Przeczytaj to najpierw, a obiecujemy, że w następnym artykule rozpocznie się również budowa inteligentnego domu!

W dzisiejszych czasach Dunaj można zablokować za pomocą systemów inteligentnego domu. Dobrą rzeczą jest to, że ceny zostały wystarczająco rozbite, a złą jest to, że łatwo możemy wpaść w ślepy zaułek, wybierając produkty producenta, który znika z rynku za 1-2 lata, a my zostajemy z kompletnym systemem, który nie jest lub jest bardzo trudny do opracowania.

Xiaomi wydaje się pod tym względem dobrym wyborem, ponieważ chiński producent jest w okresie obfitości, że jeśli utrzyma się na poziomie ostatnich lat, to nie zniknie, ale zmiecie rynki na całym świecie od Ameryki po Australię.

W tym artykule krótko podsumowujemy, co oznacza inteligentny dom, jakie są korzyści z jego budowy i do jakich zadań większość ludzi z niego korzysta. Ale z drugiej strony można też poczytać trochę o technologiach, które obsługują inteligentne domy, jako swego rodzaju fundamencie, dzięki czemu jeśli zobaczysz słowa takie jak Zigbee, nie musisz błyskawicznie mrugać.

Wstęp, czyli co to jest inteligentny dom

Inteligentne domy to nie dzisiejsze wynalazki. W dawnych czasach takie systemy istniały kilkadziesiąt lat temu, ale były dość dalekie od tego, co dziś nazywamy inteligentnymi domami. Temat, wcześniej znany jako automatyka budynkowa, wytworzył pewną automatykę z dużą ilością przekaźników, pilotów na podczerwień i czujników. W porównaniu z nimi dzisiejsze systemy wykazują niewielką poprawę dla obserwatora z zewnątrz, przynajmniej w zakresie obsługi, ponieważ włączają światło, przesuwają rolety, ustawiają klimatyzację, włączają alarm, jeśli do pomieszczenia wejdzie nieupoważniona osoba lub, na przykład wybucha pożar. Chociaż operacja niewiele się zmieniła w ten sposób, technologia, która za nią stoi, została całkowicie wymieniona.

Zacznijmy od tego, że budowanie dziś inteligentnego domu będzie częścią pułku starego systemu. Dzieje się tak nie tylko dlatego, że same urządzenia stały się tańsze, ale także dlatego, że dzięki rozwojowi technologii w zasadzie wszystkie komponenty mogą działać bez zewnętrznego zasilania, a nawet bez okablowania. Z tego powodu konstrukcja była niezwykle uproszczona i oczywiście tania. W dzisiejszych systemach bezprzewodowych projektowanie połączeń logistycznych między urządzeniami jest znacznie większym wyzwaniem niż konfiguracja sieci fizycznej.

Uważam, że ważne jest, aby pamiętać, że wiele profesjonalnych systemów nadal wytwarza moc, co jest jeszcze bardziej skomplikowane niż tradycyjny system 220, ponieważ pracujemy tutaj z niskim napięciem 5 woltów, co wymaga 220 (dokładniej 230) prądu przemiennego. do prądu stałego. W takim przypadku możemy pracować z jednym konwerterem na pokój lub mieszkanie lub możemy wykonać konwersję dla każdego elementu w systemie inteligentnego domu. To drugie rozwiązanie jest celowe, gdy na przykład konwencjonalne przełączniki są zastępowane inteligentnymi przełącznikami, ponieważ okablowanie 5 jest już podane.

Do czego używamy systemów inteligentnego domu?

Miejmy nadzieję, że pod koniec artykułu zobaczysz, że projektowanie ekosystemów inteligentnego domu pod kątem powiązań logistycznych, czyli jednego elementu inteligentnego domu, który reaguje na inny, jest ograniczone tylko naszą wyobraźnią lub, w najgorszym przypadku od rozwiązania programowego używanego sprzętu. Pola zastosowań są tak szerokie, że nawet nie pomyślelibyśmy.

Do czego większość ludzi używa systemów inteligentnego domu? Oczywiście są też ankiety w tym zakresie, więc wiemy na pewno, że większość ludzi używa takich systemów przede wszystkim do zadań związanych z bezpieczeństwem. Nie jest to zaskakujące, skoro, jak być może przeczytałeś powyżej, stosowane dziś rozwiązania są bezprzewodowe i nie wymagają nawet zasilania dla Xiaomi i wielu innych systemów. Z tego powodu możemy w kilka sekund i bardzo tanio zbudować kompletne systemy, w skład których wchodzą również czujniki otwarcia drzwi i okien, czujniki ruchu i kamery. Ten ostatni wymaga oczywiście zasilacza, o czym można przeczytać w szczegółach technologii.

