Что такое протокол умного дома?

Устройства в вашем умном доме должны связываться друг с другом. Иногда совместимые устройства взаимодействуют друг с другом для синхронизации поведения. Им также может потребоваться связь с центральным блоком управления или другими устройствами, такими как ваш смартфон.

Смарт-устройства обмениваются данными с помощью протоколов. Это позволяет вашему дому автоматизировать такие функции, как запирание дверей или закрытие жалюзи. Прочтите, чтобы узнать, как работают эти протоколы и какие распространенные протоколы могут использоваться в вашем доме.

Что делает протокол умного дома?

Протокол умного дома - это язык, на котором устройства общаются друг с другом. Это позволяет им обмениваться информацией и контролировать функции друг друга.

Для правильной работы любого устройства умного дома оно должно быть в той же сети, что и его центральный концентратор или управляющий блок. Протоколы, используемые сегодня, позволяют этим устройствам и концентраторам связываться друг с другом. Обычно они делают это с помощью смартфона или компьютера.

Некоторым устройствам умного дома, например лампам и розеткам, для работы не нужен протокол, но многим из них нужен. Например, если вы хотите управлять своим термостатом с телефона, вам нужно будет использовать протокол, который понимает ваш термостат. К счастью, наиболее популярные протоколы перекрестно совместимы. Это означает, что обычно вы можете без проблем смешивать и сопоставлять устройства.

Сегодня доступно несколько различных протоколов. Пять наиболее распространенных - это Z-Wave, Z-Wave Long Range, ZigBee, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy и Thread. Рассмотрим каждую из них подробнее.

Z-волна

Z-Wave - один из самых популярных открытых стандартных протоколов беспроводной связи, используемых для домашней автоматизации. Он использует ячеистую сеть для передачи сообщений между устройствами.

Протокол работает на низких частотах 908,42 МГц в США. Низкая частота позволяет ему намного легче проникать в стены и устраняет помехи для Wi-Fi.

Популярные устройства Z-Wave включают дверные замки, термостаты, датчики движения и камеры видеонаблюдения. Домашние системы, такие как SmartThings от Samsung, также без проблем работают с Z-Wave для связи со смарт-устройствами.

Связанный: Лучшие SmartThings SmartApps для вашего умного дома

Протокол поддерживает до 232 устройств и включает 128-битное шифрование AES, обеспечивая высокий уровень безопасности. Скорость передачи данных достигает 100 кбит / с. Этого более чем достаточно для связи между типичными Z-Wave устройствами.

Z-волна большой дальности

Z-Wave Long Range (Z-Wave LR) - это новый, более эффективный способ связи между устройствами в сети Z-Wave. Протокол был разработан для повышения масштабируемости, времени автономной работы, дальности действия и покрытия.

Новый протокол, как и Z-Wave, следует фундаментальным принципам взаимодействия и совместимости. Сеть также работает на частоте 912/920 МГц, на той же частоте, что и устройства Z-Wave.

Но в отличие от Z-Wave, который использует типологию сетки, Z-Wave LR использует звездообразная топология сети. Он также имеет дальность действия до одной мили.

С Z-Wave LR одна сеть умного дома может поддерживать до 4000 устройств. Протокол также использует функцию динамического управления мощностью, чтобы обеспечить до 10 лет автономной работы от батарейки типа «таблетка».

ZigBee

ZigBee - это еще одна беспроводная ячеистая сеть с открытым стандартом. Технология была разработана с учетом уникальных потребностей маломощных и недорогих беспроводных сетей и сетей Интернета вещей (IoT).

Протокол поддерживает скорость передачи данных до 250 кбит / с и может работать на частоте 2,4 ГГц. Он имеет широкие возможности взаимодействия с 65 000 устройств в каждой сети. Он также поддерживает безопасную передачу данных с помощью шифрования AES-128, что делает его отличным выбором для сложных систем умного дома.

