Наше знакомство с реализациями систем автоматизации, использующими беспроводной протокол Z-Wave, началось полтора года назад с продукта Z-Way, созданного отечественными разработчиками. Учитывая, что данный протокол сегодня хорошо документирован и является одним из известных стандартов, основной частью комплекса является именно программное обеспечение. При этом от платформы, на которой оно работает, не требуется ничего особенного. В первой статье в качестве контроллера выступал микрокомпьютер Raspberry Pi с установленным USB-адаптером Z-Wave и программой Z-Way. Его производительности вполне хватало на реализацию требуемых сценариев работы.
Так что в качестве платформы сегодня совсем не обязательно использовать отдельную «коробку», а можно добавить нужные функции уже присутствующим в домашней сети устройствам. В качестве последних могут подойти, в частности, роутеры и сетевые накопители, поскольку они обычно работают постоянно. В этом материале мы познакомимся с реализацией второго варианта на примере сетевого накопителя WD My Cloud EX4.
Это устройство уже тестировалось на страницах нашего ресурса примерно год назад. Модель основана на платформе ARM (одноядерный процессор, частота 2 ГГц), имеет 512 МБ оперативной памяти, четыре отсека для установки жестких дисков, два гигабитных сетевых порта и поддержку USB 3.0. Встроенное программное обеспечение включает в себя достаточно интересный набор функций, в том числе поддержку нескольких протоколов доступа к файлам, мультимедийные и облачные сервисы, модули резервного копирования.
Для нашей цели важно, что пользователь может устанавливать на устройство дополнительные приложения из официального каталога, готовых файлов пакетов и даже через консоль. Отметим, что требуемый программный модуль работает и на других моделях сетевых накопителей серии My Cloud. В данном тестировании использовалась версия Z-Way 2.01-3.
Для создания сети Z-Wave не обойтись без адаптера, который устанавливается в сетевой накопитель. Это компактное устройство с интерфейсом USB мало отличается от привычных флешек. С формальной точки зрения, оно реализует последовательный порт для общения с сетью Z-Wave. Для работы с программными модулями для сетевых накопителей WD, из-за требований лицензирования, необходимо использовать именно эту модификацию адаптера, в которой установлена специальная прошивка. При этом данный USB-стик совместим и с аналогичным программным обеспечением на ПК. Обратим также внимание, что стандарт Z-Wave имеет разные частоты в разных регионах и все оборудование должно работать в одном диапазоне. В нашем случае это была российская частота 869 МГц.
Программное обеспечение Z-Way было разработано основателями движения Z-Wave в России компанией Z-Wave.Me при поддержке российского представительства WD. Установка модуля происходит из стандартного Web-интерфейса сетевого накопителя и не вызывает никаких затруднений.
На страничке программы можно проверить номер версии, а также включить или выключить модуль. Присутствующая ссылка отправляет вас на основной интерфейс системы автоматизации, с которым вы и будете иметь дело.
Также в этом материале мы опишем несколько новых устройств Z-Wave компании Aeon Labs, которые появились на нашем рынке. Отметим, что все они основаны на чипах Z-Wave пятого поколения, обеспечивающих дальность работы до 100 метров, поддержку шифрования и обновления по воздуху, а также сертификацию Z-Wave Plus.
Aeotec Smart Energy Switch 3
Пожалуй, одним из наиболее популярных устройств для автоматизации являются управляемые проходные розетки. Они обеспечивают коммутацию нагрузки 220 В без каких-либо дополнительных электромонтажных работ и востребованы во многих сценариях, от управления светом, до включения аудиовидео аппаратуры.
Aeotec Smart Energy Switch 3 мало отличается от других устройств данного класса. Его корпус из белого глянцевого и матового пластика имеет средние размеры — 55×38×78 мм для европейской версии без учета вилки. На плоском торце расположена кнопка локального управления и соответствующий индикатор. Они же используются и для включения выключателя в сеть Z-Wave.
Устройство предназначено для коммутации нагрузки до 16 А (3500 Вт) встроенным реле. Кроме этого, модель имеет встроенные блоки измерения напряжения сети и потребляемого подключенной нагрузкой тока. Напомним, что как имеющее постоянное питание устройство, выключатель выступает и в роли маршрутизирующего узла Z-Wave для увеличения зоны покрытия сети.
Через дополнительные параметры устройства можно настроить поведение при восстановлении питания, отключить защиту от перегрузки, выбрать режим индикации, установить параметры отправки отчетов о потреблении.
