Стендап Сьогодні 📢 Канал в Telegram @stendap_sogodni

🤖🚫 AI-free content. This post is 100% written by a human, as is everything on my blog. Enjoy!

Пости з тегом #РозумнийБудинок

11.04.2025

Протоколи розумного будинку: Wi-Fi

Почнемо мінісерію. Я багато чого тут вивчаю вперше, тож якщо у вас краща інформація — виправляйте! :) Мені, головне, для себе хочеться розуміти, в чому різниця. Бо різниця абсолютно є, і не тільки в назві. Тут як з меблями: чому є стільки пласких меблів? якщо в мене вже є стіл, чи потрібно мені ще ліжко? та й взагалі, якщо вже є підлога, хіба це не найефективніша поверхня?

Давайте про Wi-Fi - це наша підлога, бо вона у всіх є. Та це наче головна перевага Wi-Fi - достатньо роутера, щоб розпочати свій розумний будинок. Також це найшвидший з протоколів, з великим відривом, тому, скажімо, вебкамера напевно буде з вайфаєм. Також Wi-Fi можна розширювати — хоча це й не ідеально працює, але технічно можна покрити будь-яку територію, особливо якщо є можливість підʼєднати розширювач за Ethernet. Та це ще одна перевага - Wi-Fi є носієм для знайомого стеку протоколів IP, тому доступ до пристроїв може бути дуже простим (як-от нещодавно згадана вебпанель керування прямо на пилососі).

Головний конструктивний недолік Wi-Fi - це високе споживання енергії. Бо клієнти Wi-Fi завжди повинні бути “на звʼязку”. Через це практично будь-який пристрій повинен бути підʼєднаний до електрики (або часто заряджатися.) З цим, звісно, можна жити, тільки пристроїв без дроту не знайдеш.

Не менш важливо, що Wi-Fi підʼєднує всі пристрої до локальної мережі, а напевно — й до інтернету. Інколи це плюс, проте також може відкрити двері для шахраїв, які отримають доступ не тільки до самого пристрою, а й до всієї мережі. Бо Звісно, від цього можна відмежуватися, але це змушує нас власноруч забезпечити систему від світу.

Ну та і як висновок з останнього — дуже мішаний — це те, що більшість пристроїв з Wi-Fi готові до використання як є, бо керувати ними можна зі звичайного смартфону чи компʼютера. Але практично завжди це відбувається через хмару, з усіма ризиками. Wi-Fi - то гарний початок розумного будинку, але ж ми не будемо спати на підлозі?

12.04.2025

Протоколи розумного будинку: Bluetooth

Як і про Wi-Fi, про Bluetooth всі знають. Це йому не на користь, бо насправді Bluetooth це два різних протоколи.

Є “класичний” Bluetooth (так і називається - Bluetooth Classic.) Він спроєктований для передачі даних між двома пристроями (може хтось памʼятає, як у 2000-х з телефона на телефон “скидали пісню”) та прижився для аудіоапаратури. Він практично не має сенсу для розумного будинку, бо витрати енергії для нього досить високі, до того ж один сервер може підтримувати звʼязок тільки з 7 клієнтами.

Та є Bluetooth Low Energy - це абсолютно інший протокол. Спільного зі “класичним” Bluetooth тут тільки використання тих самих радіочастот, через що він підтримується тими ж самими пристроями (це називається Bluetooth 4.0) - наприклад, смартфоном чи компʼютером. А вийшов Bluetooth 4.0 ще у 2009, так що в ньому нічого нового, та багато з наших пристроїв використовують саме BLE.

Різниця в тому, що BLE не потребує постійно увімкненого радіо, отже, периферія може не вмикати радіо аж допоки не потрібно буде щось надсилати. Це є й головна перевага над Wi-Fi. Також в BLE прибрали обмеження на кількість клієнтів, що для розумного будинку дуже важливо.

В класичного Bluetooth є знамениті проблеми зі сталістю підключення, але, наскільки я це зміг дослідити, для розумного будинку це не так важливо, бо BLE не має сталого підключення взагалі, та не передає великі обсяги даних.

Проблемою Bluetooth є модель “зірка”, тобто всі пристрої повинні підключатися до центрального. Що, звісно, обмежує покриття. У 2017 вийшов стандарт Bluetooth Mesh, який дозволяє використання ретрансляторів. Хоча поки його наче підтримує небагато пристроїв.

