zigbee, потому что вы можете настроить Alexa для управления всеми этими различными типами устройств без необходимости использования концентраторов или приложений из каждого производителя. Echo Plus можно указать для поиска устройств и, например, он найдет лампу Philips Hue и сможет управлять ею, вообще не нуждаясь в вводе со стороны Philips.

Обновите свою работу или учебу с помощью этих стильных устройств Logitech

По продвижению Pocket-lint
·

Эта комбинация мыши и клавиатуры существенно повлияет на ваш опыт работы в дороге и дома.

В чем интересны устройства Amazon Echo (а также Google Home или Apple HomeKit), поскольку они представляют собой интеллектуальные устройства искусственного интеллекта, которые будут контролировать гораздо больше.Например, Echo Plus может напрямую управлять устройствами Zigbee, но также позволит вам задействовать навыки управления устройствами, работающими на других стандартах, например, видеодомофоном Ring Video.

Самый большой вопрос, когда дело доходит до использования Zigbee, заключается в том, будет ли он соответствовать вашим потребностям, потому что существуют также соединения Wi-Fi и концентраторы, зависящие от производителя, в зависимости от того, что вы хотите сделать и как вы хотите этого достичь.

Что такое Zigbee Alliance?

Здесь все немного запутывается.С момента своего создания в 2002 году Zigbee Alliance, состоящий из сотен различных компаний, использующих технологию Zigbee, таких как Amazon, Samsung и Ikea, стремился поддерживать и публиковать стандарт.

Однако с момента формирования более унифицированного стандарта умного дома Matter в 2021 году Zigbee Alliance был переименован в Альянс стандартов связи (CSA).

Идея состоит в том, что CSA по существу сделает для Материи то, что Альянс Zigbee сделал для Zigbee.

Устройства Zigbee и технология Zigbee не исчезнут в одночасье из-за этого недавнего изменения.Вполне вероятно, что Zigbee продолжит развиваться вместе с Matter и, по всей вероятности, со временем откроет путь к новому стандарту.

Написано Мэгги Тиллман и Крисом Холлом. Редакция Конора Эллисона. Первоначально опубликовано .

21 лучших устройств Zigbee для вашего умного дома!

Изучая интеллектуальные продукты, вы заметите, что совместимость устройств — это серьезная проблема, с которой нужно бороться.Если вы решили разработать свой умный дом на основе протокола Zigbee, то вы попали в нужное место.

Чтобы вдохновить вас, мы рассмотрим 21 наиболее популярный тип устройств Zigbee, доступных в настоящее время.

Нужна помощь со смарт-устройством?

Получите бесплатную оценку от доверенного местного специалиста

Установка · Настройка · Техническое обслуживание · Ремонт · Замена

Что такое Zigbee?

Zigbee — это протокол беспроводной связи, разработанный для технологий умного дома.Он образует ячеистую сеть, в которой устройства могут взаимодействовать друг с другом. Сеть Zigbee служит альтернативой сетям Wi-Fi или Z-Wave, работающим в диапазоне 2,4 ГГц.

Ячеистая сеть устраняет необходимость подключения нескольких концентраторов к маршрутизатору. Он распределен между беспроводными узлами, чтобы помочь им общаться друг с другом и подключать различные устройства, охватывающие большее пространство.

Лучшие устройства Zigbee

Умный концентратор Zigbee

Если вы хотите подключить несколько устройств к своей системе умного дома, концентратор Aeotec Smart Home Hub станет примером того, что вам нужно.Интеллектуальный концентратор действует как центральное соединение для всей автоматизации в вашем умном доме.

Интеллектуальный концентратор подключается к приложению SmartThings и позволяет подключаться к другим устройствам с Apple iPhone и iPad, телефонов и планшетов Android, а также голосовых контроллеров Alexa и Google Assistant.

Голосовой помощник Zigbee

Если вам нужен лучший Zigbee-хаб для умного дома, Echo 4 th Gen — хороший выбор. Что отличает интеллектуальный концентратор, так это его превосходный звук и глубокие басы, которые адаптируются к любой комнате.

Интеллектуальный концентратор, совместимый с Alexa, позволяет управлять развлечениями, такими как потоковые приложения, голосом, сохраняя при этом контроль над другими домашними устройствами.

Zigbee Mesh Wi-Fi

Двухдиапазонная система Wi-Fi Eero 6 Mesh позволяет легко подключать более 75+ устройств с помощью соединения Wi-Fi. Хаб даже поставляется с двумя дополнительными удлинителями, чтобы обеспечить адекватное покрытие вашей собственности.

Фактически, система предназначена для покрытия более 5000 квадратных футов пространства со скоростью Wi-Fi до 500 Мбит / с.

Выключатель света Zigbee

Для нужд освещения на помощь приходит умный выключатель света Enbrighten Zigbee. Фактически, интеллектуальный коммутатор работает с различными конфигурациями, включая старые распределительные коробки, конфигурации с несколькими группами и другие приложения с ограниченным пространством.

Выключатель света идеально подходит для всех типов установленных светильников, включая светодиодные, CFL, лампы накаливания, галогенные лампы, вентиляторы и насосы.

Термостат Zigbee

Если вы хотите плавно контролировать температуру своей печи, термостат KONOz Zigbee Smart Hub сделает эту работу за вас.Термостат лучше всего работает со всеми обычными печами, включая печи с принудительной подачей воздуха, газовые, масляные и электрические печи. Термостат совместим с системами нагнетания воздуха, газа, масла и электричества.

Датчик движения Zigbee

Датчик движения SONOFF Zigbee автоматизирует домашнее освещение, чтобы оно автоматически загоралось, когда вы входите в любую комнату, в которой установлен детектор. Но это еще не все, что делает датчик движения.

Вы можете добавить дополнительный уровень безопасности в свой дом, подключив камеру к детектору движения для точного отслеживания происходящего.

Термометр и гигрометр Zigbee

Датчик температуры и влажности XUXN Tuya Smart Zigbee работает с вашим кондиционером и увлажнителем, чтобы поддерживать идеальные условия в любой части вашего дома.

Датчик совместим с фирменным фирменным приложением, позволяющим отслеживать и настраивать параметры в реальном времени.

Умная розетка Zigbee

Интеллектуальная вилка INNR Zigbee Smart Plug предназначена в первую очередь для работы в качестве расширителя диапазона. Плагин использует ячеистую сеть системы для расширения диапазона других устройств Zigbee в сети.

Умный штекер совместим даже с Google и Alexa voice в сочетании с совместимым концентратором.

Умный замок Zigbee

Yale Assure Lock отлично работает с системами запирания безопасности. Замок позволяет вводить 4-8-значные PIN-коды на клавиатуре сенсорного экрана, использовать физический ключ или управлять дверью с помощью приложения Smart Home.

Smart Key работает с Xfinity home, Amazon Echo Plus и многими другими системами.

Датчик окон и дверей Zigbee

Датчик двери и окна Aqara повышает уровень безопасности вашего дома.Подключенный к системе Zigbee, датчик мгновенно отправляет уведомления, когда ваша дверь или окно неожиданно открывается.

Датчик работает с любыми типами дверей и окон — даже с приспособлениями вокруг шкафов и ящиков.

Контроллер сцены Zigbee

Контроллер сцены SONOFF позволяет вам настроить условия в вашем доме так, как вы хотите, не двигаясь ни на дюйм. Контроллер сцены помогает вам управлять всем, от освещения до жалюзи.

Вы даже можете соединить его с камерой, чтобы всегда знать, что происходит у вас дома.

Детектор сирены дымовой сигнализации Zigbee

Детектор беспроводной сирены Ecolink Zigbee Wireless Siren Audio добавляет звуковые оповещения в умную пожарную систему вашего дома. Детектор звуковой сирены просто функционирует, прислушиваясь к сигналам сирены от детектора дыма, внесенного в список UL, и отправляет сигнал на ваш Zigbee Hub.

Детектор совместим как с Amazon Alexa, так и с Samsung SmartThings.

Контроллер домашней автоматизации Zigbee

Zipato Home Automation control предлагает универсальный контроллер с сенсорным экраном для всех ваших устройств, подключенных к сети Zigbee.Контроллер поддерживает устройства Z-Wave, Bluetooth и Wi-Fi.

Он также поставляется с бесплатным приложением, совместимым с устройствами iOS и Android.

Прожектор Zigbee для улицы

Светодиодный прожектор Gledopto Zigbee LED добавляет необходимое освещение для наружных территорий, таких как гараж и парковочное место. Водонепроницаемые прожекторы предлагают более миллиона вариантов смены цвета и до 9 режимов мигания. Он также управляется голосом и не требует проводки.