Aeotec Recessed Door Sensor
Датчики открытия дверей обычно используются в сценариях контроля доступа, безопасности, освещения и других. Реализация Aeotec Recessed Door Sensor интересна тем, что ее конструкция подразумевает скрытую установку в дверную раму. Устройство состоит из двух частей — основного блока с сенсором, радиопередатчиком и батареей, а также ответной части с магнитом. Модель поддерживает только одну функцию и не имеет дополнительных встроенных датчиков.
Корпус главного модуля имеет диаметр 18,5 мм и длину около 64 мм и изготовлен из крепкого белого пластика. Для его крепления требуется просверлить отверстие диаметром 19 мм и глубиной 65 мм. Напомним, что поскольку речь идет о радиосреде, в металлических дверях данная модель, скорее всего, работать не будет или дальность связи будет существенно ниже заявленных ста метров на открытом пространстве. Закрепляется датчик двумя шурупами, которые идут в комплекте. Внешняя часть будет выступать на косяке примерно на 0,4 мм. На ней же мы видим отверстие скрытой кнопки подключения к сети. Рядом с ним находится и встроенный индикатор. Внутри корпуса можно обнаружить литиевую батарею формата CR2 (3 В, 800 мА·ч), основную печатную плату датчика, модуль Z-Wave и относительно крупную антенну.
Ответный блок имеет тот же диаметр, но требует только 15 мм глубины отверстия для установки. Он держится исключительно на трении, а выступающая часть имеет толщину около 0,3 мм. Дальность срабатывания датчика составляет 5 мм. Производитель рекомендует обеспечить расстояние между устройствами в 1 мм для беспроблемного закрывания двери.
В целом мы видим, что устройство сложно назвать универсальным — требуется сверлить достаточно большие отверстия в двери и раме, а также иметь определенный зазор между ними. Однако в некоторых ситуациях такой вариант может быть более удобным, чем более популярные накладные модели.
Aeotec Siren
Звуковые оповещения могут использоваться в системах безопасности, для сообщений об авариях и эвакуации, а также в других сценариях. Для реализации этих функций предлагается Aeotec Siren. Это достаточно компактное устройство (габаритные размеры не превышают 57×30×90 мм без учета вилки) имеет встроенную сирену 105 дБ и пару ярких светодиодов.
Модуль оборудован встроенной аккумуляторной батареей на 430 мА·ч и способен работать и при отсутствии основного питания. Отметим, что для данной модели указана дальность работы в 170 метров на открытом пространстве.
В дополнительных параметрах устройства предусмотрено изменение громкости и некоторых других опций. Традиционно, для их изменения необходимо использование служебных возможностей системы домашней автоматизации.
Aeotec Heavy Duty Smart Switch
В определенных сценариях пользователю необходимо коммутировать не отдельные устройства, а целые группы нагрузок с большим током потребления. Например, отключать промышленное оборудования или электричество в гараже при возникновении нештатных ситуаций или для экономии. Здесь может пригодиться Aeotec Heavy Duty Smart Switch, рассчитанный на токи до 40 А.
Устройство выполнено в корпусе с защитой уровня IP44. Для подключения сети и нагрузки предусмотрены винтовые терминалы. В комплекте идет набор наконечников форматов 10AWG и 8AWG и резиновые заглушки для изоляции ввода. Диапазон рабочих температур составляет 5…40 °C. Максимальная мощность резистивной нагрузки для данного устройства — 9600 Вт.
Габаритные размеры модели составляют около 12×13×4 сантиметров, на элементы монтажа нужно добавить еще пару сантиметров. Под крышкой находится индикаторный светодиод, который будет виден и без ее снятия, кнопка включения в сеть Z-Wave и терминалы для подключения кабелей.
Работа с системой
Основной пользовательский интерфейс системы автоматизации доступен по ссылке http://wdmycloudex4:8083/smarthome, где имя хоста определяется настройками сетевого накопителя. Использование собственного номера порта исключает конфликты с другими модулями и системными сервисами. Предусмотрено использование русского языка (а также английского, немецкого и китайского), но в некоторых местах все-таки встречается английский. Заметим, что доступ к системе закрыт паролем, который стоит изменить при первой возможности.
Первой операцией является добавление ваших устройств в сеть Z-Wave, настройка их параметров (в частности, изменение имен), распределение по комнатам, составление правил взаимодействия. Заметим, что никаких ограничений на производителей или типы устройств в данном продукте нет. В частности, в тесте мы задействовали и пару продуктов производства Fibaro. Хотя конечно в некоторых случаях может потребоваться настройка их параметров для эффективной работы в системе.
