System Inteligentnego Domu - jak go wybrać?

O inteligentnych domach słyszał już każdy. W uproszczeniu to urządzenia, które mają za zadanie poprawiać komfort i bezpieczeństwo mieszkania. Zamieniają dotychczas bierne sprzęty i wyposażenie w osobistych asystentów - sterując automatycznie oświetleniem, kontrolując ogrzewanie lub dbając o bezpieczeństwo nieruchomości kiedy śpimy lub jedziemy na wakacje.

Rozwiązania smart home przeszły przez lata ewolucję i cały czas się zmieniają. Pokonały drogę od rozwiązań dostępnych tylko dla najbogatszych, do urządzeń dostępnych dla każdego, dopasowanych do potrzeb i oczekiwań. Ale co najważniejsze - dzisiaj inteligentne domy to rozwiązania, które można z powodzeniem instalować samodzielnie oraz można wyposażać w nie już istniejące nieruchomości. Modernizowanie domów i mieszkań możliwe jest dzięki bezprzewodowym rozwiązaniom inteligentnych domów.

Jak działa bezprzewodowy inteligentny dom

Określenie bezprzewodowego inteligentnego domu wynika ze sposobu komunikacji instalowanych urządzeń. Czy będą to sterowniki oświetlenia, termostaty czy czujniki - komunikacja między nimi będzie zawsze odbywać się z wykorzystaniem protokołów radiowych. Każdy taki dom posiada też jednego „nadzorcę” - centralę kontrolującą i zarządzającą pracą urządzeń. To ona pośredniczy w przekazywaniu poleceń i informacji do naszego telefonu, asystenta głosowego czy poczty e-mail. Ona także odpowiada za zgranie działania poszczególnych elementów - czujnik ruchu wykrywa wejście do pomieszczenia, wyzwala zdarzenie, a centrala na tej podstawie przekazuje do odpowiedniego sterownika polecenie włączenia światła. Bez centrali, bez nadzorcy, nie będzie możliwe stworzenie interaktywnej i dopasowanej do naszych oczekiwań przestrzeni.

Centrale swoje działania wykonują w dedykowanych urządzeniach lub korzystając z Internetu odwołują się do usług w chmurach obliczeniowych i tam realizują logikę funkcjonowania domu. Decyzja jak chcemy to realizować zależy tylko od nas, ale trzeba pamiętać, że zwykle inwestycja w centralę pociąga za sobą szereg innych - jak np. dostępność integracji z zewnętrznymi usługami, dobór urządzeń, wygląd i działanie aplikacji na telefonie, tablecie i komputerze.

Centrala aby komunikować się z inteligentnymi urządzeniami potrzebuje odpowiedni anten lub bramek zapewniających możliwości wykorzystania odpowiedniego protokołu radiowego. Każdy ekosystem (świat centrali inteligentnego domu) posiada inne możliwości, każdy producent stosuje inny protokół. Przyjrzyjmy się temu dokładniej.

Protokoły komunikacyjne w bezprzewodowych inteligentnych domach

Wykorzystywane metody komunikacji możemy podzielić na dedykowane protokoły zaprojektowane specjalnie do systemów inteligentnych domów oraz powszechnie stosowane rozwiązania. Popatrzmy na podstawowe dostępne na rynku.

Z-wave to dedykowany protokół radiowy, lekki i pozwalający na oszczędzanie baterii w urządzeniach bezprzewodowych. Zasilane urządzenia Z-wave tworzą niewidocznych połączeń przekazując sobie wzajemnie komunikaty. Charakterystyczną cechą Z-wave jest konieczność posiadania dedykowanego kontrolera zarządzającego komunikacją - centrali z-wave. Urządzenia korzystające z Z-wave są bardzo powszechne i co najważniejsze w większości przypadków dowolna centrala z-wave będzie współpracować z dowolnym urządzeniem z-wave. Popularni producenci urządzeń Z-wave to FIBARO, Aeotec, Heatit, POPP i inni.

ZigBee to także protokół radiowy tworzący siatkę połączeń (ang. mesh). Znajdziemy go w żarówkach Philips Hue, urządzeniach smart od Ikea, urządzeniach SmartThings. Staje się coraz bardziej popularny i przystępnych - głównie z powodu kosztów jego zastosowania w smart urządzeniach. Tu także pojawia się odpowiedni kontroler lub bramka pozwalająca na zdalne zarządzanie urządzeniami np. z poziomu telefonu komórkowego.