Сирена и стробоскоп Zigbee

Беспроводная стробоскопическая мигающая лампа Heiman действует как идеальная сирена для отпугивания воров.В сети Zigbee, когда в вашем доме срабатывает тревога, сирена издает высокочастотный звук и мигает, уведомляя вас о том, что происходит.

Детектор утечки воды Zigbee

Если вы живете в зоне, подверженной наводнениям, беспроводной датчик обнаружения наводнений Ecolink Zigbee — это удобный инструмент. Датчик обнаружения имеет 4 позолоченных зонда, которые обнаруживают воду на дне ваших электронных устройств на глубине около 1/64 дюйма.

Умная лампа Zigbee

Умные лампочки Sengled сделают ваш дом более универсальным.Интеллектуальные лампочки позволяют настраивать множество параметров, включая цвет и температуру.

Лампочки также имеют режим пробуждения и сна; саморегулируется в течение дня в зависимости от ваших потребностей. Кроме того, лампы позволяют настраивать сцену и настраивать яркость.

Световые полосы Zigbee

Полосы расширения Sylvania Smart Zigbee Flex добавляют дополнительный слой красочного освещения в ваш дом. Световые полосы выдвигаются на высоту около 20 футов и предлагают выбор из 16 миллионов цветов с регулируемой температурой белого цвета.

В упаковке вы найдете две выдвижные полосы на 2 фута с липкой основой для облегчения установки.

Умный диммер для ламп Zigbee

Розетки

Enbrighten Zigbee Dimmer предназначены для регулировки яркости различных типов ламп. Вы можете установить освещение от 0 до 100 процентов.

Кроме того, диммер работает как расширитель диапазона. Это позволяет вам повторять сигнал от вашего концентратора или устройства Zigbee на расстоянии до 150 футов.

Контроллер-переключатель Zigbee для освещения, вентиляторов и увлажнителей воздуха

С помощью интеллектуального переключателя SONOFF BASICZBR3 вы можете управлять всем в своем доме, от освещения до вентиляторов и увлажнителей.Контроллер легко подключается к приложению Zigbee, где вы затем можете удаленно управлять, рассчитывать время и совместно использовать управление, создавать интеллектуальные сцены и другие функции через приложение. Кроме того, интеллектуальный коммутатор совместим с Amazon Alexa.

Водяной клапан Zigbee

Xenon Smart Zigbee Water Valve позволяет ухаживать за садом и ландшафтом, даже когда вас там нет. Клапан совместим с несколькими инструментами, включая различные водопроводные трубы и ручные переключатели.

Кроме того, клапан позволяет вам создавать и контролировать расписания для автоматического включения и выключения в зависимости от ваших процедур.

Лучшие устройства Zigbee — Вердикт

С лучшими устройствами Zigbee вы можете вывести свою систему умного дома на совершенно новый уровень. Благодаря рентабельной и стабильной ячеистой сети, которую предлагает Zigbee, вы сможете найти подходящее устройство для любых домашних нужд — как в помещении, так и на улице.

Источники

microchip.com

Нужна помощь со смарт-устройством?

Получите бесплатную оценку от доверенного местного специалиста

Установка · Настройка · Техническое обслуживание · Ремонт · Замена

концентраторов, лучшие устройства Zigbee и все необходимое

Вот где на помощь приходит Zigbee — это один из ведущих протоколов, помогающих концентраторам умного дома управлять технологиями в вашем доме. Если имя знакомо, то это потому, что оно было в новостях, поскольку Zigbee Alliance (ранее известный как Zigbee Alliance) объединяется с такими компаниями, как Google, Apple и Amazon, над новым стандартом умного дома … но об этом подробнее через немного.

Если это еще более знакомо, то это потому, что Amazon начинает добавлять концентратор Zigbee на все большее количество своих устройств, таких как новый Amazon Echo 4-го поколения.

Но как работает Zigbee, какие устройства Zigbee самые лучшие, насколько они хороши и, самое главное, стоит ли вам вообще заботиться? Мы попытаемся ответить на эти важные вопросы ниже.

Что такое Zigbee?

Хорошо, давайте начнем с попытки охватить протоколы умного дома, не умирая от скуки. С их помощью ваши интеллектуальные датчики, лампы, концентраторы и камеры общаются друг с другом — и с вами — быстро и безопасно.

Они необходимы, потому что более знакомые вам протоколы, такие как Wi-Fi и Bluetooth, не подходят для объединения множества маломощных устройств, разбросанных по всему дому.

Требовалось лучшее решение, и Zigbee вместе с Z-Wave — это ответ.

Чем хорош Zigbee?

Zigbee использует стандарт персональной сети IEEE 802.15.4 для связи с другими устройствами Zigbee. Они могут разговаривать на максимальном расстоянии до 300+ метров при прямой видимости, что составляет от 75 до 100 метров в помещении.

Zigbee создает сетку, в которой каждое совместимое устройство становится своего рода форпостом, способным связываться со следующим устройством.

Поскольку в конечном итоге у нас в доме будет много устройств и датчиков, Zigbee должен иметь возможность поддерживать множество устройств в сети, и, к счастью, он сможет справиться с 65 000 в любой момент времени. Это должно почти покрыть это.

Showdown: Zigbee против Z-Wave, в чем разница?

Без необходимости в централизованном концентраторе устройства теоретически могут работать на огромной площади, передавая информацию по сетке.Однако не все устройства Zigbee действуют как повторители. Это не каменное правило, но, по сути, если устройство подключено к электросети, такое как интеллектуальная розетка, выключатель света или даже интеллектуальная лампочка, подобная lnnr, оно будет действовать как повторитель.

Устройства с батарейным питанием, такие как датчики движения и света, обычно не действуют как ретрансляторы сигналов Zigbee — они могут просто отправлять сообщения на ретранслятор или концентратор.

Интересный факт

Когда пчелы возвращаются в свой улей, они танцуют «виляющий танец», чтобы передать важную информацию другим пчелам, например, где найти эту полноценную пыльцу или где находится новое гнездо.Этот зигзагообразный танец получил свое название от Zigbee.

А теперь давайте поговорим о технических деталях.

Текущая версия Zigbee 3.0 также имеет 128-битное симметричное шифрование, поэтому данные, передаваемые по сетке, довольно безопасны. Однако, если вы действительно сосредоточены на первоклассной безопасности, были заявления о наличии уязвимостей Zigbee в том, как он обрабатывает ключи шифрования.

Zigbee чаще всего работает на частоте 2,4 ГГц. Это увеличивает скорость передачи, и Zigbee может передавать данные со скоростью около 250 кбит / с, что довольно хорошо — более чем достаточно для простых сигналов, таких как «привет, дверь только что открылась» или «лампочка до 50% яркости».

Тем не менее, частота 2,4 ГГц может показаться вам знакомой, и это потому, что в этом диапазоне работает практически все, в первую очередь ваши устройства с поддержкой Wi-Fi, а это означает, что возможны помехи.


Устройства Zigbee

Итак, какие устройства используют Zigbee?

Что ж, создатели Zigbee создали альянс — вот как эти вещи обычно работают — компаний, которые, по сути, подписываются на использование Zigbee. В Zigbee Alliance входит более 400 членов, и они установили между собой 2500 устройств.

Zigbee Alliance недавно объявил, что на сегодняшний день продано полмиллиарда чипсетов Zigbee и что на технологии Zigbee Alliance будет приходиться 3,8 миллиарда единиц IEEE 802.15.4, которые, как ожидается, будут отгружены к 2023 году.

Бренды-партнеры, участвующие в альянсе читайте как кто есть кто в отрасли, но попробуйте Centrica, ARM, Philips, Comcast и AT&T. Вы можете получить полный список здесь.

Мы все время говорим о Zigbee Alliance — факт в том, что названия больше нет.В мае 2021 года он был переименован в Альянс стандартов связи (CSA) в связи с его участием в проекте CHIP.

Что такое Project CHIP?

В декабре 2019 года Apple, Google и Amazon вместе с Zigbee Alliance объявили о создании проекта Connected Home over IP; инициатива по упрощению разработки для производителей и повышению совместимости для потребителей в мире умного дома.

Проект был создан для того, чтобы брендам и производителям было проще создавать устройства, совместимые с такими функциями, как Alexa, Siri, Google Assistant.

Project CHIP почти готов к переходу из стадии идей в реальный мир — и когда это произойдет, у него будет новое имя: Matter.

Название и логотип Matter появятся на всех совместимых устройствах умного дома в будущем, при этом планируется, что потребителям будет легче идентифицировать устройства, которые будут работать в их экосистеме умного дома; будь то Alexa, HomeKit, Google Assistant, SmartThings и другие.

