Проводные и беспроводные протоколы связи умного дома

321

Протоколы связи умного домаПри самостоятельном проектировании умного дома важно правильно выбрать протокол связи компонентов системы друг с другом.

В настоящее время на рынке представлено множество вариантов. Среди них мы выбрали самые эффективные стандарты, которые пользуются популярностью среди европейских потребителей.

1. 1-Wire

В качестве основной магистрали для передачи данных здесь используется двунаправленная шина, т.е. банальный двужильный провод. Один провод обеспечивает питание и передачу данных, другой нужен для заземления. Топология сети представляет собой подключённую к компьютеру общую шину, на которую “нанизываются” все остальные устройства. Протяжённость добротно организованной 1-Wire сети с качественным кабелем и RJ-розетками может достигать 300 м.

Главные преимущества стандарта 1-Wire – дешевизна и неприхотливость. Основной недостаток – низкая отказоустойчивость. Обычными компонентами такой сети являются датчики освещённости, температуры, влажности и контроля протечек воды, а также управляемые электрические розетки.

2. X10

Данный стандарт был разработан в 1975 году, но до сих пор используется при проектировании умных домов. Дело в том, что при невысокой стоимости он демонстрирует завидную универсальность. Передачу сигнала обеспечивает внутренняя электропроводка дома. Существует возможность подключения специальных трансиверов, принимающих и преобразующих в нужный формат радиосигналы от беспроводных устройств.

Автоматика на базе стандарта X10 может управлять освещением, работой электроприборов, отоплением, охранными системами и вентиляцией. Для этого задействуются специальные исполнительные модули – актуаторы. Корректную работу многочисленных устройств обеспечивают независимые программируемые контроллеры. Слабое место протокола X10 – низкая скорость передачи данных, что приводит к неприятным задержкам в работе системы.

3. KNX

В качестве среды в данном стандарте можно использовать шину, радиоканал или электрическую сеть. Чаще всего на этапе строительства здания прокладывают витую пару совместно с силовыми кабелями. Топологию можно организовать произвольным образом, но в любом случае система должна работать на собственном источнике питания.

Протокол связи умного дома KNX

Стандарт позволяет создавать децентрализованные решения, в которых датчики и исполнительные устройства напрямую взаимодействуют друг с другом. Всего сеть может включать до 58 тыс. различных устройств, что позволяет использовать стандарт в больших зданиях. К недостаткам протокола можно отнести дороговизну и сложность развёртывания собственными силами.

4. Wi-Fi

Многие владельцы умных домов подключают этот вездесущий стандарт, чтобы связать готовую автоматизированную систему с планшетом или смартфоном. Они предпочитают пользоваться именно мобильными устройствами, а не стационарным компьютером, пультом ДУ или настенной сенсорной панелью. Иногда W-Fi используют, чтобы обеспечить связь с автономными устройствами. Однако для сложных систем протокол W-Fi слишком прожорлив, а модули слишком дороги.

5. ZigBee

Данный стандарт обеспечивает связь по радиоканалу с невысокой стоимостью оборудования и несложным процессом его монтажа. Система может включать датчики и устройства с высоким откликом и низким энергопотреблением. На пробуждение беспроводных модулей из спящего режима тратится всего 10-15 мс.

Протокол ZigBee хорошо работает в сети с ячеистой топологией и значительной областью покрытия, где отдельные компоненты могут выступать посредниками при передаче сигналов между другими устройствами. Для подобной структуры характерна самоорганизация, выход из строя отдельных компонентов не грозит серьёзными последствиями для всей системы.

Протокол связи умного дома ZigBee

Элементы сети ZigBee могут быть следующих типов:

  • координаторы – управляют работой сети;
  • маршрутизаторы – устройства-посредники;
  • конечные устройства – контроллеры и датчики исполнительных устройств.

6. Z-Wave

Ещё один протокол беспроводной связи с поддержкой ячеистой топологии сети, низким энергопотреблением и невысокой стоимостью оборудования. Отличительная особенность Z-Wave – строгие требования к стандартизации, которая обеспечивается беспроводными модулями Sigma Designs. Программное обеспечение Z-Wave гарантированно работает с данным оборудованием без танцев с бубном.

7. Insteon

Популярный в США стандарт попал в Европу только несколько лет назад. До недавнего времени его приходу препятствовала несовместимость с европейскими электрическими сетями, поскольку протокол передаёт сигналы по проводке здания. При этом отличительной особенностью Insteon является поддержка связи по радиоканалу, которая в отличие от стандарта X10 может работать параллельно проводной сети. Это позволяет увеличить общую надёжность системы и избежать проблем с отзывчивостью, как у протокола X10.

Ещё одним плюсом Insteon является совместимость с модулями X10 и поддержка ячеистой топологии сети. Работоспособная система может быть развёрнута без использования центрального контроллера. Превосходная расширяемость и гибкость позволяют докупать и устанавливать нужные компоненты без ущерба работе сети. Оборудование Insteon жёстко стандартизировано и производится компанией Smartlabs, которая создала сам протокол.