Thread to nowy protokół także tworzący sieć połączeń. Odróżnia go jeden ważny fakt - zamiast wymagania centrali pojawiają się urządzenia brzegowe (ang. border routers) pośredniczące pomiędzy klasyczną siecią komputerową (WiFi) a radiową komunikacją miedzy smart urządzeniami. Thread znajdziemy przede wszystkim w urządzeniach Eve, Nanoleaf oraz w Apple HomePod Mini. To ważne dla wszystkich chcących budować swoje domu w technologiach promowanych przez Apple.

Bluetooth towarzyszy nam na każdym kroku - w telefonie, w zegarku. Teraz także w smart zamkach, czujnikach i oświetleniu. Wielu producentów decyduje się na skorzystanie z niego jako dodatkowej metody zarządzania urządzeniami, ale jego zasięg pozostawia wiele do życzenia…

WiFi to ostatni z protokołów, o których chcę napisać. Sieć WiFi poza zapewnianiem komunikacji dla naszych komputerów może także być wykorzystywana do komunikacji inteligentnych urządzeń. Zwykle jednak, o czym trzeba pamiętać, jest to niższa z dostępnych częstotliwości, czyli 2.4 GHz. Urządzenia wykorzystujące WiFi to np. Yeelight czy też Shelly. Kiedy decydujemy się na stosowanie ich w inteligentnym domu, to musimy pamiętać, że duża liczba urządzeń przekłada się na konieczność wykorzystania dobrych, wydajnych routerów WiFi. Inaczej nasze urządzenia będą znikać z sieci, zrywać komunikację i powodować więcej frustracji niż satysfakcji.

Matter to zupełna nowość. I nie powinien być nazywany protokołem, a bardziej standardem. Matter nie określa warstwy komunikacyjnej urządzeń, a standaryzuje ich opis i możliwości mając na celu połączenie wszystkich urządzeń w jeden ekosystem. Borykając się z opóźnieniami spodziewamy się pierwszych urządzeń wspierających Matter na koniec 2022 roku.

Systemy Inteligentnych Domów

Protokoły to warstwa techniczna, za to kontroler (centrala) to już ekosystem, na którym opiera się funkcjonowanie domu. Centrala korzystając z protokołów (bezpośrednio lub z pomocą odpowiednich bramek) zbiera informacje od urządzeń i wydaje im polecenia. Możemy ją zbudować samemu korzystając z otwartego oprogramowania (np. Home Assistant lub OpenHab) lub zdecydować się na gotowe rozwiązanie. Budowanie samodzielnie wymagać będzie odrobiny zacięcia programistycznego oraz np. dedykowanych anten z-wave - kluczy USB takich jak Aeotec Z-Stick.

Gotowe i dostępne na rynku rozwiązania central i kontrolerów inteligentnego domu oferują różne możliwości, a podjęcie decyzji o wyborze tak powstającego ekosystemu jest jedną z ważniejszych w budowanie naszego smart home. Nie ma idealnego rozwiązania dla każdego - to decyzja, którą trzeba samodzielnie podjąć, a ten artykuł ma za zadanie ją ułatwić.

Na początek jednak wyjaśnijmy, dlaczego używamy słowa „ekosystem” zamiast centrala lub kontroler. Każde z opisywanych rozwiązań oferuje możliwość komunikowania się ze smart urządzeniami z wykorzystaniem różnych protokołów, oferuje możliwości integracji z usługami zewnętrznymi, wykorzystuje inne aplikacje i wspiera innych asystentów głosowych. Ten cały świat tworzy ekosystem, na który się decydujemy i w ramach którego będziemy budować inteligentny dom.

FIBARO

FIBARO w swoim portfolio posiada centralę Home Center (aktualnie w wersji 3) oraz szereg urządzeń Z-wave sterujących oświetleniem, ogrzewaniem, bramami, roletami, zasłonami, czujniki zalania, wejścia, ruchu itp. Sama centrala posiada anteny do komunikacji Z-wave i ZigBee. To daje dostęp do bardzo dużej liczby urządzeń, z których możemy zbudować swój dom. Sam interfejs centrali jest przystępny, sposób tworzenia automatyzacji (logiki działania domu) jest intuicyjny a równocześnie niebywale potężny dzięki językowi LUA. Na tej podstawie możemy stworzyć najbardziej złożone automatyzacje oraz dodać obsługę urządzeń sterując nimi np. poprzez API. Żeby nie było jednak zbyt doskonale, to zakres integracji samego systemu nie jest duży, opiera się na aktywności społeczności lub pracy instalatorów. Na koniec dnia FIBARO to bardzo dobry ekosystem z wyśmienitym oprogramowanie centrali. Ma swoje bolączki jak każdy, ale oferuje bardzo dużo możliwości w jednym pudełku.