Важно отметить, что, по крайней мере, на данном этапе эти устройства не будут управляться Zigbee, хотя Zigbee Alliance — извините, Connectivity Standards Alliance — является основным игроком в проекте.

Концентраторы Zigbee… и альтернативы

Если вы собираете множество устройств Zigbee, недостаточно просто подключить их и начать управление. Вам понадобится какой-то хаб, чтобы свести их вместе.

Amazon Echo Plus, а также Echo 2020 и новейшее Echo Show 10 работают как аппаратный концентратор Zigbee, который может сканировать вашу сеть на предмет устройств Zigbee, без необходимости настраивать каждое из них по отдельности.

Есть также такие опции, как SmartThings, Abode и Wink, которые представляют собой концентраторы, которые могут добавлять устройства Zigbee и управлять ими из одного приложения.

Больше нет мертвых зон: Лучшие ячеистые системы Wi-Fi

Но Zigbee — не единственный стандарт, и есть еще Z-Wave, который имеет нюансы и подписал больше компаний.

Z-Wave имеет лучший диапазон, а максимальное теоретическое расстояние сигнала составляет около 100 м, что делает его подходящим даже для дома размером с Букингемский дворец. Он также работает в другом спектре, и Wi-Fi не будет мешать ему.

Лучшие продукты Zigbee

Теперь, когда вы знаете все о Zigbee, следующим шагом будет оснащение вашего дома лучшими датчиками Zigbee, освещением, розетками и многим другим.

Вот некоторые бренды и устройства, на которые стоит обратить внимание.

  • Amazon Echo
  • Abode
  • Belkin WeMo
  • Bosch Security Systems
  • Hive
  • Термостаты Honeywell
  • Innr
  • Ikea Trådfli
  • Aeotec
  • Elco
  • Lights Lidl Inn
  • Senic Outdoor Switch
  • Senic Outdoor Switch
  • Senic Outdoor Switch
  • Senic Outdoor Switch
  • Senic Outdoor Switch
  • Philips Hue (Signify)
  • Sonoff
  • Leedarson
  • Samsung SmartThings
  • Коробка Samsung Comcast Xfinity
  • Yale
  • Aurora

Zigbee: Вам не все равно?

Рост числа независимых концентраторов и устройств, таких как Amazon Echo и Google Home, означает, что, к счастью, вам не нужно слишком беспокоиться о том, работают ли ваши устройства с Zigbee или другим протоколом.Если бы все ваши устройства работали по одному и тому же протоколу, вам было бы легче жить, но на самом деле им чрезвычайно сложно управлять.

Вопрос действительно поднял свою уродливую голову в связи с запуском Amazon Echo Plus со встроенным центром для умного дома, который использует Zigbee, но не Z-Wave. Это была черная метка против Echo Plus как аппаратного концентратора, но реальность такова, что благодаря программе Works with Alexa обходные пути уже существуют, и многие сторонние концентраторы в любом случае могут похвастаться обоими стандартами.

Также имейте в виду, что другой протокол, называемый Thread, будет играть важную роль в будущем умного дома.

Лучшие хабы для умного дома 2021 года

Если вы хотите, чтобы все ваши устройства умного дома общались друг с другом, вам понадобится один из лучших концентраторов умного дома. Хаб умного дома объединяет все устройства умного дома — фонари, замки, устройства открывания гаражных ворот, термостаты, камеры и многое другое — и позволяет вам управлять ими из одного приложения.

Более того, лучшие концентраторы для умного дома позволяют по-новому соединить все устройства умного дома, чтобы все они могли общаться друг с другом.Таким образом, когда вы закрываете дверь, чтобы выйти наружу, концентратор умного дома может дать вам команду выключить свет, а термостат — перейти в эко-режим. Это ключевой гаджет для создания автоматизированного умного дома.

Это лишь одна из возможностей хорошего концентратора для умного дома, но некоторые из них более эффективны, чем другие. Вот почему мы протестировали концентраторы для умного дома, представленные на рынке, чтобы вы знали, какой из них лучше.

Какие концентраторы для умного дома самые лучшие?

Новости о концентраторе для умного дома

Теперь доступен новый концентратор для умного дома: Homey Bridge (69 долларов США) уже в продаже и может подключаться к Zigbee, Z-Wave, Bluetooth и инфракрасным устройствам.Однако сервис Homey все еще находится в стадии бета-тестирования, и если вы хотите использовать все функции устройства, есть подписка на 2,99 доллара в месяц. Следите за нашим обзором.

В течение многих лет нашими любимыми концентраторами для умного дома был Samsung SmartThings Hub, не столько для оборудования, сколько для платформы Samsung SmartThings, которая упрощает подключение Zigbee, Z-Wave и других устройств. У него даже есть компонент домашнего мониторинга, который может отправлять вам сигнал тревоги, записывать видео, включать свет, воспроизводить звуки и открывать двери в случае дымовой или пожарной сигнализации.И теперь он работает с продуктами Nest, чего не хватало годами.

Amazon Echo 4-го поколения, вероятно, понравится большему количеству людей, поскольку он также является умным динамиком. В нем отсутствует Z-Wave, но есть Zigbee, Bluetooth и Amazon Sidewalk. Приложение Amazon Alexa позволяет вам создавать процедуры, которые могут активировать ваши устройства умного дома с помощью триггеров, таких как вы уходите или приезжаете домой. Alexa Guard также может включать устройства умного дома, если ваше эхо слышит пожарную тревогу или разбивается окно.А поскольку Echo — это умный динамик, вы также можете управлять своими устройствами умного дома, разговаривая с Alexa.

Читайте о лучших концентраторах для умного дома.

Лучшие концентраторы для умного дома, которые вы можете купить сегодня

Amazon Echo (4-го поколения) (Изображение предоставлено: Tom’s Guide)

1. Amazon Echo (4-е поколение)

Лучший концентратор для умного дома для пользователей Alexa

Технические характеристики

Размер: 5,7 дюйма (диаметр)

Беспроводная связь: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Sidewalk

Порты: 3.5 мм аудио

Резервная батарея: Нет

Причины для покупки

+ Изящный сферический дизайн + Отличные навыки умного дома + Порт аудиовхода / выхода

Причины, которых следует избегать

-Хотелось бы, чтобы у него были часы Sonos One

Благодаря Bluetooth, Wi-Fi и Zigbee Amazon Echo (4-го поколения) является лучшим центром умного дома для большинства людей. Благодаря множеству радиомодулей он может подключаться к огромному количеству маломощных устройств умного дома, а процедуры Alexa довольно сложны, что позволяет использовать ряд триггеров для автоматической активации других устройств умного дома.Он также работает с Alexa Guard, который будет прослушивать сигнализацию о разбивании стекла и дыме, а также может включать свет и уведомлять вас в случае возникновения чрезвычайной ситуации.

Echo 4-го поколения также поддерживает Amazon Sidewalk, очень новый маломощный сетевой протокол большого радиуса действия, который будет работать с такими устройствами, как трекеры плитки и интеллектуальное освещение, на гораздо больших расстояниях.

Прочтите наш полный обзор Amazon Echo .

Samsung SmartThings Hub v3 (Изображение предоставлено: Future)

2.Samsung SmartThings Hub v3

Лучший концентратор для умного дома

Технические характеристики

Размер: 5 x 5 x 1,2 дюйма

Беспроводная связь: Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, Z-Wave

Порты: Ethernet, USB

Резервная батарея: Нет

Причины для покупки

+ Wi-Fi упрощает установку этого концентратора + Обеспечивает большую автоматизацию, чем другие концентраторы + Работает с устройствами Zigbee и Z-Wave + Работает с Nest

Samsung третьего поколения Хаб SmartThings — один из лучших концентраторов для умного дома, потому что в нем есть как Zigbee, так и Z-Wave, поэтому вы можете подключаться к сотням устройств, больше, чем к большинству других концентраторов.Более того, приложение SmartThings обладает множеством функций, которые позволяют создавать широкий спектр различных сценариев для всех гаджетов в вашем доме. Лучше всего то, что SmartThings теперь работает с продуктами Nest, что делает его действительно полноценным центром умного дома.

Однако Samsung больше не создает свой SmartThings Hub, поэтому для использования его платформы SmartThings вам понадобится Aeotec Smart Home Hub (125 долларов США на Amazon) или другой совместимый со SmartThings концентратор. Однако функциональность должна остаться прежней.

Прочтите наш полный обзор Samsung SmartThings .

(Изображение предоставлено: Future)

3. Apple HomePod mini

Лучший концентратор для умного дома для HomeKit

Технические характеристики

Размер: 3,9 дюйма (диаметр), высота 3,3 дюйма

Беспроводная связь: 802.11 n Wi-Fi, Bluetooth 5.0, Thread

Порты: Нет

Резервный аккумулятор: Нет

ЛУЧШИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕГОДНЯ

Причины для покупки

+ Отличный звук для размера + Конкурентоспособная цена + Привлекательный дизайн

Причины, которых следует избегать

-Ограниченное управление детьми -Нет физической кнопки микрофона

Мы действительно думаем, что платформа Apple HomeKit для умного дома лучше, чем Google.Несмотря на то, что HomeKit поддерживает меньшее количество устройств, он обеспечивает большую сложность при создании процедур умного дома. И нам не нужно так сильно беспокоиться о том, что Apple делает с нашими данными.

HomePod mini — это не только доступный интеллектуальный динамик, он также действует как концентратор HomeKit, позволяя напрямую подключать к нему замки, освещение и другие устройства с низким энергопотреблением. HomePod mini также имеет встроенный поток; Хотя существует относительно немного гаджетов для умного дома, оснащенных этой технологией, мы ожидаем, что ее популярность будет расти, поскольку она поддерживается как Apple, так и Google.

Прочтите наш полный обзор Apple HomePod mini .

Amazon Echo Dot с часами (Изображение предоставлено Tom’s Guide)

4. Amazon Echo Dot

Лучший концентратор для умного дома с ограниченным бюджетом

Технические характеристики

Размер: диаметр 3,3 дюйма

Беспроводная связь : Wi-Fi, Bluetooth

Порты: 3,5 мм аудио

Резервная батарея: Нет

Причины для покупки

+ Недорого + Хороший дизайн + Значительно улучшенный звук

Причины, которых следует избегать

-Не может изменить внешний вид- Не громко

При цене всего 49 долларов Echo Dot вдвое дешевле большинства других лучших концентраторов для умного дома, что делает его недорогим вложением для тех, кто только начинает заниматься умной домашней автоматизацией.Хотя в нем нет Zigbee или Z-Wave, если в ваших умных домашних устройствах есть Bluetooth или Wi-Fi, это не должно быть проблемой.

А с помощью приложения Alexa вы можете создавать удивительно мощные подпрограммы; нам особенно нравится Alexa Guard, которая может активировать устройства умного дома, если слышит пожарную тревогу или разбивается стекло.

Вы можете приобрести Amazon Echo Dot в нескольких вариантах: Echo Dot 4-го поколения стоит 49 долларов, Echo Dot 4-го поколения с часами (наш личный фаворит) — 59 долларов или более старый (и более плоский) Echo 3-го поколения. Dot, которая сейчас стоит 49 долларов.

Прочтите наш полный обзор Amazon Echo Dot .

(Изображение предоставлено Tom’s Guide)

5. Starling Home Hub

Лучший концентратор для умного дома для подключения устройств Nest к HomeKit

Технические характеристики

Размер: 2 x 2 x

Беспроводная связь: Нет

Порты: Ethernet, microSD

Резервная батарея: Нет

Причины для покупки

+ Links Nest и HomeKit + Хорошо работают

Причины, которых следует избегать

-Требуется веб-интерфейс, а не приложение-Нет Wi-Fi

Starling Home Hub делает одно и хорошо одно: он соединяет устройства Nest, такие как Nest Learning Thermostat и Nest Protect, с платформой умного дома Apple HomeKit.(К сожалению, Apple и Nest никогда не играли хорошо вместе). Это означает, что если вы используете платформу умного дома Apple, вы можете использовать одни из лучших умных термостатов и лучшие умные детекторы дыма.

Еще лучше — Starling Hub также позволяет просматривать камеры видеонаблюдения Nest в приложении Apple Home, хотя вам необходимо использовать приложение Nest, если вы хотите просмотреть какие-либо сохраненные видео. В недавнем обновлении также добавлена ​​поддержка интеллектуальных динамиков Nest.

Прочтите наш полный обзор Starling Home Hub .

Hubitat Elevation (Изображение предоставлено: Future)

6. Hubitat Elevation

Лучший концентратор для умного дома для опытных пользователей

Технические характеристики

Размер: 2,5 x 2,5 x 0,5 дюйма

Работает с: Zigbee Z-Wave, IFTTT, Wi-Fi

Порты: Power, Ethernet

Резервная батарея: Нет

Причины для покупки

+ Работает с устройствами Zigbee и Z-Wave + Позволяет осуществлять сложные взаимодействия между устройствами умного дома + Все умные домашняя логика, хранящаяся локально

Причины, по которым следует избегать

— Крутая кривая обучения — концентратор должен быть подключен к маршрутизатору

Из-за крутой кривой обучения, но невероятно детализированного управления, Hubitat Elevation является лучшим концентратором умного дома для опытных пользователей.Домовладельцы, которые хотят создать невероятно конкретные правила и ситуации для активации их умных домашних устройств, оценят все, что вы можете делать в веб-интерфейсе Hubitat.

Сама Hubitat Elevation очень мала — размером с толстую подстаканник — но вмещает антенны Zigbee и Z-Wave. Однако в нем отсутствует Wi-Fi, поэтому вам придется подключить его к маршрутизатору, чтобы использовать его. Когда мы впервые рассмотрели Hubitat Elevation, у него не было приложения для смартфона, поэтому вам приходилось управлять всем через веб-интерфейс.С тех пор компания добавила мобильное приложение как для Android, так и для iPhone, что упростило наблюдение за умным домом на ходу.

Прочтите наш полный обзор Hubitat Elevation .

Amazon Echo Show 10 (Изображение предоставлено Tom’s Guide)

7. Amazon Echo Show 10

Хаб для умного дома Alexa с большим дисплеем

Технические характеристики

Размер: 9,7 x 6,9 x 4,2 дюйма

Работает с: Zigbee, Nest, Philips Hue, SmartThings, IFTTT, WeMo, Honeywell

Порты: microUSB

Резервная батарея: Нет

Причины для покупки

+ Отличный звук с басами + Удобный концентратор умного дома + Два- путь дверной звонок и звук камеры

Причины, которых следует избегать

-Очень большой-дорогой

Один из лучших концентраторов для умного дома и умных дисплеев в одном устройстве, Amazon Echo Show 10 третьего поколения теперь может повернуться лицом к тому, кто спрашивает Alexa вопросов.Он обеспечивает наилучший обзор экрана, но в результате требует гораздо больше места, чем предыдущие модели.

Как и Amazon Echo Plus, Echo Show имеет встроенный Zigbee, поэтому вы можете напрямую подключать устройства умного дома к Show. У него также есть Amazon Sidewalk, новая сетевая технология, которая позволяет подключать маломощные устройства к Интернету на больших расстояниях. Однако за 249 долларов это одна из самых дорогих колонок для умного дома. Мы рекомендуем приобрести его из-за других функций, прежде чем рассматривать его как концентратор для умного дома.

Прочтите наш полный обзор Amazon Echo Show 10 .

Apple TV 4K (Изображение предоставлено: Future)

8. Apple TV 4K

Центр умного дома HomeKit с платформой потокового ТВ

Технические характеристики

Размер: 3,9 x 3,9 x 1,9 дюйма

Работает с: HomeKit

Порты: Ethernet, HDMI, microUSB

Резервная батарея: Нет

ЛУЧШИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕГОДНЯ

Причины для покупки

+ Фантастический контент 4K HDR + Интуитивно понятный домашний экран + Простая интеграция с iOS и macOS

Причины для избегайте

-Fiddly remote-Нет цифрового звука или USB-портов

Платформа умного дома Apple HomeKit не так популярна, как Google или Amazon, но она очень эффективна для того, что она предлагает, а именно, довольно сложной настройки взаимодействия между вашими умные домашние устройства.Однако все эти устройства должны быть подключены через концентратор умного дома.

Хотя вы можете использовать различные продукты Apple в качестве концентратора HomeKit (iPad и HomePod также работают), Apple TV 4K является наименее дорогим методом. Кроме того, это одно из лучших потоковых устройств, позволяющее смотреть контент 4K HDR из большого количества источников через простой в использовании интерфейс. Однако мы не фанаты его пульта ДУ.

Прочтите наш полный обзор Apple TV 4K .

Samsung SmartThings Wifi (Изображение предоставлено Samsung)

9.Samsung SmartThings Wifi

Умный домашний концентратор и ячеистый маршрутизатор в одном

Технические характеристики

Размер: 4,7 x 4,7 x 1,6 дюйма

Работает с: Wi-Fi, Zigbee, Z-Wave, SmartThings

Порты: Ethernet

Резервное копирование батареи: Нет

Причины для покупки

+ Отличная производительность + Центр домашней автоматизации + Доступны расширения Mesh

Причины, по которым следует избегать

-Требуются два приложения-Короткий диапазон

Доступно в трех упаковках за 289 долларов (или 120 долларов) на устройство), Samsung SmartThings Wifi — лучшая ячеистая система Wi-Fi, которую мы рассматривали по этой цене.Но SmartThings Wifi — это не только ячеистый маршрутизатор, но и концентратор умного дома, позволяющий создавать автоматизацию для подключенных домашних устройств, например таймеры для интеллектуального освещения и оконные шторы с электроприводом, а также глубокую интеграцию с собственными продуктами Samsung для умного дома.

Это один из лучших вариантов ячеистой сети Wi-Fi для тех, кто занимается домашней автоматизацией, и экономичный способ наполнить Wi-Fi практически любой дом, удовлетворяя при этом самых требовательных пользователей.

Прочтите наш полный обзор Samsung SmartThings Wifi .

Google Nest Hub Max (Изображение предоставлено: Future)

10. Google Nest Hub Max

Отличный интеллектуальный дисплей, но ограниченные возможности концентратора для умного дома

Технические характеристики

Размер: 9,9 x 7,2 x 4 дюймов

Работает с: Wi-Fi, Bluetooth, Thread

Порты: Нет

Резервная батарея: Нет

ЛУЧШИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕГОДНЯ

Причины для покупки

+ Отличный дисплей + Отличный звук + Множество развлечений + Хорошая камера для видеочатов

Причины, которых следует избегать

-Google Home имеет ограниченные возможности умного дома

Google Nest Hub Max — отличный умный дисплей: у него есть просторный 10-дюймовый экран, который можно использовать для просмотра YouTube и Netflix. рецепты, новости и многое другое; его двойные динамики мощные; и его 6.5-мегапиксельная камера отлично подходит для видеозвонков в Google Duo и даже будет «следовать» за вами, когда вы перемещаетесь по комнате.

С точки зрения возможностей подключения у него есть Wi-Fi, Bluetooth и Thread, новый сетевой протокол для умного дома, который Google пытается популяризировать в течение нескольких лет. Дисплей Nest Hub Max можно использовать для просмотра видео в реальном времени с совместимых с Google Assistant камер домашней безопасности, видеодомофонов и радионяни, а экранные элементы управления позволяют настраивать интеллектуальные уровни освещения. Однако, как платформа для умного дома, Google Home не обладает такой же сложностью, как Alexa или HomeKit.

Прочтите наш полный обзор Google Nest Hub Max .

Как выбрать лучший концентратор для умного дома

При выборе концентратора для умного дома, который лучше всего соответствует вашим потребностям, вы сначала должны спросить себя, что вы хотите с ним делать и что хотите контролировать. Если все, что у вас есть, — это один набор умных фонарей, то, вероятно, вам не нужен концентратор умного дома. Но если у вас есть умное освещение и умный замок, и вы хотите, чтобы свет включался, когда замок открывается ночью, вам может понадобиться концентратор умного дома.

Рассмотрите продукты, которые вы хотите подключить. Если все они подключены к Wi-Fi, вы можете использовать концентратор умного дома, такой как Amazon Echo Dot, и использовать приложение Alexa для управления всем. Если у вас есть другие типы устройств — например, Zigbee и Z-Wave — вам необходимо приобрести концентратор для умного дома, который может принимать эти сигналы.

Как мы тестируем концентраторы умного дома

Тестирование концентраторов умного дома предполагает установку концентраторов в реальных условиях и оценку их эффективности.Насколько легко его настроить с точки зрения аппаратного и программного обеспечения? Насколько просто подключить к хабу другие устройства умного дома?

После этого ключевым моментом для любого концентратора умного дома является определение сложности взаимодействия между различными устройствами умного дома. Например, если концентратор позволяет вам создавать правила только в зависимости от времени суток или когда вы произносите команду, то это довольно ограничено. Лучшие концентраторы умного дома позволят вам делать гораздо больше, например изменять их статус в зависимости от вашего местоположения или того, что происходит, когда другое устройство умного дома включается или выключается.

Мы хотим увидеть, насколько сложными мы можем создавать эти правила и процедуры, и с какой легкостью мы можем их создавать. Наконец, мы тестируем созданные нами процедуры, чтобы увидеть, насколько хорошо они работают.

Обзор лучших предложений на сегодня

Что такое концентратор для умного дома и нужен ли он вам?

Умный домашний концентратор — это аппаратное или программное обеспечение, которое соединяет устройства в сети домашней автоматизации и контролирует обмен данными между ними.

Умные домашние концентраторы, которые подключаются либо локально, либо к облаку, полезны для устройств Интернета вещей (IoT), которые используют протоколы Zigbee или Z-Wave или Bluetooth, а не Wi-Fi.

Иногда называемый мостом умного дома, концентратор умного дома собирает и транслирует различные протоколы обмена данными с устройств умного дома. Например, если смартфон, который не использует Zigbee для связи, хочет «разговаривать» с умным замком, который использует только Zigbee, а не Wi-Fi или Bluetooth, встроенные в смартфон, концентратор умного дома действует как переводчик. между двумя.

Таким образом, концентратор умного дома действует как сердце сети умного дома, объединяя различные устройства и системы на централизованной платформе.Это также упрощает сеть для пользователей и дает им единое приложение умного дома для управления всеми различными системами и приложениями. Если пользователи хотят настроить команду, которая, когда смартфон приближается к дому владельца, открывает дверь гаража, включается свет в холле и радио настраивается на станцию ​​классической музыки, они могут это сделать с помощью концентратора умного дома.

В качестве главного контроллера домашней автоматизации концентратор умного дома также может отвлекать трафик от Wi-Fi или Bluetooth, уменьшая перегрузку сети.

Со всеми устройствами умного дома, подключенными к дому, пользователи также могут удаленно получать доступ к различным системам и управлять ими, находясь вдали от дома, с помощью своего приложения для умного дома.

Как работает концентратор умного дома

Концентраторы

, как правило, представляют собой сетевые устройства, которые служат местом конвергенции данных от одного или нескольких устройств, а затем пересылают данные в одном или нескольких других направлениях.

Концентратор умного дома обычно имеет встроенный коммутатор, который хранит информацию, необходимую для определения того, как и куда пересылаются данные.Устройства также могут включать вычислительные ресурсы для выполнения некоторых задач обработки перед пересылкой данных.

Связанное приложение для умного дома действует как «универсальный пульт» для всех устройств умного дома, позволяя владельцу контролировать элементы сети умного дома, а также автоматизировать, планировать и контролировать задачи.

Концентраторы

для умного дома могут управлять многими устройствами и системами с поддержкой интеллектуального дома и IoT, включая интеллектуальные датчики на термостатах, лампочки, розетки и переключатели, дверные замки и датчики, дверные звонки, открыватели гаражных ворот, мониторы энергопотребления и оконные покрытия / покрытия. и датчики.Они также могут управлять датчиками движения, датчиками наводнения и утечки, интеллектуальными радиостанциями и динамиками, системами безопасности и камерами, детекторами дыма и угарного газа, контроллерами полива, вентиляторами, водонагревателями и другой бытовой техникой.

Многие устройства умного дома поставляются со своими собственными проприетарными концентраторами, но эти системы часто не могут интегрироваться с другими системами умного дома, что приводит к отключению связи между устройствами — например, если детектор дыма обнаруживает пожар, он может не распознавать умный дом. замки, чтобы открыть дверь для более легкого выхода или доступа пожарного.В этом случае выделенный концентратор умного дома может предложить единую точку управления. Точно так же, если домовладелец использует умные лампочки от разных производителей, у каждого может быть свой собственный хаб со своим собственным приложением. Выделенный концентратор для умного дома может объединить и упростить использование разрозненных концентраторов.

Визуальное представление возможности подключения умного дома.

Хотя выделенный концентратор умного дома обеспечивает централизованный командный центр, это не означает, что проприетарные концентраторы можно отказаться; выделенный концентратор для умного дома не заменит концентраторы, которые поставляются с устройствами, но он объединяет их все в централизованное место.Избавление от проприетарных концентраторов может снизить функциональность устройства или системы.

Вам нужен умный дом?