Systemy te, które budujemy w domu, różnią się obecnie od tradycyjnego zdalnego monitoringu tym, że ten ostatni ma w pogotowiu zespół patrolowy i w przypadku alarmu wycofuje się do posesji. W naszym przypadku jednak możemy monitorować mieszkanie na żywo za pomocą kamer, a nawet ręcznie lub automatycznie nagrywać zdarzenia w mieszkaniu. System może wysłać alarm na nasz telefon w czasie rzeczywistym, bez opóźnień, dzięki czemu możemy zaalarmować policję lub, jeśli to wystarczy, sąsiada.

Drugim najczęstszym obszarem jest kontrola temperatury i związane z nią funkcje ekranowania. Trzeci to sterowanie oświetleniem, a czwarty to multimedia.

Moje własne doświadczenie pokazuje, że większość ludzi wącha oświetlenie w technologii inteligentnego domu, a to po prostu dlatego, że smartfony są tanie, nie wymagają żadnego innego urządzenia do korzystania z telefonu ani oprogramowania na nim działającego.

Podstawy technologii

W tym rozdziale omówimy technologie, w szczególności technologie bezprzewodowe, które są potrzebne do budowy nowoczesnego inteligentnego domu. Myślę, że warto o nich powiedzieć kilka słów, ale jeśli nie jesteś drogi Czytelniku ciekaw, możesz to pominąć, bo np. w przypadku systemów Xiaomi wystarczy mieć świadomość ustawień oprogramowania, nie t potrzebuję zrozumienia technologii. Jeśli jednak jesteś trochę techniczny, kontynuuj artykuł w następnym akapicie.

Technologie bezprzewodowe

Pamiętam, że na początku 2000 roku, kiedy pojawiły się pierwsze urządzenia WiFi w przystępnej cenie, złożenie dobrze działającego systemu wymagało poważnych przygotowań i doświadczenia. Przepustowość była wąska, a siła sygnału śmiesznie słaba. Oczywiście teraz mówimy o urządzeniach domowych, pierwszych routerach, AP. Oprócz Wi-Fi pojawiła się później druga technologia bezprzewodowa, Bluetooth. Obie technologie łączyły technologie bezprzewodowe, ale obszar zastosowania różnił się znacznie ze względu na technologię. Podczas gdy w pierwszym przypadku zapewniliśmy połączenie między sieciami komputerowymi a naszymi urządzeniami, w drugim stworzyliśmy na przykład możliwość przesyłania danych między naszym urządzeniem mobilnym a komputerem.

Od tego czasu ewoluowały zarówno Bluetooth, jak i WiFi, czyli urządzenia oparte na rodzinie standardów IEEE 802.11. Pierwszy z nich był w stanie obsłużyć więcej połączeń równolegle z większą przepustowością, a drugi oferuje coraz większą przepustowość, teraz dzięki systemom wieloantenowym, wykorzystującym możliwości oferowane przez odbite sygnały.

Jednak te dwie metody, standardy lub metody nie nadawały się do budowy bezprzewodowego systemu inteligentnego domu z ich pomocą. Nie ma nic złego w niskiej przepustowości lub wolnym połączeniu. Trzy główne problemy to projekt topologii sieci, odpowiednia alokacja zasobów sieciowych oraz problem zasilania.

Bluetooth pozostał połączeniem PAN, które pozwala nam nawiązać połączenie prywatne i np. przesyłać dźwięk z naszego telefonu do naszych słuchawek, podczas gdy WiFi nadal jest urządzeniem do tworzenia sieci komputerowych. Urządzenia inteligentnego domu działają zasadniczo inaczej, mają inne oczekiwania, jeśli chodzi o łączność danych.

Mamy dwa ważne oczekiwania wobec inteligentnych domów. Jednym z nich jest możliwość zorganizowania jak największej liczby urządzeń w jedną sieć, drugim jest ograniczenie zużycia energii do minimum. Pierwszy warunek nie jest spełniony dla Bluetooth, a drugi dla Wi-Fi, więc w większości przypadków te procedury można odrzucić. Piszę, że w większości przypadków, bo jak widać, WiFi będzie miało rację bytu w pewnych obszarach.

