Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave или ZigBee: какой протокол умного дома выбрать
В этой статье я простым языком расскажу о 4 основных протоколах умного дома: как работают и чем вообще отличаются.
Содержание
Wi-Fi
Это стандарт беспроводной связи, используемый для подключения к интернету. Тем не менее этот протокол находит широкое применение в умных домах для обеспечения беспроводного подключения и управления различными устройствами, наподобие умных термостатов или розеток.
Преимущества
- Удобство. Для умного дома на Wi-Fi не нужен хаб. Каждое устройство подключается к интернету и управляется напрямую через приложение.
- Скорость передачи данных. Wi-Fi позволяет обеспечить быструю передачу данных, что необходимо, например, для IP-камер с высоким разрешением.
- Широкое распространение. Wi-Fi является стандартом для беспроводных сетей и поддерживается большинством умных устройств, что делает его популярным решением для умных домов.
Недостатки
- Энергопотребление. Устройства Wi-Fi потребляют больше энергии, чем другие протоколы беспроводной связи, что может снизить продолжительность работы батарей в устройствах.
- Загруженность сети. Если в умном доме установлено много устройств, активно использующих Wi-Fi, это может привести к перегрузке сети и снижению скорости передачи данных.
- Безопасность. Wi-Fi сети могут быть уязвимы к атакам хакеров, если не защищены надлежащим образом. Низкий уровень безопасности может представлять риск для конфиденциальности и безопасности данных.
- Дальность передачи. Площадь умного дома ограничивается «дальнобойностью» роутера. Для расширения сети потребуются репитеры и Mesh-системы, что не так дёшево и практично.
Bluetooth
Bluetooth — это беспроводной стандарт связи, который позволяет устройствам обмениваться данными на коротких расстояниях (обычно до 10 метров).
Преимущества
- Энергоэффективность. Bluetooth Low Energy (BLE) — это специальная версия протокола, которая потребляет меньше энергии, что позволяет автономным устройствам дольше работать от аккумуляторов.
- Простота настройки. Процесс парного соединения устройств по Bluetooth обычно прост и понятен даже неопытным пользователям.
- Распространенность. Bluetooth поддерживается большинством современных устройств, включая смартфоны, планшеты, наушники и другие умные устройства, что делает его широко используемым протоколом для умного дома.
Недостатки
- Ограниченное расстояние. Радиус действия Bluetooth ограничен 10 метрами, чего может быть недостаточно для больших домов или помещений с множеством препятствий.
- Ограниченное количество подключений. Каждое устройство Bluetooth может подключаться только к ограниченному количеству устройств одновременно, что снижает масштабируемость сети IoT (интернет вещей) в умном доме.
- Нужен хаб: несмотря на распространённость и универсальность этого стандарта, для корректной работы умного дома на Bluetooth нужен соответствующий хаб (шлюз).
Z-Wave
Один из самых старых протоколов, который разработан специально для использования в умных домах. Стандарт позволяет устройствам обмениваться данными на низких частотах в диапазоне 800-900 МГц.
Преимущества
- Надежность. Z-Wave обеспечивает высокую стабильность связи и снижает вероятность потери сигнала, так как каждое устройство может служить как усилитель сигнала, образуя Mesh-сеть.
- Дальность передачи. Сигналы Z-Wave из-за низкой частоты имеют хорошую пробивную способность и могут преодолевать дальность до 100 метров на открытом пространстве, что делает протокол хорошим решением для больших домов.
- Энергоэффективность. Протокол Z-Wave использует мало энергии, что позволяет устройствам работать от батарей значительно дольше.
Недостатки
- Частотные ограничения по регионам. Частоты Z-Wave различаются различных регионах, что ограничивает совместимость устройств между странами. Это негативно сказывается на ассортименте.
- Стоимость. Некоторые устройства, поддерживающие протокол Z-Wave, могут быть дороже по сравнению с другими беспроводными технологиями для умного дома. Это связано с тем, что длительное время Z-Wave был закрытым стандартом (с конца 90-х и под 2019 год), однако с появлением конкурентов ситуация изменилась, хотя устройства по-прежнему дорогие.
ZigBee
На сегодня самый популярный специализированный протокол для умных домов, разработанный для низкопотребляющих устройств. Он представляет собой протокол для создания сетей малой зоны (WPAN — Wireless Personal Area Network) с низкой скоростью передачи данных и низким энергопотреблением.