ZigBee - один из основных протоколов, используемых для многих концентраторы умного дома для управления такими устройствами, как лампочки, термостаты и дверные замки. Alexa использует его, например, для взаимодействия со смарт-устройствами в доме.

Вай-фай

Wi-Fi уже давно является основным продуктом в наших домах. Устройства, работающие по Wi-Fi, подключаются к Интернету через домашний маршрутизатор так же, как ваши смартфоны и компьютеры.

Wi-Fi позволяет подключать такие устройства, как смарт-телевизоры и холодильники, без обширной проводки.

Протокол использует частоты 2,4 ГГц и 5 ГГц, в зависимости от объема данных, которые устройства отправляют по нему. Маршрутизаторы Wi-Fi, использующие диапазон 2,4 ГГц, могут покрывать расстояние до 150 футов в помещении и до 300 футов на открытом воздухе.

Есть несколько разных Протоколы Wi-Fi и скорости передачи данных. Сети Wi-Fi поддерживают одни из самых быстрых протоколов умного дома. Например, 802.11a может достигать максимальной скорости 54 Мбит / с, а 802.11b - 11 Мбит / с.

Настроить Wi-Fi очень просто, и для подключения к устройствам не нужен концентратор. Эта технология может быть полезна в приложениях Интернета вещей, которым не нужно беспокоиться об утечке энергии или которые требуют большого радиуса действия, например в системе домашней безопасности.

Маршрутизаторы Nest Wi-Fi также подключаются к большинству устройств умного дома с поддержкой Wi-Fi. Кроме того, к одному маршрутизатору Nest можно подключить до 200 устройств.

Bluetooth с низким энергопотреблением

Bluetooth Low Energy (BLE) - это беспроводной протокол, который потребляет гораздо меньше энергии, чем традиционный Bluetooth. Протокол поддерживает ячеистую сеть и для безопасности использует шифрование AES-128.

Многие операционные системы поддерживают протокол, включая Android, iOS, Windows, macOS и Linux.

BLE соединяет широкий спектр устройств IoT, от бытовой техники до счетчиков интеллектуальных сетей и трекеров активов. Его могут использовать такие устройства, как носимые устройства или фитнес-трекеры. BLE удобен для использования с батарейками типа «таблетка», срок службы которых составляет много лет.

Протокол использует микроволновые частоты в диапазоне ISM 2,4 ГГц для передачи данных между устройствами. И чаще всего он используется для обмена небольшими объемами данных на относительно короткие расстояния (менее 100 метров).

Нить

Thread - это открытый стандартный протокол ячеистой сети с низким энергопотреблением на основе IPv6. Это делает его отличным выбором для домовладельцев, которые хотят создать умный дом, не замыкаясь в определенной экосистеме.

Группа потоков - это консорциум, создавший протокол. В нее входят Google Nest, Samsung, ARM Holdings и другие крупные технологические компании.

Связанный: Что такое нитки и что они означают для вашего умного дома?

Thread использует стандартный протокол IEEE 802.15.4, работает на частоте 2,4 ГГц и может безопасно подключать (с использованием шифрования AES) более 250 устройств. Это означает, что включенные устройства потребляют меньше энергии и быстрее обмениваются данными.

На данный момент существует ограниченное количество устройств, поддерживающих Thread. Но это, вероятно, изменится по мере того, как протокол станет более популярным. Некоторые из устройств, которые в настоящее время поддерживают Thread, включают термостаты Nest и замки Yale.

Протоколы заставят ваш умный дом работать на вас

Из-за большого количества доступных протоколов настройка умного дома может показаться сложной задачей. Однако концентраторы могут помочь вашим устройствам согласовывать разные протоколы. Обязательно проведите исследование и проверьте совместимость устройств, уделяя особое внимание поддерживаемым ими протоколам.

10 умных домашних устройств, которые нужно добавить во время следующего ремонта

Планируете ремонт дома? Эти устройства для умного дома идеально подходят для добавления во время процесса.

Читать далее

Об авторе