Для подключения нового устройства нужно зайти в системное меню, доступное по шестеренке в правом верхнем углу экрана, и выбрать в нем пункт «Устройства». Данная реализация поддерживает работу только с Z-Wave, так что далее выбираем эту кнопку и включаем на контроллере режим поиска новых устройств, который сопровождается миганием синего светодиода в адаптере.
Информация по необходимым операциям для включения в сеть приводится в документации на каждую модель. Обычно нужно просто нажать на ней кнопку. Если устройство ранее уже было в какой-то сети Z-Wave, то перед подключением в новую сеть, сначала исключаем его из старой. Сделать это можно и с использованием нового контроллера.
Эту операцию нужно повторить с каждым устройством. Некоторые многофункциональные модели представляются в системе как несколько независимых устройств. Например, описанные выше выключатели Aeotec кроме коммутации нагрузки предоставляют информацию о напряжении питания, потребляемой мощности, токе и общем потреблении в кВт·ч.
В свойствах вы можете записать собственное название, вывести его значок на основной экран, назначить комнату и тэги, а также скрыть его в системе, если данный компонент не требуется в текущей конфигурации.
Раздел «Z-Wave сеть» позволяет удобно оценить текущее состояние сети и устройств. На первой вкладке мы видим их полный список, в том числе и все их компоненты.
На второй можно проверить статус батарей для автономных вариантов. На третьей — ознакомиться с важными системными сообщениями.
При создании комнат выбирается их имя и изображение, а также сразу можно указать устройства, которые расположены в этом помещении или управляют оборудованием в нем.
На странице «Мои настройки» можно выбрать язык, поменять пароль и установить пару дополнительных параметров.
Про раздел «Приложения» мы поговорим немного позже. Отметим здесь наличие встроенной формы обратной связи с разработчиками, а также возможность управления пользователями и их правами доступа к комнатам. При этом обычному пользователю системы будет доступен только основной интерфейс управления и статус сети Z-Wave. Системные настройки он изменить не сможет, как и управлять сетью. Заметим, что допускается иметь и более одного аккаунта с правами администратора.
Посмотрим теперь на пользовательский интерфейс управления системой. На главной странице находятся выбранные вами устройства и датчики, которые планируется использовать часто. В каждом блоке приводятся значок, название, ссылка на настройки, а также статус или показания и непосредственно поле управления.
Вторая страница показывает все присутствующие в системе устройства единым списком с возможностью фильтрации по типу или пользовательским тегам. Есть и встроенный поиск, полезный при большом числе подключенных устройств.
На третьей странице мы видим представление нашей системы автоматизации по комнатам. При выборе какой-либо из них показывается список устройств в ней.
Последняя страница отображает список событий, обработанных сетью Z-Wave. В нем также есть опции по установке фильтра для более удобного поиска требуемой информации.
Данный интерфейс будет полезен для настройки, контроля и управления системой, однако все-таки обычно под автоматизацией понимаются не требующие вмешательства человека сценарии. В рассматриваемом продукте эта функция называется «Приложения». При выборе соответствующего пункта в системном меню мы видим список доступных к использованию сценариев и программных модулей.
При этом уже запрограммированные варианты находятся на странице «Активные». Для них можно изменить параметры работы, временно отключить или удалить.
Посмотрим, какие варианты предусмотрены в текущей версии программного обеспечения. Всего их на момент проведения тестирования было более сорока, причем многие знакомы по прошлой статье о Z-Way. Не все из них мы сможем проверить на практике, поскольку не все типы оборудования использовались в нашей конфигурации. Так что перечислим наиболее интересные и полезные.
Заметим, что в большинстве из приложений есть несколько параметров, включая используемые устройства, временные интервалы и некоторые другие. Кроме того, проверка показала, что не все из них совместимы с использованным для данного тестирования оборудованием.
