التشغيل الآلي للمنزل: فهم كل شيء عن البروتوكولات الخاصة بالمنزل المتصل

يعد تجميع الكائنات المتصلة والمساعدين الصوتيين أمرًا جيدًا. إن جعلهم يتعاونون ضمن نظام واحد لا يتطلب سوى تطبيق واحد هو الأفضل. ولكن عندما تتطلع إلى اتخاذ الخطوة التالية في أتمتة منزلك، فمن الأفضل إتقان الخيارات المختلفة المتاحة. لأن اختيار التشغيل الآلي للمنزل "الخاص بك" أكثر تعقيدًا من التردد بين iOS وAndroid أو macOS وWindows.

هناك العديد من اللاعبين في السوق ولا تقدم الأنظمة جميعها نفس الملحقات، فمن الأفضل تحديد احتياجاتك: تريد أجهزة كشف تسرب المياه التي ترسل الأمر إلى صمام متصل لإغلاق المدخل العام في حالة حدوث تلف بالمياه كاشفات الحركة الخارجية التي تتفاعل مع الإضاءة في حالة الزيارة غير المرغوب فيها أو إنذار مرتبط بحساسات فتح النوافذ؟ أو هل أنت كسول جدًا بحيث لا تتمكن من تشغيل مصباح الردهة ليلاً؟

هناك العديد من الاستخدامات، ولكن يجب عليك أولاً فهم بروتوكولات الاتصال، أي اللغة التي تسمح لجهازين بالتواصل. لأن البروتوكولات المختلفة غير متوافقة مع بعضها البعض، ما لم يكن هناك ترقيع يزيد من التعقيد. لن يكون مأخذ التيار الكهربائي Z-wave متوافقًا مع Zigbee، ولن يكون كاشف حريق Wi-Fi مرئيًا عبر تقنية Bluetooth، وما إلى ذلك.

لتجنب خيبة الأمل، إليك نظرة عامة على بروتوكولات المستهلك الرئيسية المتوفرة في السوق.

ما هي الموجة Z؟

نجم التشغيل الآلي للمنزل. ينقل بروتوكول الاتصالات الراديوية منخفض الطاقة هذا على تردد 868.4 ميجا هرتز ويسمح للوحدات المتوافقة بتبادل المعلومات بشكل آمن. يسمح لك بإدارة ما يصل إلى 232 جهازًا مختلفًا، عبر وحدة تحكم (صندوق التشغيل الآلي للمنزل)، سواء حساسات فتح الأبواب أو النوافذ، أجهزة الكشف (تسربات المياه، الحركات، الحريق)، المقابس المتصلة، آليات الشتر، توقف مدخل المياه، إلخ.

تم تطوير Z-wave بواسطة Dane Zen-Sys، وهو الآن مملوك لشركة Silicon Labs في تكساس، وكان حتى عام 2019 بروتوكولًا مخصصًا، تم اعتماده بالفعل من قبل أكثر من 700 مصنع للمنتجات المتصلة حول العالم، مجمعة ضمن تحالف Z-wave. وهذا يضمن أن منتج Z-wave المختوم سيجد مكانه في نظام التشغيل الآلي للمنزل الخاص بك، مهما كانت علامته التجارية (على الرغم من أنه من المستحيل استخدام الوحدات المشتراة في الولايات المتحدة الأمريكية أو اليابان، حيث أن تردد الإشارة مختلف).

إحدى الخصائص الرئيسية لـ Z-wave هي أنها تعمل على مبدأ الشبكة المتداخلة (أو "شبكة شبكية"). تعمل كل عقدة، بشرط أن يتم تغذيتها بالكهرباء، كمكرر، مما يسمح بزيادة مسافة إرسال الإشارة تلقائيًا. وبالتالي فإن كل وحدة إضافية ستزيد من نطاق الشبكة. ثنائية الاتجاه، تسمح الموجة Z لكل وحدة بإجراء تعليقات الحالة، وهذا يعني أننا نعرف ما إذا كان المصباح الذي أضاءناه للتو "ON" بالفعل، أم أن الغالق الكهربائي منخفض، والباب مغلق، وما إلى ذلك.

سهل الاستخدام، ولكن لا يخلو من اهتمام المصلحين الذين يمكنهم تخصيص الوحدات حسب الرغبة، Z-wave هو ما يسمى ببروتوكول المسافة المتوسطة. يمكنه نقل البيانات حتى 30 مترًا في الداخل و100 مترًا في الخارج. قبل كل شيء، فهي تستهلك القليل من الطاقة، ومعدل البيانات منخفض (يصل إلى 100 كيلوبت/ثانية) وتنتقل الإشارة بين عقد الشبكة المعشقة للوصول إلى وجهتها، الأمر الذي يتطلب بالتالي القليل من طاقة الإرسال (والطاقة).

وأخيرًا، يتوفر البروتوكول مباشرة في صناديق التشغيل الآلي للمنزل مثل Home Center 3 من Fibaro، أو Eedomus من Connected Object أو ZipaTile المذهل من Ziapto، فيالدونجلUSB الموجود في Somfy TaHoma أو عبر البرنامجمفتوح المصدرJeedom لمزيد من المغامرة. من الواضح أن Z-wave متوافق مع Google Home وAlexa (عبر صناديق التشغيل الآلي للمنزل).

