[更新] スマート ホームおよびホーム オートメーション プロトコル ガイド: IoT パラダイスの作成

スマートホームの人気はここ数年、さらにはここ数か月で大幅に高まりました。 CES 2017 は、Apple、Google、Amazon がすべて事業を拡大するにつれて、これらのデバイスが再び小規模に爆発する舞台となりました。 スマート ホーム エコシステムは、速度は異なるものの、Amazon の Alexa アシスタントが最も多くの機能を誇っています。 成長。

Amazon Echo や Google Home などの音声アシスタント対応スピーカーの成功によって脚光を浴び、それらが制御するデバイスが今では主役になっています。 その注意を共有することは、これらのテクノロジー間の連続性を維持するために非常に明白な困難です。 ホームオートメーションの追求において非常に多くのシステムやプロトコルが採用されているため、消費者の苦境はクリエイターの苦境とよく似ており、永続的で有用な標準を見つける必要があります。

テクノロジーが適切な居場所を見つけられるように支援する継続的な取り組みの中で、現状の IoT 対応ホームへの決定的なガイドがここにあります。 今日. これらのエコシステムを構築するために使用されている 4 つの主要なテクノロジーの内訳から始めましょう。

[タブ][タブのタイトル ="Wi-Fi"]

 1. Wi-Fi

長所: 中央ハブは必要ありません。 AES 256ビット暗号化をサポートします。

短所: いつものように、速度と信号強度はルーターとインターネット サービス プロバイダーに依存します。この依存関係は、一部の人にとっては理想的ではない可能性があります。 また、最もリソースを多く必要とするプロトコルでもあり、より多くの電力を必要とするため、多くの場合バッテリー駆動で設置面積が小さい製品のサイズが大きくなります。

注目のデバイス/プラットフォーム:WeMoApple ホームキットサムスンのスマートシングスインステオン*フィリップス・ヒュー**

*Insteon は RF 線と電力線を組み合わせて使用​​し、経路が遮断された場合の信頼性を高めます。 残念ながら、この利点は、RF でのみ動作する必要があるドア ロックなどのデバイスには適用されません。 ここでの主な懸念事項は、セキュリティと相互運用性です。 この点について、インステオンは次のように述べています。

使用可能な暗号化方法には、ローリング コード、マネージド キー、および公開キー アルゴリズムが含まれます。 INSTEON の特徴であるシンプルさに従って、ガレージ ドア オープナーや車のラジオ キーフォブで使用されているローリング コード暗号化が、INSTEON が推奨する方式です。

**Philips Hue は、ZLL (ZigBee Light Link) と Wi-Fi を組み合わせて使用​​します。 それぞれに固有の URL があるだけでなく、 ライトだけでなく、ライトの各機能についても同様に、特定のライトに新しい値を送信することで制御を実現します。 URL。

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2. Bluetooth/Bluetooth LE

長所: 中央ハブは必要ありません。 AES 128 ビット暗号化。

短所: Bluetooth/BLE は通常の半径 30 フィートに制限されており、デッド ゾーンの問題が発生するだけでなく、失格にもなります。 範囲内にないデバイスの制御（ユーザーがいないときに照明を消したりドアをロックしたりするなど）を禁止します。 家。

注目のデバイス/プラットフォーム:Apple ホームキットサムスンのスマートシングス

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3. Z-ウェーブ

(908MHzと916MHzの周波数で通信)

長所: メッシュ ネットワークを使用するため、デバイスの数が増え、カバレッジが広がり、信号の劣化がありません。 AES-128 対称暗号化とオープン ソース コードを利用します。

短所: 中央ハブが必要です。 プロトコルが進歩するにつれてサポートが失われる可能性があります。

注目のデバイス/プラットフォーム:サムスンのスマートシングス1,500 を超える相互運用可能なデバイス、多数の照明スイッチ、ロック、センサーが含まれます。

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4. ジグビー

(915MHzおよび2.4GHzの周波数で通信)

長所: メッシュネットワークを採用しています。 AES-128 対称暗号化とオープン ソース コードを利用します。 Zigbee は IEEE 802.15.4 無線規格に基づいて構築されているため、将来の IP ベースのプロトコルとの互換性において優位性を持つ可能性があります。

短所: 中央ハブが必要です。

注目のデバイス/プラットフォーム:ネストサムスンのスマートシングスフィリップス・ヒュー1,100 を超える相互運用可能なデバイス、いくつかのセットトップ ケーブル ボックス、および多数の照明スイッチ、ロック、センサーが含まれます。