Один из спорных моментов заключается в том, что не для каждой сети умного дома требуется концентратор умного дома. Многие интеллектуальные колонки, в том числе Amazon Echo и Apple HomePod, могут занимать место в выделенном концентраторе умного дома и выступать в качестве центра управления системой умного дома, обеспечивая функциональность концентратора с помощью своих сопутствующих приложений и голосовых интерфейсов, например Alexa или Siri. Выделенные концентраторы не предлагают встроенных опций голосового управления, хотя возможна их интеграция.

Точно так же, если все подключенные к дому устройства работают по Wi-Fi, в концентраторе умного дома нет необходимости.

Однако проблема с использованием умного динамика вместо концентратора умного дома заключается в том, что динамики могут не обеспечивать полную совместимость со всеми протоколами и стандартами. Например, Amazon Echo Plus поддерживает Zigbee, но не Z-Wave. Тем не менее, он предлагает навыки Alexa, которые могут соединять устройства умного дома с Alexa, предлагая большую часть того же контроля, и пользователи не почувствуют разницы.Как и в случае с выделенными концентраторами, Echo Plus требует, чтобы проприетарные концентраторы оставались на месте для полной функциональности устройства. Например, устройства Hue могут подключаться к Echo без Hue Bridge, но функциональность умных лампочек будет ограничена включением / выключением и яркостью.

Другие интеллектуальные колонки и устройства, которые можно использовать в качестве концентраторов для умного дома, включают Apple HomePod, Apple TV 4K и Google Nest.

Популярные концентраторы для умного дома

На рынке представлены несколько популярных концентраторов для умного дома:

  • Samsung SmartThings Hub
  • Концентратор подмигивания
  • Концентратор Insteon
  • Logitech Harmony Hub
  • Philips Hue Bridge
  • Секурифи Миндаль 3
  • Amazon Echo Plus
  • Google Nest Hub
  • Концентратор подмигивания 2
  • Apple TV 4K

Рекомендации по концентратору для умного дома

При покупке концентратора для умного дома следует помнить о нескольких вещах:

  • Голосовое управление : если вы хотите управлять своей системой умного дома с помощью голоса, посмотрите, может ли устройство интегрироваться с вашим умным динамиком (например,g., Amazon Alexa или Google Home).
  • Интеграции : Некоторые концентраторы для умного дома предлагают больше интеграций, чем другие. Также количество доступных интеграций может быть ограничено хабом; например, Logitech Harmony подключает только до восьми устройств умного дома.
  • Совместимость с операционной системой : Хотя большинство систем совместимы с iOS и Android, обязательно проверьте их перед покупкой.
  • Подключение : Некоторые концентраторы умного дома требуют прямого подключения к вашему маршрутизатору, например SmartThings Hub, в то время как другие подключаются через Wi-Fi.
  • Совместимость : Знайте, какие стандарты (Zigbee, Z-Wave, Bluetooth, Wi-Fi) используют ваши устройства умного дома, и убедитесь, что концентратор может их поддерживать.
  • Приложение для умного дома : доступ к большинству концентраторов умного дома осуществляется через приложение для смартфона. Есть также некоторые варианты, доступные через ПК или Mac.

Безопасность концентратора умного дома

Поскольку умные домашние устройства подключаются к Интернету и обмениваются данными по беспроводной сети, они по своей природе подвергаются риску атак.В недавней истории произошло несколько заметных событий, связанных с безопасностью концентраторов умного дома, в том числе:

  • В июле 2019 года исследователи BlackMarble обнаружили проблему с интеллектуальными концентраторами Zipato ZipaMicro, в которой комбинация трех недостатков безопасности могла быть использована для открытия интеллектуального замка, подключенного к концентратору.
  • В мае 2018 года исследователи из Pen Test Partners обнаружили программную ошибку пятилетней давности в протоколе Z-Wave, получившую название Z-Shave, которая затрагивает примерно 100 миллионов чипов в устройствах умного дома, проданных более чем 2400 поставщиками.В случае атаки хакеры потенциально могут перехватить ключи от интеллектуальных замков и отпереть двери дома.
  • В феврале 2018 года исследователи Лаборатории Касперского обнаружили уязвимости в неназванном концентраторе умного дома, которые потенциально могут позволить удаленным злоумышленникам получить доступ к серверу и захватить пользовательские данные, что приведет к потенциальному захвату всей системы умного дома.
  • В 2017 году исследователи Rapid7 обнаружили учетные данные в виде открытого текста, хранящиеся в файлах конфигурации в приложениях Android, используемых для управления Wink Hub 2 и Insteon Hubs.Если в телефоне не предусмотрена строгая аутентификация, полное шифрование телефона или встроенные безопасные хранилища ключей Android, пользовательские данные могут быть извлечены из приложения.
  • В 2016 году исследователь Cognosec обнаружил уязвимость в SmartThings Hub, которая потенциально может позволить грабителю проникнуть в умный дом, открыв умные замки и заблокировав датчики движения.

Чтобы предотвратить проблемы с безопасностью в концентраторе умного дома и всей сети умного дома, рекомендуется использовать многофакторную аутентификацию, изменять любые имена пользователей или пароли по умолчанию, обновлять программное обеспечение и прошивку и никогда не передавать серийные номера, IP-адреса или другую конфиденциальную сеть. Информация.Также рекомендуется использовать антивредоносное ПО и избегать общедоступных сетей Wi-Fi. Также возможно сегментирование трафика Интернета вещей в гостевую сеть.

Эволюция концентратора умного дома

Ранние устройства умного дома часто использовали для связи Wi-Fi или Bluetooth. Однако, поскольку эти спецификации могут быстро разряжать аккумулятор, на сцену вышли новые протоколы. Zigbee и Z-Wave, два из самых популярных протоколов в домашней автоматизации, устраняют проблемы с питанием и обеспечивают недорогую беспроводную связь для устройств умного дома.

Центр умного дома SmartThings от Samsung

Первым центром умного дома на рынке был SmartThings. В 2012 году он запустил кампанию на Kickstarter, собрав 1,2 миллиона долларов. Система была приобретена компанией Samsung в 2014 году.

Изначально это было только аппаратное устройство, но недавно стали доступны программные концентраторы для умного дома. Программные концентраторы для умного дома объединяют различные устройства умного дома на смартфоне, уменьшая потребность в другой коробке на полке. Примеры программных концентраторов домашней автоматизации включают Eve и Yonomi.

СТАНДАРТ для приложений умного дома?

ZigBee: стандарт приложений для умного дома?

Источник: iStock / Thomas_EyeDesign

Умный дом, долгосрочное обещание которого существует уже более 30 лет, сегодня становится реальностью. ZigBee является предпочтительной технологией беспроводной связи. Фактически, ZigBee — это беспроводная технология с низким энергопотреблением, которая дополняет технологию Wi-Fi, чтобы сделать наши дома умнее, безопаснее, удобнее и энергоэффективнее.Позвольте мне пояснить, почему мы в GreenPeak Technologies убеждены, что ZigBee станет важным элементом умных домов.

Но прежде чем мы начнем: что так много говорят об Умном доме, который технологические евангелисты обещали много-много лет? Это автоматизированный дом с устройствами, которые общаются друг с другом и которыми можно управлять с домашней приборной панели или с помощью смартфона через Интернет. Но до недавнего времени Умный дом всегда оставался высококлассным рынком или был игровой площадкой для нескольких любителей и первых новаторов.

Потенциал домашней автоматизации для массового рынка был признан давно, и, наконец, сегодня мы являемся свидетелями начала этой новой эры, когда многие крупные операторы, поставщики услуг и коммунальные службы запускают приложения для умного дома. Этим можно управлять с помощью телеприставки или шлюза через Интернет, что позволяет абонентам преобразовывать свои домохозяйства в современные машины, которые можно контролировать и контролировать из любой точки мира с помощью смартфонов, планшетов или мобильных устройств.

Умный дом не строят в одночасье

Мой опыт показывает, что Умный дом не будет построен в одночасье, а будет построен поэтапно. Операторы начинают предлагать приложения «Умный дом» в качестве дополнительных услуг к своим текущим предложениям по телевидению, телефонной связи, Интернету и развлечениям; их клиенты могут выбирать из приложений, адаптированных к их конкретным потребностям. У владельца дома-одиночки разные требования, чтобы сделать свой дом умнее, чем у пожилых людей или семьи с детьми.Эти приложения могут проверять и контролировать «домашние вещи», такие как контроль температуры (изменение настройки термостата), безопасность (обеспечение блокировки дверей), системы сигнализации (датчики и камеры) или управление энергопотреблением (например, управление освещением) и мониторинг здоровья и состояния пожилых людей. Чтобы все эти различные приложения могли взаимодействовать, все они должны иметь возможность взаимодействовать друг с другом.

