[AKTUALISIERT] Leitfaden für Smart Home- und Heimautomatisierungsprotokolle: Erstellen Sie Ihr IoT-Paradies

Die Beliebtheit von Smart Homes ist in den letzten Jahren und sogar in den letzten Monaten erheblich gestiegen. Die CES 2017 bereitete den Rahmen für eine weitere kleine Explosion dieser Geräte, als Apple, Google und Amazon expandierten ihre Smart-Home-Ökosysteme – wenn auch mit unterschiedlichem Tempo – wobei der Alexa-Assistent von Amazon am meisten glänzt Wachstum.

Durch den Erfolg von Lautsprechern mit Sprachassistenten wie Amazon Echo und Google Home ins Rampenlicht gerückt, stehen die Geräte, die sie steuern, nun im Mittelpunkt. Diese Aufmerksamkeit zu teilen, ist der allzu offensichtliche Kampf um die Aufrechterhaltung der Kontinuität zwischen diesen Technologien. Bei so vielen Systemen und Protokollen, die bei der Heimautomatisierung eingesetzt werden, ist die Notlage des Verbrauchers ähnlich wie die der Entwickler: Finden Sie einen dauerhaften und nützlichen Standard.

Im fortlaufenden Bemühen, Technologien dabei zu helfen, ihr richtiges Zuhause zu finden, finden Sie hier den endgültigen Leitfaden für das IoT-fähige Zuhause – in seiner jetzigen Form Heute. Beginnen wir mit einer Aufschlüsselung der vier Haupttechnologien, die zur Schaffung dieser Ökosysteme verwendet werden.

[Tabs][Tab-Titel ="W-lan"]

 1. W-lan

Vorteile: Kein zentraler Hub erforderlich. Unterstützt AES-256-Bit-Verschlüsselung.

Nachteile: Geschwindigkeit und Signalstärke hängen wie immer von Ihrem Router und Ihrem Internetdienstanbieter ab – eine Abhängigkeit, die für manche möglicherweise nicht ideal ist. Es handelt sich außerdem um das ressourcenintensivste Protokoll, das mehr Strom und damit eine größere Größe von Produkten erfordert, die häufig batteriebetrieben sind und eine geringe Stellfläche benötigen.

Bemerkenswerte Geräte/Plattformen:WeMoApple HomeKitSamsung SmartthingsInsteon*Philips Hue**

*Insteon verwendet eine Kombination aus HF- und Stromleitungen, um die Zuverlässigkeit im Falle einer Verbindungsstörung zu erhöhen. Leider gilt dieser Vorteil nicht für Geräte wie Türschlösser, die nur mit HF funktionieren dürfen. Dabei stehen Sicherheit und Interoperabilität im Vordergrund. Zu diesem Thema sagt Insteon Folgendes:

Zu den möglichen Verschlüsselungsmethoden gehören Rolling-Code-, Managed-Key- und Public-Key-Algorithmen. Im Einklang mit INSTEONs Markenzeichen der Einfachheit ist die Rolling-Code-Verschlüsselung, wie sie von Garagentoröffnern und Funk-Schlüsselanhängern für Autos verwendet wird, die von INSTEON bevorzugte Methode.

**Philips Hue verwendet eine Kombination aus ZLL (ZigBee Light Link) und WLAN. Es gibt nicht nur für jeden eine eindeutige URL Licht, sondern auch für jede Funktion des Lichts - Kontrolle durch Senden eines neuen Werts an eine bestimmte Funktion URL.

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2. Bluetooth/Bluetooth LE

Vorteile: Kein zentraler Hub erforderlich. AES 128-Bit-Verschlüsselung.

Nachteile: Bluetooth/BLE ist auf den üblichen 30-Fuß-Radius beschränkt, wodurch nicht nur das Problem der toten Zonen entsteht, sondern es auch disqualifiziert wird Es ist nicht möglich, Geräte zu steuern, die sich nicht in seiner Reichweite befinden, z. B. das Ausschalten von Lichtern oder das Verriegeln von Türen, wenn der Benutzer nicht in Reichweite ist heim.

Bemerkenswerte Geräte/Plattformen:Apple HomeKitSamsung Smartthings

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3. Z-Welle

(Kommunikation über die Frequenzen 908 MHz und 916 MHz)

Vorteile: Verwendet ein Mesh-Netzwerk, was mehr Geräte, mehr Abdeckung und keine Signalverschlechterung bedeutet. Nutzt die symmetrische AES-128-Verschlüsselung und einen Open-Source-Code.