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[更新] 標準の探索

互換性と将来のプロトコルに関して言えば、すべて (またはほとんど) のスマート ホーム プロトコルが通信できる永続的な標準の探求は困難を伴います。 糸 – Google (Nest) および他の多くの企業の下で開発中のネットワーク プロトコル – は、この競争に勝つことを望んでいます。

Thread は 802.15.4 IEEE 標準で動作することを目的としており、アプリケーションのすぐ下のネットワーク層を構成します。 スレッド内にカプセル化されているのは、UDP、IP ルーティング、および 6LoWPAN です。 6LoWPAN は、IP ルーティングと UDP がデータの安全なルーティングと表示を支援しながら、802.15.4 が IPv6 (したがってクラウド) と通信できる低電力メカニズムです。 (すべて AES-CCM 暗号化を使用して暗号化されます。) IPv6 の流暢性が追加されたことで、Thread 対応デバイスは LTE、Wi-Fi、イーサネットなどのインターネット プロトコル経由で通信できるようになります。 802.15.4 チップを使用しているため、 スレッドグループ 潜在的にはソフトウェア アップデートや提携を通じて、このチップを既に使用しているデバイスに互換性を追加したいと考えています。 これが完了すると、デバイスは Thread のメッシュ ネットワークの一部となり、情報を共有できるようになります。 デバイス間だけでなく、クラウドでも同様に実行できるため、中央管理の必要性がなくなる可能性があります。 ハブ。

Thread は、この競争に参加している唯一のグループや企業ではありません - 独自のパートナーのいくつかは同様のプロトコルを開発しています - しかし、彼らは最も迅速に動いているかもしれません。 の スレッドグループ そして ジグビー同盟 その成果の一部を示す、相互に有益で先見の明のあるパートナーシップを発表しました。 今年のCESでの合意 – 世界の統一における彼らのコミットメントと成功をさらに実証 IoT。

パズルの解決に役立つと期待されるもう 1 つの要素は、Google の アンドロイドのこと. スマート ホーム デバイスの標準オペレーティング システムであることを目的とした Android Things (旧 Brillo) は、必要最低限​​の機能を備えたものです。 Google がスマート ホーム製品用の低電力 OS として実装することを望んでいる Android のバージョン (Thread 対応など) デバイス。 これに加えて、彼らは統合したいと考えています 織ります 新旧の他の無線技術やスマートデバイス技術と通信するための結合剤として。

難しい注文のように聞こえるかもしれませんが、Android Things の成功が Google の期待に応えられるのであれば、これ、Thread、Weave を組み合わせてインフラストラクチャが縫い合わされることになります。 API はプラットフォーム間で共有され、更新は開発者による OTA によるロールアウトが可能で、これまでほとんどのスマート ホームでは見られなかったレベルのサポートとセキュリティが可能になります。 デバイス。

消費者にとっても企業にとっても同様に、主な欠点は、Google の親会社である Alphabet に、スマートホーム市場の不可欠かつ大きな部分を与えてしまうことです。 消費者の中には、1 つの会社が家の大部分を管理することの影響を心配する人もいるかもしれません。 企業は、その可能性にもかかわらず、これらのテクノロジーを採用することを競合他社に放棄することとみなすかもしれません。 利点。 これまでのところ、Samsung SmartThings、Phillips Hue、Zigbee がこの時流に乗るのを止めることはできません。この動きは Apple HomeKit などのエコシステムを確実に助ける可能性があります。

音声アシスタント

Amazon Echo、Google Home、その他の音声アシスタント対応デバイスは、スタンドアロン製品としても便利で楽しいものです。 現在の出来事、天気、メモの取り方から、音楽、インタラクティブな情報まで、あらゆる情報をユーザーに提供します。 ゲームやショッピングはすべて音声で行われますが、これらのアシスタントは間違いなく有能であり、機が熟しています。 拡大。

Google が検索で Amazon を上回ったことは驚くことではありません。

現在、Google アシスタントは、検索機能において Alexa をリードしているのは驚くことではありません。 より多くの答えを見つけるだけでなく、ユーザーはより会話的な形でフォローアップの質問をすることもできます。 やり方。 たとえば、Google Home に「米国大統領は誰ですか?」と尋ねます。 「バラク・オバマ」という答えが返ってきます。 として フォローアップの質問として、「彼には子供がいますか?」と尋ねることもできます。 それに応じて、Google Home は適切な情報を提供します。 答え。 残念ながら、フォローアップの質問の前にウェイクアップ コマンド「OK Google」を入力する必要があります。これは、特にこの機能の質を低下させる、ただでさえ不格好なフレーズです。 Google アシスタントを使用して、トピックに特化した一連の質問を続けることができます。 ただし、Alexa でこれと同じ質問を試みると、毎回質問の主題を言い直す必要があります。 これはさておき、検索機能は比較的同等です。

AmazonがIoTで主導権を握る

ただし、互換性とサポートに関しては、Alexa と Mountain View のプライドの間には距離があります。 Amazon Echo と Alexa は約 18 か月前に発売されており、Google Home とその内蔵アシスタントよりも 16 か月古いです。 その間、Amazon はあらゆる機会を利用して Alexa の開発と統合を無料で許可してきましたが、それは確かに成果を上げました。 Alexa は、関心のあるメーカーが自由に統合できることに加えて、 5000以上の新しいスキル 開発者によって作成されました。 Alexaスキルキット （聞く）。 これらのスキルにより、デバイスの流暢さの追加やアプリ統合の拡張など、豊富な能力が追加されました。

今年の 11 月、Amazon は開発者に次のアクセスを許可しました。 アマゾン・レックス、Alexa が構築されている音声認識および自然言語処理テクノロジーを活用することで、Amazon に接続されたチャットボットの作成を容易にします。 Googleも最近同様の措置を講じているが、Echoのデバイス互換性とAlexaサービスの普及には、Amazonの早期の取り組みが依然として明らかである。

その一方で、Pixel 以外のスマートフォンでの Google アシスタントをめぐる争いは激化しています。 現時点では、Google は OEM Android スマートフォンへのサポートを拡大するつもりはなく、音声アシスタントに関しては逆のアプローチを取っているようです。 会社 開発者に作成を依頼します ただし、Amazon のように無料の実装は提供していません。つい最近、Android TV を実行している (または間もなく実行される) 少数のデバイスとの統合を発表しました。 Googleは独自のアシスタントの今後の実装を示唆したただし、これがどれだけ早く、広範囲に及ぶかはまだわかりません。

時間が経てば、Android Wear 2.0 を搭載したスマートウォッチ、Android 搭載の車載インフォテインメント システム、その他多くの種類のデバイスなど、他の新しい面でもアシスタントが利用されるようになるでしょう...

すべてのデバイスとの通信

残念ながら、Echo も Google Home も、Bluetooth と Wi-Fi を超えるスマート ホーム接続を備えていません。 そのため、ほとんどのセットアップには何らかの通信ハブが必要です。 ハブを選択するときは、次のことが重要です。 シンプルであるかカスタマイズ可能であるかなど、目標を考慮してください. 検討に値するハブは、最高の互換性を提供するために、少なくとも Wi-Fi、Zigbee、および Z-wave と互換性がある必要があります。 サムスンのスマートシングスハブ まさにこの理由で人気があります。 他にもいくつかのサービスが存在しますが、Smartthings は最も多くのカスタマイズと最も多くのパートナーシップを提供します。 あまり知られていない競合他社としては、 ウィンクハブ、同じプロトコルをわずかに安い価格で提供します。 しかし、Wink ハブの最大の利点は、そのシンプルさゆえにカスタマイズが少ないため、最大の弱点でもあります。 繰り返しになりますが、適切なハブの選択は個人の好みによって決まりますが、あらゆる意味で Smartthings ハブは失望しません。 これを Zigbee/Z-wave コンセントや照明スイッチと組み合わせれば、準備完了です。 また、Smartthings アプリ内で定義された特定のルールとアクションを使用して、モーション センサー、水漏れセンサー、ドア ロック、Wi-Fi カメラを追加することもできます。 このようなルールの 1 つには、特定の電話機が家から出たときに照明を消し、ドアをロックし、セキュリティ カメラを有効にするという指示が含まれる場合があります。

残念ながら、IR 機能はこれらのハブにはまだ搭載されていない機能の 1 つであり、事実上、基本的なホーム オートメーションからエンターテイメント システムを排除しています。 現時点では、追加のハブ – ロジクール ハーモニー ハブ - が必要です。 この追加のハブを購入したあなたを慰めるために、Harmony は価値のあるものになるようにしました。 存在するほぼすべての IR デバイスのすべての機能を学習可能、Harmony Hub は空調、ヒーター、照明、サウンド システムなどを制御でき、基本的に Smartthings または Wink ハブによって残されたデバイスをすべて一掃します。

すべてのデバイスを接続して設定したら、Alexa アプリと接続したすべてのもので検出を実行するだけです Smartthings、Wink、Harmony スキルのおかげで、チャンネルの変更も含めて音声コマンドで制御できるようになりました。 アレクサ。 現在、Google Home はこれらのハブの 1 つ (Smartthings) のみをサポートしています。– そのため、ギャップの一部を埋めるには、いくつかの IFTTT レシピが必要です。 Harmony Hub のインスタンスでは、IFTTT はエンターテイメント システムをオンまたはオフにする機能のみを追加できます。 チャンネル/音量コントロール、その他の IR デバイスはコントロールできません。 Googleが近いうちにHarmony Hubのサポートを追加すると予想されているが、現時点では、Echoには搭載されているがGoogle Homeには搭載されていないデバイスのかなりのリストにHarmony Hubが含まれている。

IFTTT についてまだ使用していない場合は、 慣れます. IFTTT を使用すると、携帯電話、Echo、Google Home から驚くほどシームレスな自動化を実現できます。. たとえば、Alexa 用の簡単な IFTTT レシピは次のとおりです。 再生するすべての曲の Google ドキュメント スプレッドシートを作成する Alexaアプリを通じて。 または、できます Google Home にカレンダーの 1 時間をブロックするように指示します. Evernote または Onenote を使用していますか? IFTTTを設定して、 Alexa から口述ショッピング リストを取得し、好みのメモ作成アプリに即座に保存します. IFTTT を通じて、[ほぼ]すべてのことが可能になります。

では、Apple HomeKit についてはどうでしょうか?

ああ、はい。 ホームキット。 今年の CES では HomeKit 対応の新しいデバイスが続々と登場しましたが (そして今後さらに多くのデバイスが登場するはずです)、Apple は依然としてかなり遅れを取っています。 Zigbee、Z-wave、または前述のハブのいずれかがサポートされていないため、HomeKit は次のようなものに追いやられています。 Insteon (独自の HomeKit 対応ハブを提供する) またはその他の HomeKit 固有のシステムなどの独自システム デバイス。 Wi-Fi と Bluetooth LE のみで動作する HomeKit デバイスは、ユーザーが外出先でデバイスの制御を希望しない限り、ハブを必要としません。 このためには、ユーザーは第 3 世代 Apple TV (またはそれ以降) を HomeKit Hub としてセットアップする必要があります。 適切な Siri Hub の作成はまだわかりません。

物事の断片化

モノのインターネットにはまだかなりの量の断片化がありますが、完全に機能する便利なスマート ホーム ソリューションが妨げられるわけではありません。 現在、市場には信頼性が高くセットアップが簡単なデバイスが何千もあり、そのほとんどには名前に「Z」が付いています。 それらを制御するために必要なハブがインターネットに接続されているのは偶然ではありません。 音声制御 AI を追加すると、SF で常に約束されていたスマート ホームの機能がすべて手に入ります。 新しい標準が登場して、これらのデバイスが時代遅れの地に追放される可能性はあるでしょうか? 今すぐではありません。 現時点では、優勝馬はすでに選ばれており、将来の相互運用性という切望される賞を獲得しているようです。 賢明に選択すれば、その栄光を分かち合うことができます。 または、今すぐ参加したい場合は、以下のリンクに従って開発を開始してください。

また新たな勝者が現れると思いますか? 以下のコメントで共有してください。

• Android Things の開発者プレビュー: https://developer.android.com/things/index.html
• Google Weave を使用した開発: https://developers.google.com/weave/guides/overview/what-is-weave
• Google アシスタント用の開発 (Google アクション): https://developers.google.com/actions/
• Amazon Lex プレビュー プログラム: https://aws.amazon.com/lex/
• Alexa Skills Kit (ASK) とスマートホームスキル API を使ってみましょう: https://developer.amazon.com/alexa-skills-kit
• Alexa スマートホーム スキル API: https://developer.amazon.com/alexa/smart-home
• エントリーして、独自のアプリケーション用の Thread テクノロジーに 12 か月間アクセスできるチャンスを手に入れましょう。 http://threadgroup.org/joinus
• Thread のオープン ソース コード「Openthread」バージョンにアクセスします。 https://github.com/openthread/openthread