Источник: Greenpeak

Умные дома наконец-то стали реальностью и основаны на симбиозе приложений, позволяющих владельцам домов отслеживать и контролировать приложения для повышения энергоэффективности, контроля доступа, безопасности, домашнего мониторинга и ухода за домом.

Зачем нужны отраслевые стандарты?

Подумайте о нашем собственном доме: многие из наших домашних электронных устройств, датчиков и приборов находятся на изолированных островах, отключены от Интернета и не могут видеть или разговаривать друг с другом. Это было серьезным препятствием для внедрения Умного дома. Первое требование к приложениям «Умный дом» — сделать их беспроводными (простота установки) и необслуживаемыми (без замены батареи).

Беспроводные домашние приложения лучше всего развиваются в контексте открытых стандартов связи и предлагают OEM-производителям свободу покупать у большого числа поставщиков и, что наиболее важно, позволяют устройствам от разных поставщиков взаимодействовать друг с другом, что имеет первостепенное значение для успеха на рынке интегрированных устройств. Приложения для умного дома увеличат принятие потребителями, когда потребители смогут покупать устройства разных брендов.

Функциональная совместимость, предлагаемая ZigBee, позволяет всем приложениям Smart Home работать в соответствии с одним и тем же открытым стандартом связи ZigBee.Различные сенсорные приложения и устройства, которыми они управляют, интегрированы и объединяют свой интеллект для создания того, что я называю «действительно умным домом», который теперь больше не требует вмешательства человека. Этот действительно умный дом объединяет все приложения и интеллект на одном прикладном уровне, где тот же датчик движения, который используется в системе безопасности для срабатывания сигнализации, также интегрирован в систему управления освещением и HVAC, которая отключает свет и отопление. когда никого нет в комнате.

ZigBee или WiFi?

Что касается домашних условий, то сразу возникает вопрос: какие сети лучше всего использовать в домашних условиях? Можно подумать, что WiFi и ZigBee конкурируют друг с другом. Однако реальность такова, что обе технологии имеют свое место.

Wi-Fi (на основе IEEE 802.11) был разработан с упором на высокую скорость передачи данных (100 Мбит / с и выше) для оптимизации распространения контента по дому: от просмотра веб-страниц до загрузки фильмов.Устройства, подключенные к Wi-Fi, обычно подключаются к электросети, а потребление энергии является лишь второстепенным критерием.

ZigBee (на основе IEEE 802.15.4) является дополнением к WiFi: разработан для сетей считывания и управления, где время автономной работы было основным фактором развития; поэтому время автономной работы устройств ZigBee можно легко измерить несколькими годами или даже превышает срок службы устройства, в котором они используются. Все это в отличие от времени автономной работы даже «энергоэффективных» реализаций Wi-Fi, которое обычно выражается в недели или месяцы.

ZigBee — это версия Wi-Fi с низким энергопотреблением, сравнимая с ним внутри помещений, и для меня это очевидная технология выбора для приложений «Умный дом».

От умного дома к Интернету вещей

Я считаю ZigBee решающим фактором развития Интернета вещей. Большинство конечных узлов в Интернете сегодня — это люди, использующие ПК, ноутбуки и смартфоны. Однако это быстро меняется, так как все больше домашних устройств подключаются к Интернету, создают Умный дом и начинают смещать баланс с людей на подключенные вещи.Эти устройства («сенроллеры») обычно представляют собой датчики, контроллеры, исполнительные механизмы или комбинации. Например: термостат определяет температуру, по сути, «контролирует» ее, посредством связи с системой управления более высокого уровня, которая также связана с другими системами, зная время суток, внешнюю температуру и т. Д. Умный дом ускоряет использование диспетчерских устройств и за пределами дома: в автоматизации зданий, для интеллектуальных сетей, а затем в логистических, промышленных и сельскохозяйственных приложениях.

Подобно тому, как Wi-Fi стал настоящей вехой в начале использования Интернета в домашних условиях, ZigBee станет отправной точкой для Интернета вещей, начиная с дома и открывая новую волну в продолжающейся технологической революции.

Подробнее об умном доме и стандартах

Стандарты

: умный дом с использованием OSGi.

Будущее OSGi в Интернете вещей.

Здесь надолго: умному дому нужны стандарты.

© Bosch.IO GmbH, все права защищены.

Что такое концентратор для умного дома (и нужен ли он вам)?

Интернет вещей (IoT), который соединяет устройства умного дома, такие как дверные звонки, освещение, замки, камеры видеонаблюдения и термостаты, упростил установку и использование этих гаджетов в своих домах, но вам по-прежнему нужны какие-то механизм для управления ими.В некоторых случаях достаточно телефона, но если вы используете несколько разных продуктов или услуг, вам может понадобиться, чтобы центр домашней автоматизации контролировал все и позволял устройствам взаимодействовать друг с другом. Проблема в том, что не существует единого доступного концентратора, который мог бы управлять всеми различными устройствами умного дома. Читайте дальше, чтобы узнать, какие существуют концентраторы и нужен ли он для улучшения вашего дома.

Какие существуют протоколы домашней автоматизации?

Любое обсуждение концентраторов домашней автоматизации должно начинаться с базового руководства по протоколам или методам связи, используемым для управления вашими устройствами.Сегодня используется несколько проводных и беспроводных протоколов, которые связывают устройства умного дома друг с другом и с концентратором, включая X10, Universal Powerline Bus (UPB), Insteon, Z-Wave и Zigbee. Мы коснемся каждого в этом разделе.

Один из старейших протоколов, X10, существует с середины 1970-х годов. Он использует существующую домашнюю электропроводку для отправки сигналов на каждое устройство и в основном используется для управления подключенными системами освещения и детекторами движения.

Протокол UPB основан на X10 и также использует домашние электрические линии для передачи сигналов между устройствами, но он обеспечивает более высокую скорость передачи и обычно считается более надежным.Как ни странно, устройства X10 и UPB несовместимы и для их совместной работы требуется контроллер (концентратор), поддерживающий оба протокола.

Устройства, основанные на протоколе Insteon, используют для связи домашнюю электропроводку и радиочастотную (RF) беспроводную технологию. Insteon известен своим простым сопряжением кнопок, быстрым временем отклика и расширенным радиусом действия беспроводной связи. Доступно более 200 устройств домашней автоматизации Insteon, включая камеры, диммеры, клавиатуры, переключатели света и термостаты.

Благодаря впечатляющему списку, включающему более 3000 доступных устройств для умного дома, протокол Z-Wave является одним из наиболее широко используемых вариантов на сегодняшних рынках домашней автоматизации и домашней безопасности благодаря своему превосходному диапазону. Z-Wave полностью беспроводной и работает на низкой радиочастоте, что означает, что он не будет мешать сигналам Wi-Fi, портативным телефонам и микроволновым печам. Z-Wave создает ячеистую сеть, которая позволяет сигналам переходить от одного устройства к другому, и каждая сеть может поддерживать до 232 устройств.К ним относятся умные розетки, датчики дверей и окон, дверные замки, устройства открывания гаражных ворот, термостаты и многое другое.


Подмигивающий концентратор 2

Подобно Z-Wave, Zigbee — это беспроводной протокол, который создает ячеистую сеть, в которой устройства могут передавать сигналы друг другу, но он не предлагает расширенного диапазона, который вы получаете с Z-Wave. Он работает на более высокой частоте и, как таковой, подвержен помехам от Wi-Fi 2,4 ГГц и других бытовых устройств, но обычно он быстрее, чем Z-Wave, и может поддерживать тысячи устройств в одной сети.В настоящее время доступно более 2500 устройств Zigbee, включая фонари, датчики движения, заглушки и контроллеры оросителей.

Многие интеллектуальные устройства содержат радиомодули Wi-Fi, которые позволяют им подключаться к вашей домашней сети. Они управляются с помощью мобильного приложения и обычно взаимодействуют с другими устройствами Wi-Fi либо через платформу, например HomeKit от Apple, либо через интернет-службу IFTTT (If This Then That), которая связывает совместимые устройства и позволяет им работать с одним. Другая.Wi-Fi распространен повсеместно, а интеллектуальные устройства Wi-Fi обычно очень легко установить, но они потребляют больше энергии, чем устройства Z-Wave и Zigbee, и, как известно, быстро разряжают батареи. Более того, установка слишком большого количества устройств Wi-Fi может снизить производительность сети. Многие камеры видеонаблюдения и дверные звонки используют Wi-Fi, и любой достойный концентратор будет содержать радио Wi-Fi, чтобы вы могли подключаться к своей домашней сети и управлять своими интеллектуальными устройствами из любого места.

