Протоколы для умного дома

19.02.2024 (обновлено 16.05.2024)

В данной статье рассмотрим наиболее популярные протоколы для построения умного дома и расскажем о плюсах и минусах каждого из них.

Zigbee

Начнем с протокола Zigbee, как протокол о котором изначально был создан сайт:)

Протокол Zigbee является одним из наиболее популярных для построения умного дома. К его плюсам относят возможность построения масштабируемых сетей, хороший радиус передачи сигнала и высокую энергоэффективность, позволяющую использовать для умных устройств батарейки.

Многие устройства на Zigbee являются ретрансляторами сигнала в результате чего, с увеличением числа таких устройств площадь покрытия сети увеличивается. Центром системы является Hub, который координирует работу сети и передаёт данные в одно из облаков: Tuya, eWeLink, Xiaomi и т.д.

К минусам протокола стоит отнести зависимость от интернета и облачных серверов производителя. Если пропадёт доступ в интернет или облако производителя прекратит свою работу, то умные устройства потеряют возможность взаимодействовать между собой.

Проблему эту можно обойти, например дополнив систему модулем Zigbee2MQTT и строя систему умного дома на открытых программных решениях, например: Home Assistant. Но данное решение требует технических знаний по настройке оборудования и программного обеспечения, и подойдет не всем.

Wi-Fi

Wi-Fi еще один из наиболее распространенных протоколов создания умного дома. Все устройства сети подключаются к Wi-Fi сети напрямую, минуя всевозможные хабы. И при этом, масштабировать покрытие такой сети достаточно просто, благо роутеров и усилителей сигналов для Wi-Fi в магазинах представлено огромное количество. Но надо быть внимательным, довольно много умных устройств работающих на Wi-Fi поддерживают работу только на частоте 2.4 GHz и не поддерживают более современную сейчас частоту в 5 GHz.

К минусам построения умного дома на базе Wi-Fi сети стоит отнести высокое энергопотребление и зависимость от облачных серверов производителя. Из-за высокого энергопотребления, подавляющее число устройств делаются с питанием от электросети. На батарейках такие устройства долго не протянут, поэтому при проектировании дома на Wi-Fi, стоит учитывать наличие электрического питания в местах установки умных приборов.

Если облачные сервера производителя оборудования прекратят работу, то умный дом прекратит свою работу, так как в ПО каждого устройства заданы адреса их серверов. И если с протоколом Zigbee есть возможность через Zigbee2MQTT перестроить работу дома без использования облака производителя, то с Wi-Fi протоколом таких альтернативных решений в настоящий момент нет.

Bluetooth

Один из самых старых протоколов для беспроводной связи успешно продолжает работать и в наши дни. За 3 десятилетия, у протокола выходило много обновлений, за счет чего он соответствует текущим потребностям, которые необходимы для создания умного дома.

К плюсам протокола стоит отнести энергоэффективность, и устройства на нём могут работать месяцы, а то и годы от батареек. Также стоит отнести, открытость протокола, в результате чего интеграцию с устройствами можно делать самостоятельно на открытых решениях, на основе к примеру Home Assistant. Данных о командах взаимодействия часто можно найти на просторах интернета и не придётся завязываться на облака производителей.

К минусам протокола, стоит отнести малый радиус действия сети, зачастую в хороших условиях это не более 10 метров. Вторым минусом, который вытекает из предыдущего, необходимость иметь много хабов в доме, чтобы держать соединения с устройствами размещенных в разных частях квартиры. И в отличие от других протоколов, Bluetooth не масштабируется, за счёт появления новых устройств в сети.

Но несомненным плюсом, является независимость устройств от облачных сервисов производителя. Если интернет или облачные сервера производителя отключатся, у владельца есть возможность всё равно управлять устройствами со своего телефона, благо — Bluetooth передатчиком сейчас оснащается любой смартфон. И подключившись к устройству напрямую, можно смотреть данные и отправлять команды. Но, как выше писал в непосредственной близости от устройств.

Matter

Matter — одно из самых обсуждаемых нововведений в сфере умного дома. Этот протокол, разработанный консорциумом Connectivity Standards Alliance (бывший Zigbee Alliance), в который входят такие гиганты, как Apple, Google, Amazon и Яндекс. Их работа направлена на создание единого стандарта, обеспечивающего совместимость различных устройств умного дома независимо от их производителя. К его преимуществам относятся универсальность, высокую степень безопасности и простоту использования.

Ключевым преимуществом Matter является кроссплатформенность. Устройства разных производителей смогут легко взаимодействовать друг с другом, что упрощает создание и управление умным домом. Например, умная лампочка от одного производителя сможет работать с умным выключателем от другого.

Matter поддерживает несколько протоколов передачи данных, включая Wi-Fi, Ethernet и Thread. Thread выделяется низким энергопотреблением и возможностью создания надежных ячеистых сетей, где каждое устройство ретранслирует сигнал, повышая устойчивость сети.

Многие устройства на базе Zigbee смогут поддерживать Matter после обновления прошивки, что позволяет пользователям использовать существующие устройства в новой экосистеме, получая преимущества улучшенной совместимости, безопасности и функциональности.

Однако возможность обновления прошивки зависит от конкретного устройства и его производителя. Не все устройства смогут быть обновлены для поддержки Matter, и не все производители будут выпускать такие обновления. Поэтому перед покупкой или обновлением устройств рекомендуется проверять информацию у производителя.

У Matter имеются и некоторые недостатки. Во-первых, это зависимость от интернет-соединения: для полноценного использования всех возможностей системы требуется подключение к сети. Во-вторых, несмотря на поддержку крупных производителей, не все устройства на рынке в данный момент совместимы с Matter, что может ограничить выбор оборудования на начальных этапах его внедрения.

В целом, Matter представляет собой перспективный протокол для умного дома, предлагающий высокую совместимость, безопасность и простоту использования. С его развитием можно ожидать, что он станет стандартом де-факто для умных домов, объединяя устройства разных производителей в единую, легко управляемую экосистему.

Интеграция Zigbee-устройств в экосистему Matter позволит пользователям сохранить текущие инвестиции в умный дом и одновременно воспользоваться новыми возможностями и улучшениями, предлагаемыми Matter.

Итоги

Подведём итоги рассмотренных протоколов и в виде таблицы обозначим их плюсы и минусы: