Projektas “MRH Smart home” – IoT komunikacijos protokolai

627x376-1

Ką gi, šio skyriaus atsiradimas kiek užtruko, nes naujų įrenginių statymas, diegimas, automatizacijos konfigūravimas vyko pilnu tempu ir praktiškai jau galima matyti šviesą tunelio gale.

Aišku, kad tuo pačiu prisikaupė šiokios tokios patirties, kuria aš tikrai pasidalinsiu.

O dabar, kaip ir žadėta, apie IoT komunikacijos protokolus iš “mano varpinės”.

Kai kalba pasisuka apie Daiktų Internetą (IoT) arba išmanius namus, tikriausiai antra pagal svarbumą, po temos apie “išmanius” prietaisus, kokiais protokolais tie prietaisai komunikuoja su išmanių namų valdymo sistemomis, mano atveju, su Home Assistant.

Tų protokolų yra ne taip jau ir mažai, tačiau išmanių namų valdymo sistemose šiek tiek mažiau ir, savaime suprantama, visi jie turi savo paskirtį, tam tikrus privalumus bei trūkumus, vienas kito atžvilgiu. Todėl yra svarbu, nusistatyti vidinius standartus pagal tai kokius prietaisus yra planuojama naudoti, kokia sistema tuos prietaisus valdys bei kokio dydžio bus planuojamas tinklas. Tai ypač aktualu su Home Assitant, nes sistema palaiko praktiškai bet kokius protokolus, o tai gresia, kad visas namus tinklas gali greitai pavirsti sunkiai valdomu zoologijos parku.

Šiame projekte aš apsistojau tie keturiais protokolais:

  1. Ethernet – tai aukštos raiškos vaizdo kameros, kurios naudoja PoE, bei media transliavimo ir failų perdavimo sistemos. Visi šie įrenginiai perdavinėja didelį kiekį informacijos, tad laidinis tinklas yra pats tas.
  2. Wi-Fi – viųu pirmas skirtas namo gyventojų ir svečių įrangai. Bet tuo pačiu jis naudojamas ir išmaniems įrenginiams, kurie perduoda didesnį kiekį informacijos ir yra pasiskirstę didesniame plote nuo Wi-Fi prieigos taškų. Taip pat šį protokolą naudoja ir tie įrenginiai, kuriems reikalinga prieiga prie interneto arba jie nėra jautrūs energijos taupymui, t.y maitinami nuo tinklo. Tai vėlgi aukštos raiškos Wi-Fi vaizdo kameros, kurios pajungtos nuo elektros tinklo, bet nėra galimybės pajungti prie Ethernet tinklo. Mūsų namuose tai išmanios rozetės, būvio davikliai (nepainioti su judesio davikliais) ir pan. Suprantama, yra Wi-Fi įrenginių, kurių darbui nereikia interneto, tad jie dirba kitoje saugumo zonoje, kuri neturi sąsajų su išoriniu tinklu.
  3. Zigbee – šiuo protokolu dirba didžioji dalis namo daviklių, kurie yra maitinami baterijomis. Reikalas tame, kad komunikacija Zigbee protokolu yra žymiai mažiau imli energijai nei Wi-Fi ir tai turi tiesioginę įtaką maitinimo elementų tarnavimo laikui. Šiuo protokolu dirba visi langų/durų atidarymo, temperatūros ir drėgmės, apšvietimo, dūmų ir vandens nuotėkio jutikliai ir apsaugos sistemos vidinės sirenos. Tačiau šis protokolas turi žymiai mažesnę sklaidos zoną bei jautrus visokiems trukdžiams. Todėl dalis išmanių rozečių taip pat dirba Zigbee protokolu ir atlieka papildomo maršrutizatoriaus funkciją kaip ir sirenos, kurios turi dvigubą maitinimą, t.y ir maitinimo elementai ir elektros tinklas tuo pačiu metu. Kaip jau supratote, kad dažnu atveju tie Zigbee įrenginiai, kurie maitinami nuo elektros tinklo, gali būti maršrutizatoriais, kas kompensuoja sklaidos trūkumus ir užtikrina Zigbee tinklo gyvybingumą
  4. Bluetooth arba BLE – tai irgi mažai įrenginio energijos reikalaujantis protokolas. Mano atveju juo dirba tik vienas Unifi jutiklis, kurį aš norėjau išbandyti ir tai tik todėl, kad Unifi Wi-Fi prieigos taškai palaiko BLE.

Beliko išspręsti dilemą, ar liks dabartiniai JUNG šviesų jungikliai ir už jų atsistos greičiausiai Wi-Fi Shelly rėlės, ar jie bus pakeisti išmaniais Zigbee jungikliais. Pagal kokybę, tai greičiausiai būtų Aqara jungikliai, bet, deja, jie yra kiek didesni nei standartiniai jungikliai ir ne visur būtų galimybė juos sumontuoti. Tačiau tai artimiausios ateities klausimas.

Jei paklausite, o kaip gi kiti protokolai? Daugiausia šansų atsirasti turi Matter įrenginiai. Iš tikro tai greičiau yra ne protokolas, o standartas, dėl kurio prieš du metus susitarė didieji išmanių įrenginių ir sistemų gamintojai. Ir tai, ko gero, yra artimiausia ateitis, nes jau rinkoje pasirodė tų gamintojų gaminiai ir sistemos, palaikančios šį standartą.

Taigi, kaip matote, aš esu nusistatęs tam tikrus standartus, kur ir kam naudoti vienu ar kitu protokolų dirbančius įrenginius ir kiek tų protokolų bus palaikoma pačiame Home Assitant serveryje.

Bet, kaip sakoma, velnias slypi detalėse ir čia yra savų niuansų, kaip tie protokolai integruojasi su pačia sistema ir kokią įtaką tai integracijai turi išmaniuose įrenginiuose naudojama programinė įranga.

Tad kitas skyrius bus apie tuos niuansus, su kuriais aš susidūriau ir kokius sprendimus teko dėl to įdiegti.

Ir kaip visada, galite užduoti klausimus ar pasidalinti savo patirtimi ir matymu, kodėl pasirinkote vienus ar kitus protokolus savo išmanių namų sprendimams.