Преимущества
- Энергоэффективность. Низкое энергопотребление позволяет устройствам работать дольше. Например, 1 батарейки датчику хватит на 1.5 года.
- Надежность. Сеть Mesh обеспечивает высокую надежность и стабильность связи, так как каждое устройство может служить как усилитель сигнала для других устройств.
- Совместимость. Протокол ZigBee определен как открытый стандарт, что позволяет устройствам разных производителей взаимодействовать между собой. Это положительно сказывается на цене и ассортименте.
- Безопасность. ZigBee обеспечивает высокий уровень безопасности данных и коммуникации, включая шифрование данных и аутентификацию устройств.
Недостатки
- Ограниченная пропускная способность. Протокол ZigBee имеет ограниченную скорость передачи данных, что делает его менее подходящим для передачи больших объемов информации, таких как видео или аудио. Поэтому на ZigBee в основном работают датчики, розетки и выключатели, от которых не требуется много данных.
- Ограничение совместимости. Некоторые производители делают закрытые экосистемы, из-за чего ZigBee-устройства разных брендов могут не работать вместе. Проблема решается с помощью универсальных хабов, однако такой инструмент едва ли можно называть практичным.
Подведём итоги
Протоколы умного дома стоит подбирать под себя, исходя из своих индивидуальных потребностей. Однако наиболее универсальным решением на сегодня является сочетание устройств на Wi-Fi и ZigBee. Так вы сможете получить доступную и функциональную сеть рамках единой экосистемы без множества костылей и «мостов».
Для тех, кто в поисках вертикального пылесоса, советую посмотреть подборку:
Здесь точно найдете подарок для себя, а то и близким.
12 комментариев
Добавить комментарий
1. Надежность. Проводная система (хотя есть и радиоканал) не подвержена многим проблемам передачи по радио
2. Нет необходимости в центральном хабе/сервере. Устройства работают друг с другом без него (я не про кнопки включения света, хотя и они тоже, а про контроль климата, например, включая связку термостат-датчик температуры-кондиционер-вентиляция-теплый пол-уличный датчик-управление фанкойлом)
3. Глубокая интеграция с устройствами, включая обратную связь. Какой из вышеперечисленных протоколов может получить данные от кондиционера, включая коды ошибок? или от вентиляции по модбасу?
4. KNX практически полностью перекрывает все задачи, связанные с АСУЗ, в т.ч. с помощью шлюзов в другие системы
5. Широкие возможности визуализации процессов, хотя к тому же Ирридиуму можно и ЗетВейв и ЗигБи подтянуть, но только с помощью определенных шлюзов
6. 100% совместимость оборудования разных производителей, входящих в альянс
Если верх понятия «Умный дом» для клиента включить свет (полив, открыть штору...) через Алису или с телефона, то все перечисленное в статье подойдет (на мой взгляд лучше всех смотрится ЗигБи). Если нужна серьезная система и реальное управление всеми функциями инженерных систем здания — KNX.
Доводов достаточно?
Модбас!? Да не проблемма !- шлюз модбас-tcpip и все устройства модбас можно приобщить к сети. Да куча шлюзов есть для интеграции других протоколов к сети интернет(звайв, зигбе)
Что там про графическую оболочку?! Про scada системы слышали?! Да там можно полноченную систему управления городом организовать используя скада систему, а есть еще и бесплатные опенсорсные проекты.
Возможность использовать как проводное так и беспроводное вайфай соединение что значительно увеличивает возможность масштабирования сети.
Дешевизна маршрутизаторов интернета и огромное количество мануалов а также людей способных строить локальные сетки.
Зачем прокладывать свою шину когда можно использовать инфраструктуру интернет и всяких облачных сервисов для сбора и хранения данных? Да и кто мешает самому купить витую пару и пару маршрутизаторов в магазине? Обычном магазине типа эльдорадо или днс без необходимости курить мануалы!
Не существует абсолютно универсальных систем, и задача интегратора выбрать оптимальную для решения конкретной задачи. конкретного клиента. Сам я в пром автоматику не лезу, хотя и знаком и с ней и с системами Scada. А в своем сегменте предлагаю или KNX, если проект большой и много разного оборудования в нем, или ZigBee, если это простейшие функции и не нужна высокая надежность. Но это субъективный мой подход к автоматизации жилищ. А он у каждого свой, и это хорошо ) Аргументы по KNX выше, а что касается WiFi или работу по шлюзам/коммутаторам для связи — любой школьник может положить сеть за очень короткое время. Ставить системы с продвинутой защитой — так у них ценник как у космолета и вся выгода будет потеряна. Cisco и пр. нынче дорого, и спецы по сетевой защите не дешевы.