Apple HomeKit

Ten ekosystem zaprojektowany został przez Apple i został bardzo mocno zintegrowany z urządzeniami tego producenta. Aplikacja sterowania urządzeniami inteligentnego domu jest częścią systemu operacyjnego telefonu, tabletu i komputera. Apple HomeKit, właściwie jako jedyny, działa z Siri. Funkcję kontrolerów pełnią tu HomePod-y (jak wspomniany HomePod Mini obsługujący Thread), AppleTV lub iPad-y podłączone na stałe do zasilania. Urządzenia komunikują się z kontrolerami (centrami akcesoriów) z wykorzystaniem WiFi, Bluetooth, Thread oraz przez szereg mostków. To po nich możemy rozpoznać użytkownika HomeKit - w domu będzie ich mnóstwo. Podłączenie żarówek Philips Hue wymaga mostka, urządzeń Ikea wymaga mostka, termostatów Heatmiser wymaga mostka, sterowników LifeSmart wymaga mostka, urządzeń Aqara wymaga mostka, itp. Na koniec Apple HomeKit to idealne rozwiązanie dla osób chcących mieć dom zintegrowany ze swoim iPhone, godzących się na niedogodność wielu mostków komunikacyjnych oraz wysoki koszt urządzeń. A jeżeli ktoś ma zacięcie programistyczne, to z wykorzystaniem Homebridge będzie mógł zintegrować na prawdę wiele urządzeń ze swoim domem.

Homey

Homey to producent dwóch kontrolerów inteligentnego domu - wersji Pro będącej samodzielnym urządzeniem, oraz wersji Bridge będącej mostkiem oddającym obsługę domu do usługi w chmurze (uwaga: to wymaga płatnej subskrypcji). Homey w swoim podejściu postawiło na maksymalną integrację wszystkich domowych urządzeń. Mamy dostępne tysiące integracji wykorzystujących bardzo dużo protokołów, także sprzętowo dostarczanych w samym urządzeniu. Homey sięga po takie unikaty jak komunikacja z wykorzystaniem podczerwieni, protokoły radiowe stosowane np. w silnikach zasłon, oczywiście ma Z-wave i ZigBee. Samo zarządzanie domem jest intuicyjne, a aplikacja ostatnio nawet dorobiła się obsługi języka polskiego.

Samsung SmartThings

Ten ekosystem stworzony został przez Samsunga, a dzisiaj podzielony został na część dotyczącą oprogramowania (to nadal obsługuje i rozwija Samsung) oraz urządzenia (te produkuje Aeotec). Ekosystem SmartThings większość logiki działania domu obsługuje w chmurze, a wybrane automatyzację uruchamiane są na hub-ei (mostku) instalowanym w domu. On także dodaje do Samsung SmartThings obsługę urządzeń Z-wave i ZigBee. Zintegrowanych urządzeń znajdziemy tu bardzo dużo, ale to co jest siłą SmartThings to integracja z urządzeniami AGD i RTV firmy Samsung. Możemy zarządzać naszym telewizorem, lodówką, pralką. Dostęp do kamer mamy także na telewizorze. Unikatowa cecha powodująca, że po ten ekosystem sięgają fani marki chcący mieć wszystkie swoje inteligentne urządzenia obsługiwane w jednym miejscu.

Podsumowanie

To ledwie wierzchołek góry lodowej, jaką jest dzisiaj świat urządzeń smart. Nie ma on na celu odstraszenia przyszłych użytkowników, a ma pomóc w zorientowaniu się w tym świecie. Wybierając kontroler, czyli decydując się na określony ekosystem, pamiętać trzeba o ocenie jego aplikacji, jego możliwości integracyjnych i dostępnej gamy urządzeń. Każdy z nich ma swoje plusy i minusy. A jeżeli samodzielnie nie jesteście w stanie się zdecydować to porozmawiajmy - pomożemy i doradzimy.