Nachteile: Zentraler Hub erforderlich. Kann mit der Weiterentwicklung der Protokolle an Unterstützung verlieren.

Bemerkenswerte Geräte/Plattformen:Samsung SmartthingsÜber 1.500 interoperable Geräte, darunter eine Vielzahl von Lichtschaltern, Schlössern und Sensoren.

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4. Zigbee

(Kommunikation über die Frequenzen 915 MHz und 2,4 GHz)

Vorteile: Verwendet ein Mesh-Netzwerk. Nutzt die symmetrische AES-128-Verschlüsselung und einen Open-Source-Code. Zigbee basiert auf dem Funkstandard IEEE 802.15.4 und hat möglicherweise einen Vorsprung bei der zukünftigen Kompatibilität mit IP-basierten Protokollen.

Nachteile: Zentraler Hub erforderlich.

Bemerkenswerte Geräte/Plattformen:NestSamsung SmartthingsPhilips HueÜber 1.100 interoperable Geräte, darunter einige Set-Top-Kabelboxen und eine Vielzahl von Lichtschaltern, Schlössern und Sensoren.

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[AKTUALISIERT] Die Suche nach einem Standard

Apropos Kompatibilität und zukünftige Protokolle: Die Suche nach einem dauerhaften Standard, auf dem alle (oder die meisten) Smart-Home-Protokolle kommunizieren können, ist eine Herausforderung. Faden – ein Netzwerkprotokoll in der Entwicklung unter Google (Nest) und einer ganzen Reihe anderer Unternehmen – hofft, dieses Rennen zu gewinnen.

Thread soll auf dem IEEE-Standard 802.15.4 funktionieren und umfasst die Netzwerkschicht direkt unter der Anwendung. In Thread sind UDP, IP-Routing und 6LoWPAN gekapselt. 6LoWPAN ist der stromsparende Mechanismus, mit dem 802.15.4 mit IPv6 (und damit der Cloud) kommunizieren kann, während IP-Routing und UDP beim sicheren Routing und Präsentieren von Daten helfen (Alles verschlüsselt mit AES-CCM-Kryptografie.) Die zusätzliche Flexibilität von IPv6 ermöglicht jedem Thread-fähigen Gerät die Kommunikation über Internetprotokolle wie LTE, Wi-Fi und Ethernet. Da es einen 802.15.4-Chip verwendet, ist der Thread-Gruppe hofft, die Kompatibilität zu Geräten zu erhöhen, die diesen Chip bereits verwenden, möglicherweise durch Software-Updates/Partnerschaften. Sobald dies erledigt ist, wird das Gerät Teil des Mesh-Netzwerks von Thread und kann Informationen weitergeben, nicht jedoch nur zwischen Geräten, sondern auch mit der Cloud – wodurch möglicherweise die Notwendigkeit einer Zentrale entfällt Nabe.

Thread ist nicht die einzige Gruppe oder Firma in diesem Rennen – einige seiner eigenen Partner entwickeln ähnliche Protokolle – aber sie sind möglicherweise die schnellsten. Der Thread-Gruppe Und Zigbee-Allianz kündigte eine für beide Seiten vorteilhafte und zukunftsweisende Partnerschaft an, die einige Früchte trug Vereinbarung auf der diesjährigen CES – ein weiterer Beweis für ihr Engagement und ihren Erfolg bei der Vereinheitlichung der IoT.

Ein weiterer Teil, der zur Lösung des Rätsels beitragen soll, ist der von Google Android-Dinge. Android Things (ehemals Brillo) ist als Standard-Betriebssystem für Smart-Home-Geräte gedacht und ist das abgespeckte Version von Android, die Google als stromsparendes Betriebssystem für Smart-Home-Produkte implementieren möchte, einschließlich Thread-fähiger Geräte. Darüber hinaus hoffen sie auf Integration Weben als Bindemittel für die Kommunikation mit anderen neuen und alten Funk- und Smart-Device-Technologien.

Es mag nach einer großen Herausforderung klingen, aber wenn der Erfolg von Android Things den Erwartungen von Google entspricht, würde die Verknüpfung von Thread und Weave zu einer Infrastruktur führen Dabei werden APIs plattformübergreifend gemeinsam genutzt und Updates können von Entwicklern OTA bereitgestellt werden – was ein Maß an Support und Sicherheit ermöglicht, das die meisten Smart Homes bisher nicht erreicht haben Geräte.