Konieczne było więc stworzenie standardu, który zapewni łączność bezprzewodową, obsłuży wiele urządzeń i zapewni niski pobór mocy. Obecnie dostępne są dwie metody, Z-Wave i Zigbee. Te ostatnie poznajemy, bo spotykamy się z tym z systemem Xiaomi.

Technologia Zigbee

Technologia Zigbee jest rozwijana przez 35 firm, takich jak Motorola, Honeywell czy Philips, które rozwijają tę technologię w organizacji zwanej Zigbee Alliance.

W oparciu o powyższe, technologia Zigbee to technologia, która pozwala na podłączenie wielu komponentów, gdzie wysoka przepustowość jest znacznie mniej ważna niż zapewnienie zasilania komponentów przy jak najmniejszym zużyciu energii. Podobnie jak WiFi, Zigbee został ustandaryzowany, a ukończony standard został oznaczony jako 802.15.4.

Sieci Zigbee, podobnie jak tradycyjne WiFi, wykorzystują do komunikacji pasmo 2,4 GHz, ale tutaj podobieństwo praktycznie się kończy. Na przykład w przypadku WiFi tworzymy scentralizowaną sieć, w której przepustowość routera jest dzielona między podłączone do niego urządzenia. Zigbee natomiast tworzy sieć mesh ułożoną w topologię gwiazdy, w ramach której możemy nawet ustanowić wirtualne połączenia peer-to-peer między węzłami sieci. Po prostu musisz myśleć o sieci kratowej jako o Wi-Fi, z którą im więcej urządzeń się połączysz, tym silniejsza będzie. W przypadku siatki urządzenia nie współdzielą dostępnej przepustowości, wręcz przeciwnie, zasadniczo wszystkie urządzenia podłączone do sieci dodatkowo wzmacniają sygnał. Wokół jednostki centralnej w sieci Zigbee można zbudować maksymalnie 255 węzłów sieci. Ta jednostka centralna nazywana jest bramą wśród urządzeń Xiaomi.

Ogromną wadą Zigbee przez Wi-Fi byłaby przepustowość, gdyby Zigbee jej potrzebował. Na szczęście nie ma, bo inteligentne domy nie wymagają stałego połączenia między elementami systemu, a przynajmniej żadnego ciągłego przepływu danych w sieci, a pakiety danych też są niewielkie.

W sieci Zigbee można wyróżnić dwa typowe urządzenia pod względem ruchu sieciowego. Jednym z nich są jednostki działające w nieregularnych odstępach czasu, takie jak przełączniki, które nawiązują połączenie z jednostką centralną tylko wtedy, gdy muszą wysłać impuls. Drugą ważną grupą są urządzenia obsługujące ruch okresowy, zazwyczaj różne czujniki, które odpytuje centrala.

Oczywiście istnieje również trzecia grupa, która oczywiście nie jest grupą, ponieważ zawiera tylko jednostkę centralną. To jest dusza sieci. Jednostka ta musi mieć stałe zasilanie i odpowiednią moc obliczeniową do obsługi całej sieci, do 255 węzłów sieci i przesyłanych przez nie danych oraz odpowiednie szyfrowanie AES.

Urządzenia Wi-Fi

W przypadku Xiaomi i oczywiście innych systemów smart home znajdziemy również urządzenia korzystające z tradycyjnego połączenia WiFi. Te jednostki centralne, Gateway, który również dociera do naszej sieci komputerowej, router, muszą być dostępne – dlaczego trochę później – oraz urządzenia, które i tak potrzebują ciągłego zasilania, takie jak oprawy oświetleniowe. W przypadku tych drugich, ponieważ zasilanie jest ciągłe, WiFi jest prostszym i tańszym rozwiązaniem, a dla tych pierwszych ważne jest, aby ruch do routera również wymagał dużej przepustowości ze względu na np. wbudowane radio internetowe.

W przypadku jednostki centralnej przepustowość jest również szczególnie ważna, ponieważ domyślnie wszystkie nasze inteligentne urządzenia komunikują się z naszym telefonem za pośrednictwem usługi chmurowej Xiaomi. Dzięki temu możemy zdalnie uzyskać dostęp do inteligentnych urządzeń domowych, włączyć lub wyłączyć klimatyzator, uruchomić odkurzacz automatyczny, a nawet włączyć światło podczas wakacji, abyśmy czuli się jak w domu.

Podsumujmy technologię!

Ekosystem inteligentnego domu Xiaomi składa się z dwóch części. Od Zigbee, który tworzy sieć mesh o topologii gwiazdy oraz tradycyjną sieć WiFi. Dawne urządzenia działają bez przewodów i zewnętrznego źródła zasilania, zasilanie zapewnia bateria guzikowa, która przy przeciętnym użytkowaniu wytrzymuje pół, a nawet dwa lata bez wymiany. Te ostatnie wymagają bezprzerwowego zasilania z sieci 220, jak przeciętne urządzenie WiFi.

