Протоколы Умного Дома: новейшие технологии для комфортной жизни

14.12.2017141

Интеллектуальный дом можно представить себе в виде паззла, каждый элемент которого выполняет определенную функцию. Поэтому бесперебойная связь между всеми этими элементами очень важна. Для связи устройства используются как проводные, так и беспроводные протоколы. Поговорим о тех, которые являются наиболее популярными.

1-Wire

Простой в исполнении и достаточно надежный проводной протокол. Основная линия для передачи информации – двунаправленная шина или двужильный провод. При необходимости, в самых простых вариантах, можно заменить ее телефонным кабелем. Первый провод передает данные и питание, второй используется в качестве заземления. Топология такой сети будет представлена одной шиной.

Оборудование подключается к общему кабелю. Возможно использование в качестве основы FireWire-кабеля или витой пары, устройства в этом случае подключаются через RJ-розетки.

Достоинства 1-Wire:

  • Передача данных осуществляется на достаточно большие расстояния. При соблюдении некоторых условий оно может достигать 300 м.
  • Изменяемость конфигурации сети в процессе ее работы.
  • Для подключения оборудования достаточно двух проводов.
  • Невысокая стоимость.

Из недостатков стоит отметить низкую отказоустойчивость такой связи. Ее обычно выбирают экономные пользователи, которые предполагают использовать минимальный набор функций УД.

X10

Активно используется, несмотря на свою сорокалетнюю историю. Главное достоинство – высокая универсальность. Х10 используется как проводной протокол, но для этого не требуется укладывать специальный кабель. Передача сигнала осуществляется по стандартной электропроводке. В дополнение к этому Х10 способен обеспечивать связь с беспроводными устройствами. Для этого используются трансиверы, преобразующие их сигнал в формат, подходящий для передачи по кабелю.

К числу достоинств протокола относят:

  • Простой и быстрый монтаж.
  • Удобное управление.
  • Гибкую и простую настройку отдельных элементов сети.
  • Доступную стоимость.

Значимых недостатков Х10 несколько. Прокол очень медленный. Передача одной команды или адреса занимает ¾ секунды, что очень заметно при использовании двусторонней связи. В конкретный момент времени в сети может передаваться только одна команда. Для использования протокола может потребоваться незначительно доработать существующую проводку.

KNX

Один из самых сложных в инсталляции и проектировании стандартов. Для передачи информации может использоваться электрическая сеть, радиоканал или витая пара. Чаще всего применяется последний вариант, в таком случае шину укладывают вместе с силовыми проводами в процессе строительства. Топология сети может быть самой разной: линия, звезда, дерево и т.д. Возможно создание как централизованных, так и децентрализованных решений.

 

Достоинства протокола:

  • Независимое проектирование и последующий монтаж сигнальных и силовых линий.
  • Удобное управление и широкий функционал.
  • Простое перепрограммирование и модернизация.
  • Число объединенных в сеть устройств может быть очень большим.

Недостатком можно считать относительно медленную передачу данных, отсутствие Plug-and-Play и высокую стоимость. Протокол предназначен в первую очередь для профессионального использования.

Wi-Fi

Беспроводной протокол, использующийся почти в каждой домашней автоматизированной системе. Основное применение: осуществление управления УД с мобильного устройства. Для этого разработаны специальные приложения, работающие на разных платформах. Wi-Fi используется и для связи с автономным оборудованием, функционирующим отдельно от автоматизированной системы.

Достоинствами протокола считается:

  • Возможность развернуть сеть без прокладки кабеля.
    • Широкое распространение оборудования, поддерживающего Wi-Fi. Гарантированная совместимость таких устройств.
    • Высокая скорость передачи данных.
    • Частоты, на которых работает протокол, не создают помех и безопасны для людей.

Из недостатков стандарта следует отметить высокую стоимость модулей, их большую энергоемкость и отсутствие возможности длительной работы оборудования от автономных источников питания.

ZigBee

Его второе название IEEE 802.15.4. Беспроводной протокол с очень низким электропотреблением. Основным достоинством считается возможность создания ячеистой сети, способной к самоорганизации и самовосстановлению. Выход двух-трех элементов из строя не приведет к серьезным последствиям. Большая часть входящих в сеть устройств равноправны, поэтому при поломке одного из них остальные связываются между собой напрямую или через промежуточные объекты.

Другие достоинства протокола:

  • Возможность создания сложных сетевых решений с автоматической маршрутизацией.
    • Высокий уровень защиты передаваемых данных.
    • Одна сеть способна поддерживать до нескольких тысяч элементов.
    • Возможность гибкой настройки узлов сети.
    • Невысокая стоимость и достаточно простой монтаж.

 

Главный недостаток ZigBee – отсутствие стандартизации, вследствие чего оборудование разных брендов редко оказывается совместимым. Еще один минус заключается в том, что скорость передачи данных относительно невысока.

Z-Wave

Беспроводной протокол во многом похож на ZigBee. Характеризуется низким энергопотреблением, способен формировать сеть ячеистой топологии. Вполне сопоставим с аналогом и по цене оборудования. Главное преимущество Z-Wave — в стандартизации. Все работающие по этому протоколу приборы базируются на модулях Sigma Designs, поэтому совместимы между собой.

Достоинствами считают:

  • Надежное и безопасное взаимодействие.
  • Простоту в использовании, возможность расширения сети.
  • Низкий уровень излучения, безопасный для человека.
  • Невысокую стоимость.

Из недостатков можно отметить относительно невысокую скорость передачи данных. Z-Wave считается одним из лучших решений для самостоятельной сборки УД.

Insteon

Протокол использует одновременно беспроводной и проводной тип связи. Для передачи сигнала используется электропроводка, но по сравнению с Х10 данные передаются намного быстрее. Стандарт совместим с Х10. Беспроводная составляющая протокола реализуется посредством радиосвязи. Протокол Insteon поддерживает ячеистую типологию сети. Возможно создание децентрализованной сети.

К числу достоинств относят:

  • Надежную и быструю передачу данных.
  • Совместимость с Х10, что дает возможность постепенного перевода системы на новый протокол.
  • Жесткую стандартизацию оборудования, гарантирующую совместимость приборов.
  • Возможность постепенного дополнения систем УД.

Из недостатков стоит выделить трудности с доступностью необходимого оборудования, поскольку протокол изначально разрабатывался для США.

BLE

Стандарт Bluetooth с малым энергопотреблением. Его используют для передачи данных между двумя приборами, находящимися вблизи друг от друга. Широко применяется в домашней автоматизации в качестве дополнительного протокола. Стандарт хорошо защищен от несанкционированного доступа.

Достоинствами BLE считаются:

  • Высокая скорость передачи данных.
  • Простота в использовании.
  • Отсутствие кабелей.
  • Небольшое потребление энергии.

Из недостатков отмечают ограниченный радиус действия.

Какой протокол выбрать?

Для связи между элементами УД используются разные протоколы. Каждый из них имеет достоинства и недостатки. Для знакомства с основами домашней автоматизацией оптимальным вариантом станет Z-Wave или ZigBee. Эти стандарты позволят создать разветвленную полноценную сеть. Если нужно перейти к беспроводному протоколу от установленного ранее Х10, оптимально использовать Insteon. Для профессионалов хорошим выбором станет KNX.