Лучший протокол беспроводной связи для управления умным домом

Участие интеллектуальной техники в наших жизнях становится всё заметнее и обширнее. Чтобы связывать многообразие умных устройств в одну экосистему умного дома необходим надежный и быстрый канал связи. Увы, на данный момент времени, единого и универсального протокола для подобных задач не существует. Но, к наиболее часто используемым можно отнести: Z-Wave, ZigBee, W-Fi, Bluetooth и некоторые другие. В этой статье мы попробуем разобраться, какой протокол связи лучше, а также описать простым языком ключевые особенности каждого из них.

Z- Wave

Protokol-Z-Wave

Разработчики Z-Wave смогли опередить своё время, создав универсальный протокол связи, ориентированный на рынок домашней автоматизации ещё в далеком 2001 году. Используемая топология «mesh»(ячеистая сеть) позволяет ретранслировать сигнал с автоматическим поиском лучшего маршрута, обеспечивая надежную и быструю связь. Также Z-Wave гарантирует полную совместимость устройств различных производителей. Это энергоэффективный, удобный и постоянно улучшаемый протокол, который заслужил свою популярность и общее признание во всём мире. Однако, жесткий подход к сертификации устройств резко поднимает их стоимость, что и является основным минусом данного протокола.

Плюсы и минусы
Потребляет мало энергии
Хорошо защищён
Не создаёт помех для Wi-Fi сети
Устройства с поддержкой этого протокола, как правило, дороже конкурентов
Может создавать помехи для беспроводных стационарных телефонов и радио

ZigBee

Protokol-ZigBee-1024x540

Прямой конкурент Z-Wave. Первым бросающимся отличием станет более доступная стоимость устройств, работающих с этим стандартом беспроводной связи. При этом ZigBee также способно использовать топологию «mesh», со всеми её преимуществами. Однако, уровень совместимости устройств от различных производителей пока что оставляет желать лучшего. Упрощенная сертификация также сказывается на общем уровне безопасности. Но при этом открытость стандарта привлекает больше сторонних разработчиков. Что в перспективе может сыграть значимую роль в распространении на рынке умной техники.

Плюсы и минусы
Популярный протокол получивший широкое распространение
Высокая степень быстродействия
Ячеистая сеть "mesh" способна обрабатывать большое количество устройств одновременно
Может создавать помехи Wi-Fi
Высокий уровень энергопотребления
Плохо "дружит" с устройствами неадаптированными производителями

Wi- Fi

Protokol-Wi-Fi

Широкое использование этого семейства стандартов беспроводной передачи данных очевидно. Но в рамках устройств домашний автоматизации Wi-Fi имеет не только преимущества, но и недостатки. Например, высокий уровень энергопотребления для использующихся устройств. Отсутствие единого стандарта управления, что в свою очередь порождает необходимость разработки отдельных приложений для управления устройствами. А также особенности топологии, которые подразумевают обязательное наличие центрального узла, без которого работа всей сети невозможна. Несмотря на эти очевидные недостатки стоимость устройств, работающих с этим стандартом связи, довольно высока.

Плюсы и минусы
Высокая популярность стандарта связи для систем "умного дома" и множества иных устройств
Высокая скорость передачи больших объемов информации
Низкая энергоэффективность
Необходимость в наличии центрального узла, от работы которого будут зависеть подключенные устройства
В большей степени подвержен взлому и перехвату данных со стороны

Bluetooth

Protokol-Bluetooth

Беспроводная технология Bluetooth, а если быть точнее одна из её последних реинкарнаций Bluetooth Low Energy (BLE), на сегодняшний день выглядит наиболее перспективной. Особенно с появлением поддержки технологии «mash» сети в версии BLE 5.0. Однако, уровень защиты и единый стандарт управления для BLE остается открытой задачей, требующей основательной доработки и реальной пользовательской апробации, на примере домашней автоматизации.

Плюсы и минусы
Широкое распространения среди различных устройств
Относительно быстрое развитие и внедрение в сферу домашней автоматизации
Возможность подключать все устройства умного дома напрямую
Рабочий диапазон 2.4 ГГц является одним из самых загруженных. Что может приводить к созданию помех и перебоям связи.

GSM

Protokol-GSM

Один из старейших стандартов связи. Принцип работы очень прост. GSM модуль принимает сигнал от сим-карты мобильного устройства любых операторов связи, работающих на частоте 850, 900, 1800, 1900 МГц. Затем происходит обработка данных контроллером и исполнение соответствующего сценария. К минусам можно отнести низкий уровень безопасности, нестабильный и медленный сигнал и наличие абонентской платы. Часто используется, как вспомогательный вариант связи в системах безопасности.

Плюсы и минусы
Простой принцип работы
Может исполнять роль вспомогательного канала связи
Низкий уровень безопасности
Нестабильный и медленный сигнал

Thread

Thread

Относительно новая и пока ещё не сильно распространённая технология. Thread базируется на энергоэффективном беспроводном протоколе, который доставляет IPv6 поверх радиоканала стандарта IEEE 802.15.4, обеспечивая безопасность и быстродействие сети. По сути, это ещё один вариант «mash» сети со своими улучшениями. На данный момент Thread активно продвигает компания Apple.

Плюсы и минусы
Высокая энергоэффективность
Лёгкая процедура подключения устройств
Высокий уровень безопасности
Низкая популярность и медленное развитие
Неясные перспективы

 

Matter

Protokol-Matter

Беспроводной стандарт связи Matter – это крупнейшая за последнее время попытка создать единый стандарт связи для всех устройств умного дома, независимо от производителя. Планируется, что Matter будет использовать принципы ячеистой «mash» сети, при котором каждое устройство будет связанно, но независимо друг от друга. Функционирование сети будет происходить на основе технологий IP, Wi-Fi, Bluetooth Low Energy и Thread. Вероятно, это будущие умных домов, в причастности к которому уже успели «засветиться» такие именитые компании, как: Amazon, Apple, Яндекс, Meta (Facebook), Google, Huawei, IKEA, Xiaomi, LG Electronics, Siemens, iRobot и другие. В чём можно убедиться на их официальном сайте.

Плюсы и минусы
Новейший стандарт связи ориентированный на работу с системами "умного дома" и сопутствующий техникой
Открытый характер исходного кода, позволяющий дорабатывать технологию
Получил поддержку ряда именитых компаний
Минимум пользовательской информации

Что в итоге?

Подводя итоги, исходя из вышеописанного, можно сделать вывод, что разработчики и производители находятся в состоянии активного поиска наилучшего решения, которое сможет объединить все ранее созданные наработки в сфере беспроводных сетей. Но пока что многообразие вариантов для обустройства эффективной связи между элементами умного дома и пользователем, порождает некоторую неопределённость. В подобных условиях, вопрос о том, какой же протокол связи лучше, не совсем корректен. Скорее стоит задаться вопросом, что важно именно для Вас, и каким Вы видите конечный результат своих изысканий. При этом стоит обратить особое внимание на:

— Совместимость устройств при использовании того или иного протокола связи;

— Скорость передачи данных;

— Энергоэффективность;

— Безопасность.

Сопоставив все эти параметры с конечной стоимостью задуманного проекта умного дома, Вы сможете наилучшим образом определить, какой же вариант протокола связи подходит именно Вам. Либо Вы можете дождаться, когда производители всё же придут к единому универсальному стандарту, чего может и не случится вообще. По крайне мере в ближайшем обозримом будущем.