Centralnym elementem sieci jest Gateway, który ma również połączenia Wi-Fi i Zigbee. Komunikuje się to na przykład z przełącznikami i czujnikami w Zigbee oraz na przykład z oprawami i inteligentnymi złączami w sieciach Wi-Fi. Pomiędzy urządzeniami, czy to Zigbee czy Wi-Fi, można nawiązać nawet wirtualne połączenia peer-to-peer.

Przykłady działania inteligentnych urządzeń domowych

Chociaż zachowam realne przykłady praktyczne dla kolejnych części serii, przytoczę tutaj kilka przykładów.

Ci, którzy są nowicjuszami w technologii inteligentnego domu, są pierwszymi, którzy kupują urządzenia WiFi po raz pierwszy. Dzieje się tak dlatego, że do ich obsługi nie wymagają jednostki centralnej, wystarczy telefon korzystający z inteligentnego domu Xiaomi. Być może zaskakujące, ale z nimi można zbudować całkiem poważne systemy. Inteligentne światła i inteligentne złącza, takie jak sterowanie klimatyzacją, działają w sieci Wi-Fi, ale także w jednostce podczerwieni, za pomocą której zasadniczo wszystkie tradycyjne urządzenia sterowane podczerwienią można zintegrować z systemem inteligentnego domu.

Ci, którzy są zadowoleni z tych narzędzi, prawie na pewno później rozszerzą swój system o narzędzia Zigbee. Mogą być używane na przykład do bezpośredniego przełączania świateł lub sterowania kamerami bezpieczeństwa.

Jak mogłeś przeczytać powyżej, możesz tworzyć połączenia peer-to-peer między Zigbee, ale nawet między urządzeniami znajdującymi się w sieciach Zigbee i Wi-Fi. W praktyce oznacza to, że np. połączenie pomiędzy czujnikiem otwarcia okna a oczyszczaczem powietrza można ustawić na zatrzymanie oczyszczacza powietrza po otwarciu okna. Dodatkowo oczywiście zachowane zostają inne ustawione funkcje czujnika otwarcia okna, takie jak te związane z systemem bezpieczeństwa. Możesz rozpocząć nagrywanie kamery bezpieczeństwa, wysłać alarm na swój telefon.

Istnieje również wiele funkcji, które można ustawić dla inteligentnych świateł. Mogą reagować na muzykę w pokoju, włączać ją automatycznie, gdy musimy rano wstać, czy zmieniać jej jasność, gdy na nasz telefon dzwoni telefon. W ten sam sposób nie będzie już problemu z dzwonieniem do nas podczas oglądania telewizji, ponieważ telewizor automatycznie wyciszy się, gdy nadejdzie połączenie.

Klimatyzacja wyłącza się, gdy otwieramy okno, lub włącza się latem, gdy wychodzimy z domu z pracy, więc gdy wrócimy do domu, przywita nas przyjemny klimat.

Te funkcje mogą wydawać się skomplikowane, ale pod koniec serii przekonacie się, że możemy krok po kroku budować system za grosze, tak aby nie obciążał też naszych portfeli. Być może nie jest bez znaczenia, że ​​kompletny, sprawnie działający system inteligentnego domu może wiele wrzucić w cenę naszego domu, ale przynajmniej ułatwia sprzedaż. Chodzi o to, że otrzymujemy wygodniejszy, bardziej przyjazny i wartościowy dom przy niewielkich nakładach inwestycyjnych.

W naszym kolejnym artykule poznaliśmy Xiaomi Gateway jako podstawowy element systemu. Jeśli nie chcesz czekać do tego czasu, przeczytaj nasz artykuł na temat inteligentnego odkurzacza, inteligentnego oświetlenia i inteligentnego oświetlenia biurkowego, które można zintegrować z systemem, a także pierwszy artykuł z naszej serii inteligentnych domów, Ulubiony!

• 5 dobrych powodów, dla których możesz potrzebować inteligentnego domu

• Zamiataj, odkurz, a nawet myj odkurzacz automatyczny Xiaomi Roborock S50

• Próbowaliśmy również tego - inteligentne oświetlenie pulpitu Xiaomi Philips Eyecare

• Zabłyśnijmy mądrością - test Xiaomi Yeelight z dużą ilością tajnych informacji!