Der größte Nachteil für Verbraucher und Unternehmen besteht darin, dass Alphabet, die Muttergesellschaft von Google, einfach solch integrale und große Teile des Smart-Home-Marktes erhält. Einige Verbraucher machen sich möglicherweise Sorgen über die Auswirkungen, wenn ein Unternehmen einen so großen Teil ihres Hauses kontrolliert Unternehmen könnten die Akzeptanz dieser Technologien als Abdankung gegenüber der Konkurrenz betrachten – trotz ihres Potenzials Vorteile. Bisher hat dies Samsung SmartThings, Phillips Hue und Zigbee nicht davon abgehalten, auf den sprichwörtlichen Zug aufzuspringen – ein Schritt, der Ökosystemen wie Apple HomeKit sicherlich helfen könnte.

Sprachassistenten

Amazon Echo, Google Home und andere Geräte mit Sprachassistenten können als eigenständige Produkte sowohl nützlich als auch unterhaltsam sein. Bietet Benutzern alles von aktuellen Ereignissen, Wetter und Notizen bis hin zu interaktiver Musik Spiele und Einkäufe – alles über Sprache erledigt – diese Assistenten sind zweifellos fähig und reif dafür Erweiterung.

Google führt Amazon in der Suche an, keine Überraschung.

Derzeit hat Google Assistant nicht nur bei der Suchfunktion einen nicht überraschenden Vorsprung vor Alexa So können Sie mehr Antworten finden, dem Benutzer aber auch die Möglichkeit geben, Folgefragen in einer gesprächigeren Atmosphäre zu stellen Benehmen. Wenn Sie beispielsweise Google Home fragen: „Wer ist der Präsident der Vereinigten Staaten?“ gibt Ihnen die Antwort „Barack Obama.“ Als ein Als Folgefrage können Sie fragen: „Hat er Kinder?“ Als Antwort erhalten Sie von Google Home die entsprechende Antwort Antwort. Leider müssen Sie jeder Folgefrage den Weckbefehl „OK Google“ voranstellen – eine ohnehin schon umständliche Phrase, die insbesondere diese Funktion beeinträchtigt. Mit dem Google-Assistenten kann die themenspezifische Fokussierung auf eine Reihe von Fragen fortgesetzt werden. Wenn Sie dieselbe Fragestellung mit Alexa versuchen, müssen Sie das Thema in der Frage jedoch jedes Mal neu formulieren. Abgesehen davon sind die Suchfunktionen relativ gleich.

Amazon übernimmt die Führung im IoT

Wenn es um Kompatibilität und Support geht, liegt Alexa jedoch weit vom Stolz von Mountain View entfernt. Amazon Echo und Alexa wurden vor fast 18 Monaten auf den Markt gebracht und sind 16 Monate älter als Google Home und sein integrierter Assistent. Amazon hat in dieser Zeit jede Gelegenheit genutzt, um die Entwicklung und Integration von Alexa zu ermöglichen – kostenlos, was sich auf jeden Fall ausgezahlt hat. Alexa kann nicht nur von jedem interessierten Hersteller frei integriert werden, sondern hat auch großen Spaß gemacht über 5000 neue Fähigkeiten erstellt von Entwicklern über die Alexa-Skills-Kit (FRAGEN). Diese Fähigkeiten fügten eine Fülle von Fähigkeiten hinzu, darunter zusätzliche Gerätekenntnisse und eine erweiterte App-Integration.

Im vergangenen November gewährte Amazon auch Entwicklern Zugriff auf Amazon Lex, das die Erstellung von mit Amazon verbundenen Chatbots erleichtert, indem es die Spracherkennungs- und Verarbeitungstechnologien natürlicher Sprache nutzt, auf denen Alexa basiert. Obwohl Google kürzlich ähnliche Maßnahmen ergriffen hat, zeigt sich der frühere Start von Amazon weiterhin in der Gerätekompatibilität des Echo und der weit verbreiteten Nutzung seines Alexa-Dienstes.

