• Piątek, 18 września 2020

Jak działają inteligentne domy

Kiedy nie ma cię w domu, dokuczliwe małe wątpliwości mogą zacząć tłoczyć ci umysł. Czy wyłączyłem ekspres do kawy? Czy włączyłem alarm bezpieczeństwa? Czy dzieci odrabiają lekcje, czy oglądają telewizję?

Z inteligentnym domem możesz wyciszyć wszystkie te zmartwienia jednym szybkim spojrzeniem na swój smartfon lub tablet. Możesz podłączyć urządzenia i sprzęt w Twoim domu, aby mogły one komunikować się ze sobą i z Tobą.

Każde urządzenie w Twoim domu, które korzysta z energii elektrycznej, może być podłączone do sieci domowej i na Twoją komendę. Niezależnie od tego, czy wydasz to polecenie głosem, pilotem, tabletem czy smartfonem, dom zareaguje. Większość zastosowań dotyczy oświetlenia, bezpieczeństwa w domu, kina domowego i rozrywki oraz regulacji termostatu.

Idea inteligentnego domu może skłonić do myślenia o George'u Jetsonie i jego futurystycznym mieszkaniu, a może o Billu Gatesie, który wydał ponad 100 milionów dolarów na budowę swojego inteligentnego domu [źródło: Lev-Ram]. Niegdyś losowanie dla techników, czy bogatych, inteligentnych domów i automatyki domowej staje się coraz bardziej powszechne.

To, co kiedyś było dziwacznym przemysłem, który wyprodukował trudne w użyciu i faliste produkty, w końcu dojrzewa do pełnowartościowego trendu konsumenckiego. Zamiast firm rozpoczynających działalność, bardziej uznane organizacje technologiczne wprowadzają na rynek nowe produkty dla inteligentnych domów. Sprzedaż systemów automatyki może wzrosnąć do około 9,5 mld dolarów do 2015 roku [źródło: Berg Insight]. Do 2017 roku, liczba ta może osiągnąć poziom 44 miliardów dolarów [źródło: CNN].

Wiele z tego wynika z zapierającego dech w piersiach sukcesu smartfonów i tabletów. Te ultraprzenośne komputery są wszędzie, a ich stałe połączenie z Internetem oznacza, że mogą być skonfigurowane do sterowania niezliczoną ilością innych urządzeń online. Tu chodzi o Internet Rzeczy.

Internet przedmiotów to sformułowanie odnoszące się do przedmiotów i produktów, które są połączone i możliwe do zidentyfikowania za pomocą sieci cyfrowych. Ten internetowy rozrost produktów jest coraz większy i lepszy z dnia na dzień. Cała elektronika w twoim domu to gra fair dla tej rewolucji technologicznej, od lodówki po piec.

Oprogramowanie i technologia Smart Home

Automatyka domowa ma długą i bogatą historię. Przez wiele lat trendy technologiczne przychodziły i odchodziły, ale jedna z pierwszych firm, która odniosła sukces, jest wciąż w pobliżu.

Genezą wielu produktów dla inteligentnych domów był rok 1975, kiedy to firma w Szkocji opracowała X10. X10 pozwala kompatybilnym produktom rozmawiać ze sobą przez już istniejące przewody elektryczne w domu. Wszystkie urządzenia i przyrządy są odbiornikami, a środki do sterowania systemem, takie jak piloty czy klawiatury, są nadajnikami. Jeśli chcesz wyłączyć lampę w innym pomieszczeniu, nadajnik wyda komunikat w kodzie numerycznym, który zawiera następujące elementy:

  • Alarm dla systemu, że wydaje polecenie,
  • Numer identyfikacyjny jednostki dla urządzenia, które powinno otrzymać polecenie oraz
  • Kod, który zawiera rzeczywiste polecenie, takie jak "wyłącz".

Wszystko to ma nastąpić w mniej niż sekundę, ale X10 ma pewne ograniczenia. Komunikowanie się po liniach elektrycznych nie zawsze jest niezawodne, ponieważ linie te są "hałaśliwe" z powodu zasilania innych urządzeń. Urządzenie X10 może interpretować zakłócenia elektroniczne jako komendę i reagować, lub może w ogóle nie odbierać tej komendy.

Podczas gdy urządzenia X10 są nadal w pobliżu, pojawiły się inne technologie, które konkurują o Twojego domowego dolara sieciowego. Zamiast przechodzić przez linie energetyczne, wiele nowych systemów wykorzystuje do komunikacji fale radiowe. Tak właśnie działają sygnały BlueTooth, WiFi i telefonii komórkowej.

Dwie z najbardziej znanych sieci radiowych w automatyce domowej to ZigBee i Z-Wave. Obie te technologie są sieciami mesh, co oznacza, że istnieje więcej niż jeden sposób dotarcia komunikatu do celu.

Z-Wave używa Source Routing Algorithm do określenia najszybszej trasy dla wiadomości. Każde urządzenie Z-Wave posiada wbudowany kod, a gdy urządzenie jest podłączone do systemu, kontroler sieciowy rozpoznaje kod, określa jego lokalizację i dodaje go do sieci. Kiedy komenda przychodzi, kontroler używa algorytmu do określenia jak wiadomość ma być wysłana. Ponieważ routing ten może zajmować dużą ilość pamięci w sieci, Z-Wave opracował hierarchię pomiędzy urządzeniami: Niektóre sterowniki inicjują komunikaty, a niektóre są "slave", co oznacza, że mogą tylko przenosić i odpowiadać na komunikaty.

Nazwa ZigBee ilustruje koncepcję sieci mesh, ponieważ wiadomości z nadajnika zygzakowatego jak pszczoły, szukając najlepszej drogi do odbiornika. Podczas gdy Z-Wave wykorzystuje zastrzeżoną technologię do obsługi swojego systemu, platforma ZigBee jest oparta na standardzie ustalonym przez Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE) dla bezprzewodowych sieci osobistych. Oznacza to, że każda firma może zbudować produkt kompatybilny z ZigBee bez konieczności uiszczania opłat licencyjnych za kryjącą się za nim technologię, co może ostatecznie dać ZigBee przewagę na rynku. Podobnie jak Z-Wave, ZigBee posiada w pełni funkcjonalne urządzenia (lub te, które kierują wiadomość) oraz urządzenia o zredukowanej funkcjonalności (lub te, które tego nie robią).

Korzystanie z sieci bezprzewodowej zapewnia większą elastyczność w umieszczaniu urządzeń, ale podobnie jak linie elektryczne, mogą one mieć zakłócenia. Firma Insteon oferuje możliwość komunikacji w sieci domowej zarówno za pomocą przewodów elektrycznych, jak i fal radiowych, dzięki czemu jest to sieć dwuosiowa. Jeśli wiadomość nie dociera na jedną platformę, wypróbuje drugą. Zamiast przekierowywania komunikatu, urządzenie Insteon nada komunikat, a wszystkie urządzenia odbierają komunikat i nadają go do momentu wykonania polecenia. Urządzenia te działają jak rówieśnicy, w przeciwieństwie do tych, które służą jako podżegacz, a inne jako receptory. Oznacza to, że im więcej urządzeń Insteon jest zainstalowanych w sieci, tym mocniejszy będzie komunikat.