Обзор технологий домашней автоматизации

В первой статье были рассмотрены основные возможности, которые открывает домашняя автоматизация. Дистанционное управление всеми компонентами дома, мониторинг климата в нем или автоматизация и запуск сцен, все эти примеры работы интеллектуального дома не были никак завязаны на конкретные протоколы, лежащие в основе системы умного дома. Однако, очевидно, что именно определенные технологии позволяют связать воедино все элементы умного дома и обеспечить информационный обмен между ними на одном языке.

Актуальных на сегодняшний день технологий домашней автоматизации несколько, какие-то из них уже успели завоевать серьезную долю рынка автоматизации, другие лишь в начале своего пути. Чтобы выбрать, на чем строить систему домашней автоматизации в вашем доме, я предлагаю рассмотреть плюсы и минусы самых популярных технологий доступных конечному пользователю на данный момент.

Традиционный умный дом

Удивительное дело, если набрать в поисковике «домашняя автоматизация» или «умный дом», то на первых двух страницах выдачи вы увидите предложения внедрить системы умного дома на технологиях, о которых мы здесь говорить совсем не будем.

Не будете говорить о самых популярных технологиях, как же так? 

Очень просто, давайте отмотаем десять лет назад, когда синонимом домашней автоматизации по сути была лишь одна технология.

KNX/EIB

До того, как радиошинные (беспроводные) топологии стали заявлять о себе на рынке домашней автоматизации, корона принадлежала самому распространенному протоколу управления интеллектуальными зданиями — KNX/EIB. Стандартизованный различными комитетами протокол KNX являлся до недавнего времени общепризнанным и едва ли не единственным средством построения решений по управлению и автоматизации коммерческих и жилых помещений. Такие компании как ABB, JIRA, BTICINO, JUNG имеют в своем портфолио полный комплекс оборудования и программных средств для построения интеллектуальных зданий любого масштаба.

Казалось бы, идеальная технология, общепризнанный стандарт, наличие проверенных решений от крупных вендоров, но, тем не менее, лишь единицы решаются на внедрение такой системы у себя дома. Причина становится понятной при взгляде на составляющие типовой системы умного дома, построенного на KNX:

Сложность проектирования, внедрения, поддержки
Нельзя просто взять и внедрить умный дом на базе KNX. Для этого вам понадобится заказ проекта в солидной конторе, общение с инженерами и выделение места под щит с автоматикой.

Любая система умного дома на базе проводных технологий (как KNX) предполагает устройство слаботочного щитка в который монтируется все оборудование автоматизации. Чтобы вы примерно представляли себе размеры щита автоматизации для среднестатистической квартиры, то можете смело удвоить габариты силового щитка, в котором находится счетчик электроэнергии.

Но если бы на этом все заканчивалось… Нет, придется еще получить разработанную специально для вашего дома программную оболочку, поддержку которой будет осуществлять компания-интегратор по сервисному контракту.

Штробление стен
Подключение контролируемых умным домом объектов происходит в подавляющем большинстве случаев по проводной схеме. А значит, к каждому светильнику или розетке вам надо будет проложить помимо силового, еще и кабель управления. Чтобы автоматизировать управление светом, группами розеток и кранами водоснабжения в квартире, потребуются десятки метров штроб. Очевидно, что в уже отремонтированной квартире или доме такой вариант просто невозможен.

Солидные суммы
Любая инженерная автоматика — штука недешёвая, и умные дома тут не исключение, поэтому типовой проект по автоматизации 3-х комнатной квартиры выйдет в ~200 тысяч рублей. И это практически минимальный уровень: для полноценной автоматизации понадобятся в несколько раз большие суммы. Поддержка системы обойдется еще в треть стоимости внедрения, останется только прибавить к этому еще и стоимость разработки уникального программного обеспечения. 

Если у вас есть лишние пара сотен тысяч и вы еще не успели сделать ремонт — можно шокировать друзей, внедрив решение на базе KNX.

Неудивительно, что KNX так и не снискала популярности на массовом рынке. Выросшая из автоматизации заводов технология просто не была приспособлена для домашней автоматизации, какой её видит обычный человек. Особенности в виде необходимости выделения места для щита с автоматикой, детальной проработки проекта на нулевом цикле строительных работ, штробления стен и прокладки кабеля, щедро приправленные высокой стоимостью на оборудование, монтаж и разработку ПО управления, привели шинные технологии управления умными домами в довольно узкую нишу эксклюзива и роскоши.

Радио против проводов

Наконец, с развитием радиотехнологий стало возможным использовать беспроводной канал для передачи команд и информации системы умного дома. Вспомним, что одним из самых больших минусов KNX (помимо стоимости решения) для владельцев квартир и частных домов являлась необходимость прокладки проводов от управляющего центра — контроллера — к каждой точке управления.

Использование радиоканала сводит на нет необходимость прокладки проводов от контроллера к управляемым объектам, обеспечивая при этом стоимость беспроводных решений на порядок ниже аналогов на KNX. Естественно, отсутствие проводов позволяет разместить контроллер сети в любом удобном для вас месте, так как он едва отличим от среднестатистического Wi-Fi маршрутизатора и легко поместится по соседству.

Вместе с простотой инсталляции пришла и простота настройки и использования. Современные беспроводные системы домашней автоматизации стали называть еще и DIY-системами, потому что от первого и до последнего шага всё можно сделать своими руками, не владея никакими специфическими знаниями или языками программирования.