- Авто закрытие — при поступлении информации от датчика открытия двери автоматически закрывается замок на ней;
- Авто выключение — автоматическое выключение нагрузки после заданного интервала;
- Опрос батареек — установка расписания проверки заряда батарей автономных устройств, контроль достижения заданного порога;
- Связь устройств — привязка состояния одного устройства к состоянию другого;
- Световая сцена — традиционный элемент автоматизации с выбором набора активируемых устройств;
- Отложенная сцена — запуск второй сцены после первой с задержкой;
- Global Caché — отправка команд на ИК-передатчики Global Caché;
- Группа устройств — объединение однотипных устройств в группу;
- Помечать устройства включено/выключено — автоматическое распределение по группам в зависимости от состояния
- Режим охраны — использование датчиков и исполнительных устройств для реализации сценария сигнализации;
- Запуск сцен одна за одной по кругу — при каждой активации этой виртуальной сцены будет выбираться следующая по списку;
- Расписание запуска сцен — программирование расписания для запуска сцен;
- SMS.ru Уведомления — отправка системных сообщений с использованием сервиса SMS.ru;
- Email и СМС Уведомление — отправка фиксированного сообщения по электронной почте и через SMS;
- Логические правила — создание правил управления устройствами на основании данных нескольких датчиков с логическими условиями.
Еще больше гибкости системе придают функции создания и обслуживания дополнительных физических и виртуальных устройств, также реализованные программным способом. В частности поддерживается реализация устройств с использованием JavaScript, HTTP-запросов, виртуальных кнопок, термостатов из датчика температуры и реле, RGB-освещения из трех обычных диммеров и другие сервисы.
Также в списке присутствуют несколько системных функций, таких как планировщик, удаленный доступ через облачный сервис, опрос устройств, обслуживание списков событий и журналов.
В определенных случаях будет полезен специальный экспертный интерфейс для точной настройки Z-Wave устройств, доступный по адресу http://wdmycloudex4:8083/expert. В нем представлена более детальная информация о работе сети, состоянии устройств, а также их настройки, включая возможность установки специальных параметров.
Есть возможность проводить расширенную диагностику, проверять маршрутизацию, доступность устройств, потери пакетов и получать другие данные. Отметим некоторое неудобство в том, что устанавливаемые пользователем собственные названия для устройств для этих версий интерфейсов отличаются.
Мобильное приложение
Несмотря на достаточно удобный веб-интерфейс, не всегда удобно пользоваться настольным компьютером или ноутбуком для работы с системой. Здесь на помощь придут фирменные мобильные приложения.
Программа Z-Way Control для Android и iOS повторяет описанный выше пользовательский веб-интерфейс. В ней также есть страница с избранными устройствами, общие списки, деление по комнатам, списки устройств, доступ к журналу, программам и настройкам.
Причем специальная оптимизация интерфейса для планшетов позволяет вместить на экране больше полезной информации. К сожалению, текущая версия программного обеспечения не поддерживает push-уведомления, что представляется полезной функцией в данном типе программного обеспечения.
Заметим, что кроме этой программы, в официальных магазинах Google и Apple можно найти еще несколько совместимых с Z-Way утилит.
Заключение
Компактный размер адаптера Z-Wave и не требующее больших вычислительных ресурсов программное обеспечение Z-Way позволяют создать многофункциональную систему домашней автоматизации на базе различных типов оборудования. Современные сетевые накопители вполне подходят для этой задачи. Выход программного модуля для популярных устройств WD, отличающихся привлекательной стоимостью, подтвердил, что такое сочетание вполне способно удовлетворить все востребованные запросы к домашней автоматизации. При этом влияние на другие функции сетевого накопителя минимальное. Использованный в статье USB-адаптер совместим с большинством продуктов линейки WD My Cloud. Новинка уже появилась в продаже по ориентировочной цене 7500 рублей. Напомним, что значительная часть этой стоимости относится к лицензиям и программному обеспечению.
Программное обеспечение Z-Way за этот год существенно изменилось в лучшую сторону. Интерфейс стал более красивым и удобным, увеличилось число встроенных дополнительных модулей, расширились возможности взаимодействия с другими системами, практически нет замечаний к стабильности работы системы. Как мы увидели во время тестирования, набор возможностей получился достаточно интересным и разносторонним. В то же время надо отметить, что, на наш взгляд, начинающим пользователям придется потратить определенные усилия для эффективного использования этой системы. Впрочем, это вполне знакомая и по другим продуктам сложность нахождения компромисса между удобством, простотой, широкими возможностями и гибкостью. В данном случае можно говорить о том, что решение будет интересно тем пользователям, которые интересуются тематикой, хотят относительно недорого начать реализацию своего проекта, имеют планы по его расширению и готовы потратить время на изучение технологий и программ. Если же вас больше интересует готовое «коробочное» решение, стоит посмотреть на другие продукты.