Но с другой стороны наверное нужно делить рынок Умных домов и понимать что и для чего идет. И для кого.
1. Богатые, которым пофиг что, лишь бы было лучше, чем у соседа — эти и Амикс и Крестрон можно воткнуть, KNX однозначно, причем немецкий, та же испания не в фафоре. (к сожалению не попадались, но явно кому то везло)
2. Технически продвинутые, средний класс — KNX, действительно разумные требования к функционалу, допом IP камеры и домофония, сеть на Юбикьюти, ТВ на Виси. Знают, что хотят и считают деньги. Приятно с такими работать
3. С короной. кривой (смягчил). В ТЗ прописано миллион требований, но когда видят ценник начинают нести пургу про то как сделать дешевле, потому что в Леруа продают Умный дом за 2000 руб и не «надо нам тут вешать лапши». Ухожу сразу, что там с ними дальше не знаю.
4. Обычные люди, которым хочется прикоснуться к благам цивилизации за разумные деньги но без претензий на максимальный функционал. Вот как раз для них ЗетВейв и ЗигБи и прочее. Недорогое, минимальное по функциям, простейшее по подключению. Многие делают сами и респект им за это)
5. Энтузиасты, которые не ищут легких путей и используют самоделки, редкие протоколы, самопальные хабы и прочее. (уважаю таких. сам в юности обожал свякую хрень паять, от цветомузыки до Синклеров) Но это не часть рынка Умных домов, это ниша энтузиастов.
6. Прочие, которым пофиг на умный дом и проходной выключатель для него это верх цивилизации.
Та вот к чему я — на месте автора я бы конкретизировал ниши использования протоколов а Bluetooth вообще бы не упоминал. То, что перечислено в статье больше подходит для пункта 4 — обычных людей, да и то только Z-Wave и ZigBee, а WiFi с большой натяжкой, ибо под него попадают только WiFi реле определенных производителей, блоки управления бытовой техникой (кондеи, котлы, бойлеры, чайники, холодильники и пр.) определенных производителей и не связанных в единую оболочку при использовании разных вендоров. Это не умный дом, это пульты управления, не больше. Да, есть оболочки, которые много могут объединить, тот же iRidium, но его стоимость не маленькая и нужно уметь его настраивать, что приводит к поиску специалиста а не самостоятельной инсталляции. Хотя при желании можно и с ним разобраться.
В общем — хочешь написать статью — копай глубже, а не как автор, не давая ничего, кроме названий протоколов для поисковых систем ) А скорее всего это перевод с какого нибудь пиндосовского сайта. Но не утверждаю, предполагаю )
Объясните пожалуйста для чайника, настройки автоматизации оборудования ZigBee, сохраняются локально в случае отключения эл.энергии или интернет? Не зависят от внешних облачных серверов?
Wi-fi, я так понимаю, как вы написали выше — это всего лишь дистанционный пульт управления. С чем совершенно согласен.
Лично для меня (не навязываю) предпочтительнее ZigBee — более распространен, в т.ч. в некоторых роутерах хаб сразу встроен, есть интересные решения без применения нулевого провода в питании, что особенно важно при модернизации старых систем освещения, где из коробки спускается только фазный провод на выключатель. Хотя может мне просто на Z-Wave такие не встречались и они есть. у Z-Wave оборудование разных производителей не контачит между собой вообще или некоторые функции (автор писал об этом), у ZigBee с этим проще, из того что попадалось. Для обоих систем можно запустить хабы самостоятельно с помощью ЮСБ стиков, на том же Расберри, но по мне на ZigBee это проще.
Все, что написал — субъективное мнение, не навязываю и не утверждаю. Сам использую KNX, но и ZigBee и Z-Wave поюзал вдоволь (а начинал вообще с X10 от Мармитека в 2000-м, не все вспомнят что это). И самое главное — железок от ZigBee и Z-Wave, оставшихся с объектов, которые не подошли, не смогли работать как надо, не состыковались с другим оборудованием валяется полно в шкафу (особенно Z-Wave), а вот KNX всегда работает так, как запроектировал.
Добавить комментарий