Контроллер Z-wave сети/ Fibaro HomeCenter 2

Становилось очевидным, что радиотехнологии вытеснят проводные решения в сфере домашней автоматизации, и эра радиошинных систем домашней автоматизации не заставила себя ждать. Z-Wave, ZigBee, Insteon, Wi-Fi, X10, — все эти технологии предполагают использование радио для передачи информации и команд в системе умного дома. Но даже «братья по радио» довольно сильно отличаются друг от друга, как по возможностям, так и распространенности.

X10

Разработанный в конце 70-х годов, открытый стандарт X10 фактически дедушка технологий автоматизации. Изначально использовавшая силовую проводку дома в качестве среды передачи технология стала беспроводной, но захватить рынок ей так и не удалось. Сейчас X10 скорее мертва, чем жива, т.к. ее работа всегда была сопряжена с низкой степенью исполнения команд. Например из трех отправленных команд на выключение света доходила лишь одна. Выжить с таким недугом было нереально. К тому же, X10 так и не обзавелась средствами шифрования, что в беспроводном мире просто обязательное требование.

ZigBee

О беспроводном протоколе ZigBee (стандарт IEEE 802.15.4) в России заговорили после его применения в дистанционно-управляемых RGB-лампах Philips Hue. К сожалению, больше ZigBee на нашем рынке особенно похвастаться и нечем. В США же все обстоит совсем иначе: если разговор заходит о технологиях автоматизации, то извечные споры, что же лучше ZigBee или Z-Wave, возникают постоянно.

Открытость стандрата ZigBee многими по праву считается одим из сильнейших достоинств в борьбе за трон в царсве умных домов, однако стандартом описаны только физический и канальный уровни, а неразбериха на прикладном уровне приводит к тому, что устройства ZigBee от разных производителей легко могут отказаться работать друг с другом. И плевали они на открытость стандарта, что называется.

Впрочем самым большим недостатком технологии является отсутствие широкого ассортимента устройств на полках интернет-магазинов даже в США. Чего уж говорить о России, где ZigBee устройств не сыщешь днём с огнём.

Bluetooth Low Energy (BLE)

Кто не знаком с Bluetooth? Абсолютно все. В четвертой версии стандарта Bluetooth описана и его энергоэффективная версия — Low Energy. Низкое энергопотребление очень важно для таких элементов системы интеллектуального дома, как, например, беспроводные датчики движения или открытия дверей. Чем меньше устройство потребляет энергии, тем дольше оно сможет работать на одном заряде батареи, что сказывается на удобстве эксплуатации системы.

С низким энергопотреблением у BLE все отлично, а вот с радиусом действия — еще одной важной характеристикой для системы умного дома — плохо. Считанные метры в зоне относительно прямой видимости не позволят связать в единую сеть ваши устройства без организации повторителей. Отсутствие стандартизации до прикладного уровня, опять-таки, не гарантирует вам, что умный выключатель Bluetooth от компании XYZ поймет команды от датчика движения от компании ABC.

Wi-Fi

Старина Wi-Fi может уделать всех своей скоростью передачи данных. Однако системам домашней автоматизации достаточно десятков килобайт в секунду, а вот мириться с прожорливостью электроэнергии они не готовы. До электроэнергии Wi-Fi очень жаден, оттого беспроводной датчик движения, снабженный Wi-Fi радиопередатчиком, проживет всего пару дней. Можно ли представить себе систему умного дома, которая заставляет пользователя три раза в неделю менять батарейки в устройствах? Конечно, невозможно, поэтому и иллюзий насчет построения умного дома целиком на Wi-Fi нет.

Insteon

Insteon, без сомнения, перспективная технология, которая однажды может завоевать рынок домашней автоматизации. Представленный в 2005 году протокол получил возможность работы в «двух диапазонах» — по силовой проводке и по радиоканалу в диапазоне 868MHz. Последнее особенно важно, так как позволяет избежать заполоненного множеством Wi-Fi сетей диапазона 2.4GHz.

Insteon, в отличие от ZigBee, — проприетарная технология, использующая ячеистую топологию сети, в которой каждое устройство является и контроллером, и приемником, что исключает необходимость иметь в сети одно главное master-устройство. Еще одной отличительной особенностью технологии является возможность работы до 16 млн. устройств в одной сети, благодаря наличию длинного уникального идентификатора устройств.

Безопасность, простота монтажа, низкая стоимость конечных устройств (но опять же их скудный ассортимент), технологичность — все есть в Insteon, но стать единоличным лидером ему помешал Z-Wave — протокол, который на тот момент уже доминировала в нише беспроводной домашней автоматизации.

Z-Wave

Технология создания умных домов Z-Wave базируется на одноименном проприетарном протоколе беспроводного взаимодействия, разработанном специально для нужд домашней автоматизации и курируется консорциумом независимых производителей — Z-Wave Alliance.

Как и Insteon, Z-wave использует свободный от интерференций диапазон 868Mhz, безопасность обеспечена шифрованием AES, а простота инсталляции системы такова, что с ней справится любой студент. В сети Z-Wave, несмотря на ее ячеистую топологию, предусмотрено наличие контроллера, который может объединять до 255 устройств. При необходимости расширения количества устройств возможно объединение двух контроллеров.

Причина наибольшей распространенности Z-Wave нежели Insteon скорее связана скорее с маркетинговыми успехами Sigma Designs и Z-Wave альянса, нежели с технологическими преимуществами. Но как бы там ни было, самый широйкий ассортимент конечных устройств как в Европе/США, так и в России, принадлежит именно  Z-Wave, что и привело к тому, что Z-Wave выбирает большинство хозяев, решивших внедрить домашнюю автоматизацию в своем доме.

 

You Might Also Like