Unterdessen tobt der Kampf um Google Assistant auf Nicht-Pixel-Smartphones weiter. Da Google noch nicht bereit ist, die Unterstützung auf OEM-Android-Telefone auszuweiten, scheint Google mit seinem Sprachassistenten den gegenteiligen Ansatz zu verfolgen. Das Unternehmen lädt Entwickler zum Erstellen ein für die Plattform, bietet aber keine kostenlose Implementierung wie Amazon – erst kürzlich wurde die Integration mit einer Handvoll Geräten angekündigt, auf denen Android TV läuft (oder bald laufen wird). Google hat auf bevorstehende Implementierungen seines proprietären Assistenten hingewiesenEs bleibt jedoch abzuwarten, wie schnell und wie weit verbreitet dies sein wird.

Mit der Zeit wird der Assistent auch auf anderen neuen Oberflächen verfügbar sein, etwa auf Smartwatches mit Android Wear 2.0, Android-basierten Infotainmentsystemen im Auto und vielen anderen Gerätetypen ...

Kommunikation mit allen Geräten

Leider verfügen weder der Echo noch Google Home über eine Smart-Home-Konnektivität über Bluetooth und WLAN hinaus. Daher ist für die meisten Setups eine Art Kommunikations-Hub erforderlich. Bei der Auswahl eines Hubs ist es wichtig Berücksichtigen Sie Ihre Ziele, sei es Einfachheit oder Anpassbarkeit. Ein erwägenswerter Hub sollte zumindest mit Wi-Fi, Zigbee und Z-Wave kompatibel sein, um die bestmögliche Kompatibilität zu bieten. Samsungs Smartthings Hub ist genau aus diesem Grund beliebt. Obwohl es eine Handvoll anderer gibt, bietet Smartthings die meisten Anpassungsmöglichkeiten und die meisten Partnerschaften. Ein weniger bekannter Konkurrent könnte der sein Wink Hubund bietet die gleichen Protokolle zu einem etwas günstigeren Preis. Der größte Vorteil des Wink-Hubs ist jedoch auch seine größte Schwäche, da seine Einfachheit zu weniger Anpassungsmöglichkeiten führt. Auch hier hängt die Auswahl des richtigen Hubs von Ihren persönlichen Vorlieben ab, aber im Grunde genommen wird der Smartthings-Hub Sie nicht enttäuschen. Kombinieren Sie dies mit einigen Zigbee/Z-Wave-Steckdosen und Lichtschaltern, und schon sind Sie auf dem besten Weg. Sie können auch Bewegungssensoren, Wasserlecksensoren, Türschlösser und Wi-Fi-Kameras hinzufügen, alle mit bestimmten Regeln und Aktionen, die in der Smartthings-App definiert sind. Eine solche Regel könnte Anweisungen beinhalten, das Licht auszuschalten, die Türen zu verriegeln und eine Überwachungskamera zu aktivieren, wenn ein bestimmtes Telefon das Haus verlässt.

Leider ist die IR-Fähigkeit eine Funktion, die Sie in diesen Hubs noch nicht finden werden, wodurch Unterhaltungssysteme effektiv von der grundlegenden Heimautomatisierung ausgeschlossen werden. Vorerst ein zusätzlicher Hub – der Logitech Harmony Hub - ist erforderlich. Um Sie für den Kauf dieses zusätzlichen Hubs zu trösten, hat Harmony dafür gesorgt, dass es sich für Sie lohnt. Kann jede Funktion für nahezu jedes vorhandene IR-Gerät erlernen, kann der Harmony Hub Klimaanlagen, Heizungen, Lichter, Soundsysteme und mehr steuern – und dabei im Wesentlichen alle vom Smartthings- oder Wink-Hub übrig gebliebenen Geräte aufräumen.

Sobald Sie alle Ihre Geräte angeschlossen und konfiguriert haben, führen Sie einfach eine Erkennung in der Alexa-App und allen angeschlossenen Geräten durch Dank der dafür vorgesehenen Smartthings-, Wink- und Harmony-Fähigkeiten kann es jetzt per Sprachbefehl gesteuert werden – sogar beim Wechseln der Kanäle Alexa. Derzeit unterstützt Google Home nur einen dieser Hubs – Smartthings– Daher sind einige IFTTT-Rezepte erforderlich, um die Lücke zu schließen. Im Fall des Harmony Hub kann IFTTT nur die Möglichkeit hinzufügen, Ihr Unterhaltungssystem ein- oder auszuschalten. Kanal-/Lautstärkeregelung und andere IR-Geräte können nicht gesteuert werden. Obwohl damit zu rechnen ist, dass Google bald die Harmony Hub-Unterstützung hinzufügen wird, bleibt es derzeit auf der umfangreichen Liste der Geräte, über die das Echo verfügt und Google Home nicht.

Apropos IFTTT: Wenn Sie es noch nicht verwenden, möchten Sie es vielleicht tun bekannt machen. IFTTT kann eine erstaunlich nahtlose Automatisierung von Ihrem Telefon, Echo oder Google Home aus ermöglichen. Zum Beispiel ein einfaches IFTTT-Rezept für Alexa Erstellen Sie eine Google Docs-Tabelle für jeden Song, den Sie spielen über die Alexa-App. Oder du kannst Weisen Sie Google Home an, eine Stunde in Ihrem Kalender zu blockieren. Verwenden Sie Evernote oder Onenote? Richten Sie IFTTT ein Nehmen Sie diktierte Einkaufslisten von Alexa entgegen und speichern Sie sie sofort in Ihrer bevorzugten Notiz-App. Durch IFTTT ist [fast] alles möglich.

Aber was ist mit Apple HomeKit?

Ah ja. HomeKit. Obwohl es auf der diesjährigen CES eine Flut neuer HomeKit-fähiger Geräte gab (und sicherlich noch viele weitere folgen werden), liegt Apple immer noch ziemlich weit zurück. Da es keine Unterstützung für Zigbee, Z-Wave oder einen der oben genannten Hubs gibt, ist HomeKit auf diese beschränkt proprietäre Systeme wie Insteon (die ihren eigenen HomeKit-fähigen Hub bereitstellen) oder andere HomeKit-spezifische Systeme Geräte. HomeKit-Geräte laufen nur über WLAN und Bluetooth LE und benötigen keinen Hub, es sei denn, der Benutzer möchte das Gerät auch unterwegs steuern. Hierzu muss der Nutzer ein Apple TV der dritten Generation (oder höher) als HomeKit Hub eingerichtet haben. Die Schaffung eines richtigen Siri Hub bleibt abzuwarten.

Die Fragmentierung der Dinge

Obwohl das Internet der Dinge immer noch ziemlich fragmentiert ist, schließt dies eine voll funktionsfähige, nützliche Smart-Home-Lösung nicht aus. Derzeit gibt es Tausende zuverlässiger und einfach einzurichtender Geräte auf dem Markt und die meisten von ihnen tragen ein „Z“ im Namen. Es ist kein Zufall, dass der Hub, den Sie zur Steuerung benötigen, mit dem Internet verbunden ist. Fügen Sie noch sprachgesteuerte KI hinzu, und Sie verfügen über alle Funktionen des Smart Home, die uns die Science-Fiction immer versprochen hat. Könnte ein neuer Standard kommen und diese Geräte in das Land der Obsoleszenz verbannen? Nicht so bald. Zum jetzigen Zeitpunkt scheinen die Siegerpferde bereits ausgewählt worden zu sein und den begehrten Preis der künftigen Interoperabilität gewonnen zu haben. Wenn Sie eine kluge Wahl treffen, können Sie an diesem Ruhm teilhaben. Oder, wenn Sie jetzt dabei sein möchten, folgen Sie den untenstehenden Links, um mit der Entwicklung zu beginnen.

Glauben Sie, dass ein weiterer Gewinner hervorgehen wird? Bitte teilen Sie es in den Kommentaren unten.

• Entwicklervorschau für Android Things: https://developer.android.com/things/index.html
• Entwickeln mit Google Weave: https://developers.google.com/weave/guides/overview/what-is-weave
• Für Google Assistant (Google Actions) entwickeln: https://developers.google.com/actions/
• Amazon Lex Preview-Programm: https://aws.amazon.com/lex/
• Beginnen Sie mit dem Alexa Skills Kit (ASK) und der Smart Home Skill API: https://developer.amazon.com/alexa-skills-kit
• Alexa Smart Home Skill-API: https://developer.amazon.com/alexa/smart-home
• Machen Sie mit und sichern Sie sich die Chance, 12 Monate lang Zugang zu Thread-Technologien für Ihre eigenen Anwendungen zu erhalten: http://threadgroup.org/joinus
• Greifen Sie auf Threads Version des Open-Source-Codes „Openthread“ zu: https://github.com/openthread/openthread