Беспроводная технология Bluetooth популярна в устройствах, которые будут управляться локально с помощью мобильного приложения, таких как дверные замки и системы освещения.Он более энергоэффективен, чем Wi-Fi, но его ограниченный диапазон означает, что вы не можете управлять этими устройствами удаленно (вне диапазона Bluetooth) без использования концентратора. Тем не менее, устройства Bluetooth просты в установке, и, как и Wi-Fi, эту технологию можно найти практически во всех мобильных устройствах.

Thread, платформа Интернета вещей, разработанная несколькими компаниями, включая Nest, Qualcomm, Samsung и Silicon Labs, является более новым вариантом. Это технология с низким энергопотреблением, основанная на интернет-протоколе (IPv6), которая обеспечивает безопасное соединение между сотнями устройств.На данный момент не так много продуктов, сертифицированных Thread, но в список входит пара устройств Google Nest.

Что такое центр автоматизации умного дома?

Концентратор служит нервным центром вашей системы домашней автоматизации и связывает все ваши устройства вместе. Теперь большинством устройств умного дома, независимо от используемого протокола, можно управлять с помощью собственного приложения — и если им нужен мост или концентратор, они обычно поставляются с ним. Преимущество отдельного многоцелевого концентратора заключается в том, что вы можете управлять всем в одном приложении.Так что это скорее роскошь, чем необходимость.

Нужен он вам или нет, зависит от типа используемых вами компонентов и количества устройств, которыми вы хотите управлять. Например, если вы решили использовать устройства Insteon, вам понадобится концентратор Insteon для управления ими и совместной работы. Insteon создает свои собственные хабы: Insteon Hub управляет всеми устройствами Insteon и прекрасно работает с пультами Logitech Harmony, автомобилями Tesla, музыкальными системами Sonos и голосовыми командами Amazon Alexa и Google Assistant.

Многие из новейших концентраторов домашней автоматизации поддерживают несколько протоколов, а это значит, что вам не нужно останавливаться только на одном. Wink Hub 2 — один из самых универсальных хабов. Помимо Zigbee, Z-Wave и двухдиапазонного Wi-Fi, он поддерживает беспроводные протоколы Bluetooth Low Energy, Lutron Clear Connect (освещение) и Kidde (дымовая сигнализация и сигнализация CO). Он также поддерживает голосовые команды Alexa и апплеты IFTTT и будет управлять интеллектуальными устройствами от многих производителей, включая Chamberlain, Ecobee, GE, Honeywell, Nest, Philips Hue, Ring и Yale.Просто имейте в виду, что Wink перешел на модель ценообразования по подписке и теперь взимает ежемесячную плату в размере 4,99 доллара за те же услуги, которые ранее предлагались бесплатно. Платформа Wink также недавно столкнулась с длительными проблемами с подключением.

Samsung SmartThings Hub — еще один многопротокольный контроллер: он содержит радиомодули Wi-Fi, Z-Wave и Zigbee и будет управлять многими наиболее широко используемыми интеллектуальными устройствами таких компаний, как Ecobee, Honeywell, Kwikset, Philips Hue, Ring. , Шлаге и Йель.Конечно, он также работает напрямую со многими продуктами Samsung. Им можно управлять с помощью голосовых команд Amazon Alexa и Google Assistant.

Лучшие концентраторы для умного дома, которые мы протестировали

Концентраторы

, выполняющие двойную работу

Если вы ищете систему, которая делает больше, чем просто управление интеллектуальными устройствами, рассмотрите гибридный подход, такой как TP-Link Deco M9 Plus. M9 Plus — это в первую очередь ячеистая система Wi-Fi, которая использует привлекательные узлы для устранения мертвых зон Wi-Fi, обеспечивая при этом единую сеть для беспрепятственного роуминга по всему дому.Он также содержит антенны Bluetooth и Zigbee и может управлять многочисленными интеллектуальными устройствами, включая дверные замки, дверные датчики, системы освещения, датчики движения и интеллектуальные розетки. SmartThings Wifi от Samsung — еще одна гибридная модель, сочетающая в себе ячеистый Wi-Fi-маршрутизатор и концентратор домашней автоматизации.

Сетевые концентраторы Wi-Fi

Домашняя автоматизация также находит свое применение в некоторых новейших интеллектуальных системах безопасности. Стартовый комплект Abode Home Security — это домашняя система безопасности, сделанная своими руками, которая предлагает на выбор самостоятельный или профессиональный мониторинг и содержит множество радиомодулей, включая Wi-Fi, Z-Wave и Zigbee.Он также имеет сотовое радио для подключения к Интернету в случае, если ваш Wi-Fi выходит из строя, и он поддерживает апплеты IFTTT и голосовые команды Alexa и Google Assistant. Точно так же система умного дома Vivint позволяет вам управлять такими вещами, как дверные замки, освещение и термостаты, с помощью телефона.

Концентраторы домашних систем безопасности

Как уже упоминалось, если вы хотите управлять своими интеллектуальными устройствами с помощью голоса, Amazon Alexa, Apple Siri и Google Assistant позволят вам это сделать, а в некоторых случаях могут заменить выделенный концентратор.Все три платформы голосового помощника позволяют управлять многочисленными устройствами, подключенными к Wi-Fi, используя свой голос, но в большинстве случаев вы не получаете того же уровня управления, что и с помощью специального приложения или концентратора.


Amazon Echo Studio

Последние версии Amazon Echo и Echo Studio идут дальше этого. Хотя они поддерживают голосовые команды Amazon Alexa для совместимых устройств, эти умные колонки также имеют встроенное соединение Zigbee. То же самое и с самым большим интеллектуальным дисплеем Amazon, Echo Show 10.

Центры Amazon Alexa

Если вы предпочитаете Google Assistant, а не Alexa, динамики Nest Audio и Nest Mini от Google служат в качестве голосовых концентраторов для тысяч умных домашних устройств, как и его интеллектуальные дисплеи Nest Hub и Nest Hub Max.

Центры Google Ассистента

Apple не продает выделенный концентратор для своей платформы HomeKit, но вы можете использовать определенные продукты Apple, такие как мини-колонки HomePod и HomePod, а также Apple TV или iPad в качестве концентратора. Устройствами, поддерживающими HomeKit, можно управлять с помощью сцен и автоматизации.Сцены позволяют одновременно управлять множеством устройств. Например, вы можете создать сцену «Доброе утро», которая устанавливает термостат на определенную температуру, включает свет и запускает кофейник. С помощью автоматизации вы можете запускать сцену или включать устройство в зависимости от вашего местоположения, времени суток или при срабатывании датчика.

Концентраторы Apple HomeKit

Hub-Free Control

Растущее число систем домашней автоматизации не требует концентратора, и ими можно просто управлять напрямую с помощью мобильного приложения.Экосистема Nest включает камеры, дверные звонки, замки, датчики дыма и термостаты и работает напрямую с вашим телефоном, а также с рядом сторонних устройств.

Вы также можете использовать апплеты IFTTT, чтобы интеллектуальные устройства работали друг с другом без использования концентратора. Апплеты IFTTT похожи на мини-программы, которые вы создаете, чтобы совместимые устройства вели себя определенным образом. Например, вы можете создать апплет, чтобы ваши умные огни загорались красным, когда ваша любимая футбольная команда выигрывает, или вы можете включить умную розетку при срабатывании датчика движения.Пока ваши устройства подключены к Интернету через Wi-Fi и поддерживают IFTTT, вы можете заставить их реагировать на такие вещи, как изменение погоды, публикации в Facebook и многое другое.

В конечном итоге ответ на вопрос, нужен ли вам концентратор, сводится к тому, какие устройства у вас есть, какие вы планируете купить, и как вы хотите ими управлять. Имейте в виду, что пространство умного дома, хотя и быстро развивается, все еще относительно ново. Мы предполагаем, что выделенные хабы со временем исчезнут, что мы уже наблюдали за последние пару лет.А пока вы можете подумать об одном, чтобы получить полный контроль над своим умным домом.

А чтобы узнать больше об благоустройстве своего дома, ознакомьтесь с нашим руководством для начинающих по началу работы.

Получите наши лучшие истории!

Подпишитесь на Что нового сейчас , чтобы каждое утро получать наши главные новости на ваш почтовый ящик.

Этот информационный бюллетень может содержать рекламу, предложения или партнерские ссылки. Подписка на информационный бюллетень означает ваше согласие с нашими Условиями использования и Политикой конфиденциальности.Вы можете отказаться от подписки на информационные бюллетени в любое время.

.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *