[AŽURIRANO] Vodič za protokole pametnog doma i kućne automatizacije: Stvaranje vašeg IoT raja

Ovaj opsežan članak reći će vam sve što trebate znati o stanju pametnih domova i kako postaviti vlastiti raj za internet stvari!

Popularnost pametnih kuća znatno je porasla u posljednjih nekoliko godina, pa čak i u posljednjih nekoliko mjeseci. CES 2017. postavio je scenu za još jednu malu eksploziju ovih uređaja kako su se Apple, Google i Amazon proširili njihove pametne kućne ekosustave – iako različitim stopama – s Amazonovom asistenticom Alexa koja se najviše može pohvaliti rast.

Izbačeni u središte pozornosti zahvaljujući uspjehu zvučnika s omogućenim glasovnim pomoćnikom kao što su Amazon Echo i Google Home, uređaji kojima oni upravljaju sada su zauzeli središnje mjesto. Dijeljenje te pozornosti je očigledna borba za održavanje kontinuiteta između ovih tehnologija. S toliko mnogo sustava i protokola koji se koriste u potrazi za kućnom automatizacijom, nevolja potrošača je slična onoj kreatora - pronaći trajan i koristan standard.

U stalnim nastojanjima da se tehnologijama pomogne da pronađu svoje prave domove, evo konačnog vodiča za dom s omogućenim IoT-om - kakav je

danas. Počnimo s raščlambom četiri glavne tehnologije koje se koriste za stvaranje ovih ekosustava.

[kartice][naslov kartice ="Wi-Fi"]

 1. Wi-Fi

Prednosti: Nije potrebno središnje čvorište. Podržava AES 256-bitnu enkripciju.

Protiv: Kao i uvijek, brzina i snaga signala ovise o vašem usmjerivaču i davatelju internetskih usluga – ovisnost koja za neke možda nije idealna. To je također protokol koji zahtijeva najviše resursa, zahtijeva više energije, a time i veću veličinu od proizvoda koji se često napajaju baterijama i zahtijevaju malu površinu.

Važni uređaji/platforme:WeMoApple HomeKitSamsung SmartthingsInsteon*Philips Hue**

*Insteon koristi kombinaciju RF i energetskih vodova, što pomaže pouzdanosti u slučaju začepljenog puta. Nažalost, ova pogodnost nije primjenjiva na uređaje kao što su brave na vratima, koje moraju raditi samo na RF. Sigurnost i interoperabilnost ovdje su glavni problemi. O ovoj temi Insteon kaže sljedeće:

Moguće metode šifriranja uključuju algoritme s pokretnim kodom, upravljanim ključem i javnim ključem. U skladu s INSTEON-ovim zaštitnim znakom jednostavnosti, kod INSTEON-a preferira se enkripcija s pokretnim kodom, koju koriste otvarači garažnih vrata i radio privjesci za automobile.

**Philips Hue koristi kombinaciju ZLL (ZigBee Light Link) i Wi-Fi. Ne samo da postoji jedinstveni URL za svaki svjetlo, ali i za svaku funkciju svjetla - postizanje kontrole slanjem nove vrijednosti određenom URL.

[/tab][naslov kartice ="Bluetooth/BLE"]

2. Bluetooth/Bluetooth LE

Prednosti: Nije potrebno središnje čvorište. AES 128-bitna enkripcija.

Protiv: Bluetooth/BLE ograničen je na svoj uobičajeni radijus od 30 stopa, ne samo da stvara problem mrtvih zona, već ga i diskvalificira od kontrole bilo kojeg uređaja koji nije unutar njegovog dometa, tj. gašenje svjetla ili zaključavanje vrata kada korisnik nije Dom.

Važni uređaji/platforme:Apple HomeKitSamsung Smartthings

[/tab][naslov kartice ="Z-val"]

3. Z-val

(Komunicira putem frekvencija 908MHz i 916MHz)

Prednosti: Koristi isprepletenu mrežu što znači više uređaja, veću pokrivenost i bez degradacije signala. Koristi AES-128 simetričnu enkripciju i otvoreni kod.

Protiv: Potrebno središnje čvorište. Može izgubiti podršku kako protokoli napreduju.

Važni uređaji/platforme:Samsung SmartthingsPreko 1500 interoperabilnih uređaja, uključujući mnoštvo prekidača za svjetlo, brava i senzora.

[/tab][naslov kartice ="Zigbee"]

4. Zigbee

(Komunicira putem frekvencija od 915MHz i 2,4GHz)

Prednosti: Koristi mesh mrežu. Koristi AES-128 simetričnu enkripciju i otvoreni kod. Izgrađen na radijskom standardu IEEE 802.15.4, Zigbee potencijalno ima prednost u budućoj kompatibilnosti s IP protokolima.

Protiv: Potrebno središnje čvorište.

Važni uređaji/platforme:GnijezdoSamsung SmartthingsPhilips HuePreko 1100 interoperabilnih uređaja, uključujući neke set-top kabelske kutije i mnoštvo prekidača za svjetlo, brava i senzora.

[/tab]

[/tabs]

[spacer color="E3E3E3" icon="Odaberi ikonu"]

[AŽURIRANO] Potraga za standardom

Govoreći o kompatibilnosti i budućim protokolima, potraga za trajnim standardom na kojem će svi (ili većina) protokola pametne kuće moći komunicirati. Nit – mrežni protokol u razvoju pod Googleom (Nest) i priličnom količinom drugih tvrtki – nada se pobjedi u ovoj utrci.

Namijenjen za rad na 802.15.4 IEEE standardu, Thread se sastoji od mrežnog sloja odmah ispod aplikacije. Enkapsulirani unutar niti su UDP, IP usmjeravanje i 6LoWPAN. 6LoWPAN je mehanizam niske potrošnje pomoću kojeg 802.15.4 može komunicirati s IPv6 (a time i oblakom), dok IP usmjeravanje i UDP pomažu u sigurnom usmjeravanju i predstavljanju podataka (sve šifrirano korištenjem AES-CCM kriptografije.) Dodatna tečnost IPv6 omogućuje svakom uređaju s omogućenom nitima komunikaciju putem internetskih protokola kao što su LTE, Wi-Fi i Ethernet. Budući da koristi 802.15.4 čip, Grupa niti nada se dodavanju kompatibilnosti uređajima koji već koriste ovaj čip, potencijalno putem softverskih ažuriranja/partnerstva. Nakon što se to učini, uređaj postaje dio Threadove mesh mreže i može dijeliti informacije, a ne samo između uređaja, ali i s oblakom – potencijalno eliminirajući potrebu za centralom središte.

Thread nije jedina grupa ili tvrtka u ovoj utrci – neki od njezinih vlastitih partnera razvijaju slične protokole – ali možda se najbrže kreću. The Grupa niti i Zigbee savez najavio uzajamno korisno i dalekovidno partnerstvo koje je pokazalo neke od njegovih plodova sporazuma na ovogodišnjem CES-u – što dodatno pokazuje njihovu predanost i uspjeh u objedinjavanju IoT.

Još jedan dio koji se nada pomoći u rješavanju zagonetke je Googleov Android stvari. Zamišljen kao standardni operativni sustav za pametne kućne uređaje, Android Things (bivši Brillo) je skraćeni verziju Androida koju se Google nada implementirati kao OS male snage za pametne kućne proizvode, uključujući Thread-enabled uređaja. Povrh toga, nadaju se integraciji Tkati kao sredstvo za povezivanje za komunikaciju s drugim radijskim tehnologijama i tehnologijama pametnih uređaja, novim i starim.

Možda zvuči kao težak zadatak, ali ako uspjeh Android Thingsa ispuni Googleova očekivanja, pletenje ovoga, Threada i Weavea sašilo bi infrastrukturu pri čemu se API-ji dijele na više platformi, a ažuriranja mogu uvesti programeri OTA – omogućujući razinu podrške i sigurnosti dosad neviđenu većini pametnih kuća uređaja.

Glavni nedostatak za potrošače i tvrtke jednostavno je davanje Alphabetu, Googleovoj matičnoj tvrtki, tako integralnih i velikih dijelova tržišta pametnih kuća. Neki bi se potrošači mogli brinuti o implikacijama toga što jedna tvrtka kontrolira toliki dio njihova doma tvrtke mogu na prihvaćanje ovih tehnologija gledati kao na odricanje od konkurencije – unatoč njihovom potencijalu koristi. Do sada to nije spriječilo Samsung SmartThings, Phillips Hue i Zigbee da uskoče na poslovičnu vagonu – potez koji bi sigurno mogao pomoći takvim ekosustavima kao što je Apple HomeKit.

Glasovni pomoćnici

Amazon Echo, Google Home i drugi uređaji s omogućenim glasovnim pomoćnikom mogu biti i korisni i zabavni kao samostalni proizvodi. Pruža korisnicima sve, od aktualnih događaja, vremena i vođenja bilješki do glazbe, interaktivnosti igre i kupovina – sve putem glasa – ovi pomoćnici su bez sumnje sposobni i zreli za to proširenje.

Google je na vrhu Amazona u pretraživanju, nije iznenađenje.

Trenutačno, Google Assistant ima neiznenađujuću prednost nad Alexom u funkciji pretraživanja, ne samo pronalaženje više odgovora, ali i omogućavanje korisniku da postavlja dodatna pitanja u razgovornijoj formi način. Na primjer, pitati Google Home "Tko je predsjednik Sjedinjenih Država?" daje vam odgovor "Barack Obama". Kao dodatno pitanje, možete pitati "Ima li on djece?" Kao odgovor, Google Home će vam pružiti odgovarajuće odgovor. Nažalost, pred svako daljnje pitanje morate staviti naredbu za buđenje "OK Google" – ionako nezgrapna fraza koja posebno služi za degradaciju ove značajke. Fokus na određenu temu može se nastaviti za niz pitanja s Googleovim pomoćnikom. Međutim, pokušaj ove iste linije pitanja s Alexom će zahtijevati da svaki put ponovno navedete temu u pitanju. Osim toga, funkcije pretraživanja su relativno jednake.

Amazon preuzima vodstvo u IoT-u

Međutim, kada je riječ o kompatibilnosti i podršci, Alexa ima određenu distancu od ponosa Mountain Viewa. Budući da su objavljeni prije gotovo 18 mjeseci, Amazon Echo i Alexa 16 su mjeseci stariji od Google Homea i njegovog ugrađenog pomoćnika. U to vrijeme, Amazon je iskoristio svaku priliku da omogući razvoj i integraciju Alexe – besplatno, što se svakako isplatilo. Osim što ju je slobodno integrirao svaki zainteresirani proizvođač, Alexa je uživala preko 5000 novih vještina izradili programeri putem Alexa komplet vještina (PITAJ). Te su vještine dodale mnoštvo sposobnosti, uključujući dodatne tečnosti uređaja i proširenu integraciju aplikacija.

Prošlog studenog Amazon je također odobrio programerima pristup Amazon Lex, koji olakšava stvaranje chatbota povezanih s Amazonom iskorištavanjem tehnologija prepoznavanja govora i obrade prirodnog jezika na kojima je izgrađena Alexa. Iako je Google nedavno poduzeo slične radnje, Amazonov raniji početak ostaje očit u kompatibilnosti uređaja Echo i širokoj upotrebi njegove usluge Alexa.

U međuvremenu, borba za Google Assistant na ne-Pixel pametnim telefonima bjesni. Za sada, ne želeći proširiti podršku na OEM Android telefone, čini se da Google ima suprotan pristup sa svojim glasovnim pomoćnikom. Tvrtka poziva programere na stvaranje za platformu, ali ne nudi besplatnu implementaciju kao što to čini Amazon – tek nedavno je najavio integraciju s nekoliko uređaja koji pokreću (ili će uskoro pokretati) Android TV. Google je nagovijestio nadolazeće implementacije svog vlasničkog pomoćnika, iako će se vidjeti koliko će se to brzo i raširiti.

S vremenom ćete vidjeti kako Assistant dolazi i na druge nove površine, poput pametnih satova s ​​Android Wear 2.0, informacijsko-zabavnih sustava u automobilu s Androidom i mnogih drugih vrsta uređaja...

Komunikacija sa svim uređajima

Nažalost, ni Echo ni Google Home ne posjeduju pametnu kućnu povezivost osim Bluetootha i Wi-Fija. Kao takav, za većinu postavki potrebna je neka vrsta komunikacijskog čvorišta. Prilikom odabira čvorišta važno je razmotrite svoje ciljeve, bili oni jednostavnost ili prilagodljivost. Središte vrijedno razmatranja trebalo bi, u najmanju ruku, biti kompatibilno s Wi-Fi, Zigbee i Z-waveom kako bi ponudilo najbolji raspon kompatibilnosti. Samsungov Smartthings Hub je popularan upravo iz tog razloga. Iako postoji nekoliko drugih, Smartthings nudi najviše prilagodbi i najviše partnerstava. Manje poznati konkurent može biti Wink Hub, nudeći iste protokole po nešto nižoj cijeni. Međutim, najveći adut Wink čvorišta ujedno je i najveća slabost, budući da njegova jednostavnost rezultira manjim prilagodbama. Opet, odabir odgovarajućeg čvorišta ovisit će o vašim osobnim preferencijama, ali za sve namjene i svrhe Smartthings čvorište neće razočarati. Uparite ovo s nekim Zigbee/Z-wave utičnicama i prekidačima za svjetlo i na dobrom ste putu. Također možete dodati senzore pokreta, senzore curenja vode, brave na vratima i Wi-Fi kamere, sve s određenim pravilima i radnjama definiranim unutar aplikacije Smartthings. Jedno takvo pravilo može uključivati ​​upute za gašenje svjetla, zaključavanje vrata i uključivanje sigurnosne kamere kada određeni telefon napusti kuću.

Nažalost, IR sposobnost jedna je značajka koju još nećete pronaći u ovim čvorištima, učinkovito isključujući sustave za zabavu iz osnovne kućne automatizacije. Za sada dodatno čvorište – Logitech Harmony Hub – potrebno je. Kako bi vas utješio zbog kupovine ovog dodatnog čvorišta, Harmony se pobrinuo da vam se isplati. Sposoban naučiti svaku funkciju za gotovo svaki IR uređaj koji postoji, Harmony Hub može kontrolirati klima uređaj, grijalice, svjetla, zvučne sustave i više – u biti čisteći sve uređaje koji su ostali nakon Smartthings ili Wink huba.

Nakon što ste sve svoje uređaje priključili i konfigurirali, jednostavno pokrenite otkrivanje u aplikaciji Alexa i svemu što ste povezali sada se može kontrolirati putem glasovne naredbe – čak i mijenjanjem kanala – zahvaljujući Smartthings, Wink i Harmony Skills stvorenim za Alexa. Trenutačno Google Home podržava samo jedno od ovih čvorišta – Smartthings i kao takvo zahtijeva nekoliko IFTTT recepata da se premosti dio jaza. U slučaju Harmony Huba, IFTTT može samo dodati mogućnost uključivanja ili isključivanja vašeg sustava za zabavu. Kontrola kanala/glasnoće i drugi IC uređaji ne mogu se kontrolirati. Iako je za očekivati ​​da će Google uskoro dodati podršku za Harmony Hub, od sada, ona ostaje na značajnom popisu uređaja koje ima Echo, a Google Home nema.

Govoreći o IFTTT-u, ako ga već ne koristite, možda biste htjeli upoznati se. IFTTT može omogućiti nevjerojatno besprijekornu automatizaciju s vašeg telefona, Echoa ili Google Homea. Na primjer, jednostavan IFTTT recept za Alexa može izradite proračunsku tablicu Google dokumenata za svaku pjesmu koju svirate putem aplikacije Alexa. Ili možete recite Google Homeu da blokira sat na vašem kalendaru. Koristite Evernote ili Onenote? Postavite IFTTT za preuzmite diktirane popise za kupnju iz Alexe i odmah ih spremite u željenu aplikaciju za bilježenje. Kroz IFTTT [gotovo] sve je moguće.

Ali što je s Apple HomeKitom?

O da. HomeKit. Iako je na ovogodišnjem CES-u prikazano mnoštvo novih uređaja s HomeKitom (i sigurno još mnogo drugih), Apple je još uvijek dosta iza. Nedostatak podrške za Zigbee, Z-wave ili bilo koji od gore navedenih čvorišta, HomeKit je delegiran na vlasnički sustavi poput Insteona (koji pružaju vlastito čvorište s omogućenim HomeKitom) ili drugi specifični za HomeKit uređaja. Radeći samo na Wi-Fi i Bluetooth LE uređajima, HomeKit uređaji ne zahtijevaju čvorište osim ako korisnik ne želi kontrolu uređaja kada je daleko od kuće. Za ovo, korisnik mora imati Apple TV treće generacije (ili noviji) postavljen kao svoj HomeKit Hub. Stvaranje pravog Siri Huba ostaje za vidjeti.

Fragmentacija stvari

Iako je Internet stvari još uvijek prilično fragmentiran, to ne isključuje potpuno funkcionalno, korisno rješenje pametnog doma. Na tržištu trenutno postoje tisuće pouzdanih uređaja koji se lako postavljaju i većina njih ima "Z" u nazivu. Nije tako slučajno, čvorište koje ćete trebati da ih kontrolirate povezano je s internetom. Dodajte AI s glasovnim upravljanjem i dobit ćete sve funkcije pametne kuće koju nam je znanstvena fantastika uvijek obećavala. Može li doći novi standard i protjerati ove uređaje u zemlju zastarjelosti? Ne u skorije vrijeme. U ovom trenutku, čini se da su pobjednički konji već odabrani, čime su zaslužili željenu nagradu buduće interoperabilnosti. Ako odaberete mudro, možete sudjelovati u toj slavi. Ili, ako sada želite biti dio toga, slijedite veze u nastavku da biste započeli razvoj.

Mislite da će se pojaviti još jedan pobjednik? Molimo podijelite u komentarima ispod.

  • Razvojni pregled za Android stvari: https://developer.android.com/things/index.html
  • Razvoj uz Google Weave: https://developers.google.com/weave/guides/overview/what-is-weave
  • Razvoj za Google Assistant (Google Actions): https://developers.google.com/actions/
  • Program pregleda Amazon Lex: https://aws.amazon.com/lex/
  • Započnite s Alexa Skills Kit (ASK) i Smart Home Skill API: https://developer.amazon.com/alexa-skills-kit
  • Alexa Smart Home Skill API: https://developer.amazon.com/alexa/smart-home
  • Uključite se i iskoristite priliku za 12-mjesečni pristup Thread tehnologijama za svoje aplikacije: http://threadgroup.org/joinus
  • Pristupite Threadovoj verziji otvorenog izvornog koda “Openthread”: https://github.com/openthread/openthread