Bluetooth можна побачити у всіляких датчиках та кнопках, які не підключені до електромережі. Звісно, для інтеграції таких пристроїв доведеться знайти адаптер Bluetooth, або скористатися тим, що вбудований в компʼютер.

13.04.2025

Протоколи розумного будинку: Zigbee

Нарешті, дісталися до першого протоколу, який не є широко відомим. Мені він взагалі, плутався, здається, з помічником від Самсунгу, якого звати (перевірив) Біксбі. Втім, Zigbee - це зрілий протокол для домашніх мереж. Вийшов ще у 2005 - я трохи здивований, що тоді вже була ідеї про розумні будинки… хоча, певно, цій ідеї десь тільки ж років, скільки електрифікації.

Головних аспектів тут два. Zigbee не потребує постійно увімкненого радіо (як і BLE), тобто дозволяє використання в пристроях на батарейках (довгий термін роботи від батарейок — це навіть вимога до пристроїв.) Та Zigbee підтримує ретранслятори, тобто покриття мережі можна збільшити. Ще краще — всі нормальні пристрої, що підʼєднуються до електропостачання, також виконують функцію повторювача. Та, виходить, кожний додатковий заживлений пристрій з Zigbee підсилює надійність мережі. Це дійсно визначна особливість.

Але так, Zigbee потребує центрального вузла — координатора, так його доведеться придбати окремо. Або, наприклад, для HomeAssistant є адаптер USB. Для одного вимикача це трохи забагато витрат, але я от переконався, що коли братися за розумний будинок серйозно, то це цінна інвестиція. Бо, як бачите, Zigbee з кількістю пристроїв стає тільки краще.

Поки досліджував, знайшов величезну серію статей про Zigbee. До речі, цікаво, що цей протокол спроєктований саме як простий, що, певно, гарно для надійності, бо пристрої робляться безліччю виробників, включаючи ноунеймів.

16.04.2025

Протоколи розумного будинку: Thread

Спочатку цікавий факт: більшість технологій розумного будинку використовують один та той самий радіопротокол IEEE 802.15.4. (Може, хто помічав, що Wi-Fi - це “сусідній” IEEE 802.11.) Це протокол фізичного рівня, тобто відповідає за те, як дані кодуються у радіосигнали. Тому що Zigbee, що Thread, що ще декілька протоколів — це все IEEEE 802.15.4 на частоті 2.4 ГГц (Так само як і “старий” Wi-Fi та мікрохвильовки.)

🧶 Thread - так само як і Zigbee, протокол сітчастий, тобто вузли передають посилання між собою та утворюють надійну “сітку” комунікацій. Так само тут вузли з батарейками працюють економно, а вузли з дротом виступають ретрансляторами. Так само, чим більше у вас пристроїв з Thread - тим надійніше ваша домашня мережа. Звісно, це буде мережа, окрема від Zigbee, хоча багато пристроїв підтримують обидва протоколи.

Навіщо ж тоді ще один протокол? Головна особливість Thread - що вузли мають адреси IPv6. (Їх є 340 ундецильйонів — вистачить на всіх.) Це значить, що замість ізольованої мережі, Thread стає частиною локальної та глобальної мережі IP. (Головним транспортним протоколом тут є асинхронний UDP, тому, можна сказати, UDP/IP.)

Звісно ж, це суттєво спрощує архітектуру. З Zigbee чи BLE потрібний привілейований посередник, що перекладає повідомлення між застосунками в TCP/IP та пристроями в Zigbee/BLE. Причому звісно ж прямого шляху це зробити немає — потрібний принаймні якийсь API. А в Thread координатор мережі є простим шлюзом, що займається тільки маршрутизацією. Йому, наприклад, не потрібно знати зміст повідомлень, або розуміти призначення пристроїв. По-перше, так безпечніше, по-друге, шлюзи Thread мають кращу сумісність між виробниками.

З усім тим, Thread стандарт відносно новий (2014 року) та пристроїв з ним значно менше, ніж із Zigbee. На щастя, принаймні вони можуть ділити один радіомодуль, тож можна очікувати більше пристроїв з подвійним стандартом. Субʼєктивно це кращий протокол, але чи він переможе — покаже час.

(Бачите, це не зовсім так, що “було 10 стандартів, додали ще один”. Еволюція простежується.)