ما هو زيجبي؟

زيجبي أو البروتوكول الصاعد. مثل Z-wave، Zigbee هو بروتوكول راديو منخفض الطاقة يسمح بإنشاء شبكة شبكية واتصال ثنائي الاتجاه للوحدات وتوفير تعليقات الحالة. ولكن على عكس Z-wave، فإنه ينقل على تردد 2.4 جيجا هرتز وكذلك على تردد 868.4 ميجا هرتز ويسمح بنقل عدد أكبر من البيانات بمعدل 250 كيلوبت / ثانية. بروتوكول قصير المدى، ينقل Zigbee مسافة 20 مترًا فقط، مما قد يحد من بعض الاستخدامات الخارجية. أسهل في الاستخدام من منافسه المباشر، فهو يسمح لك بربط 65000 جهاز (مقارنة بـ 232 لجهاز Z-wave)، وهو ما لا يحدث أبدًا في الحياة الواقعية. وكما كان الحال من قبل، تستهلك وحدات زيجبي القليل من الطاقة ويمكن لبعض الأجهزة التي تعمل بالبطارية أن تعمل لسنوات.

بروتوكولمفتوح المصدريتم مراقبة Zigbee بواسطة Zibgee Alliance، وهو مجاني للاستخدام من قبل أي شخص يرغب (ويحترم المواصفات). وقائمة الحلول التي تستخدمها مثيرة للإعجاب للغاية:سيجنيفاي (شركة فيليبس هيو سابقًا)، ايكيا (مجموعة Trådfri)،أمازون(ايكو بلس الجيل الثاني،عرض 2وآخروناستوديو) ، Xiaomi (مجموعة Aqara)، Legrand (Céliane بواسطة Netatmo).

النتيجة الطبيعية لاستخدام بروتوكول مفتوح: كل مصنع حر في إجراء التعديلات التي يراها ضرورية لتشغيل منتجه بشكل سليم، مما يؤدي إلى أن الجهاز الموقع من Zigbee قد لا يكون متوافقًا مع جهاز أو وحدة تحكم Zigbee أخرى. من الأفضل التحقق من التوافق قبل شراء الحل. أو استخدم مكثفًا قادرًا على التعرف على هذه المنتجات المختلفة.

ما هو 433 ميغاهيرتز؟

رائد بروتوكولات التشغيل الآلي للمنزل وإن كان الحديث عن التردد 433 ميجا هرتز أكثر دقة من البروتوكول. دون أن نعرف ذلك، قمنا جميعًا بتثبيت التشغيل الآلي للمنزل بفضل التردد 433 ميجاهرتز. بالطبع، لم نتمكن من التحكم به باستخدام هاتف ذكي، ولم نتمكن من التحدث إليه، لكنه كان هناك، حولنا: مصاريع دوارة، ومحطات الأرصاد الجوية في أوريغون، وفتحات أبواب الجراج الآلية... 433 ميجا هرتز في كل مكان.

متوافق تمامًا مع صناديق التشغيل الآلي للمنزل الحديثة عن طريق إضافة دونجل RFplayer عبر USB، والذي سوف "يفك تشفير" التردد، 433 ميجاهرتز هو تردد واسع الانتشار بشكل خاص. مهما كان الاستخدام، هناك وحدة من شأنها أن تلبي الحاجة، سواء كان ذلك مسبارًا لدرجة الحرارة، أو جهاز تحكم في الغالق، أو جهاز تحكم عن بعد، وما إلى ذلك. تكون الأجهزة الطرفية عمومًا أقل تكلفة من نظيراتها ذات بروتوكولات مختلفة وأكثر قوة (ولكنها أقل جماليًا ناجح).

الوجه الآخر للعملة هو أن أمان تبادل البيانات الخاص بها غائب وننصح بعدم القيام بذلك في مجال أمن السكن. ومع ذلك يظل حلاً إضافيًا بنسبة استخدام/سعر لا تقبل المنافسة.

ما هي خدمة الواي فاي؟

على الورق، تتمتع شبكة Wi-Fi بمزايا فقط. وهو البروتوكول الذي يعرفه ويستخدمه العالم أجمع، فهو يسمح بالنقل السريع لكمية كبيرة من البيانات بشكل خاصفي الإصدار 6…ولكنها كثيفة استهلاك الطاقة قدر الإمكان. عندما يكون الجهاز متصلاً بوحدة تحكم التشغيل الآلي للمنزل، سواء كان جهاز Z-wave أو HomePod، يجب أن يكون مستيقظًا دائمًا حتى يتمكن من الإبلاغ عن معلومات حول حالته. وهذا يستبعد بشكل فعال العديد من الوحدات داخل الشبكة.

لذلك، لا يمكن اعتبار شبكة Wi-Fi بروتوكولًا مثاليًا في التشغيل الآلي للمنزل، بل سيتحول استخدامه بدلاً من ذلك إلى الكائنات المتصلة التي تتطلب طاقة مستمرة. نحن نفكر بشكل خاص في العلبةعش الصوتوالذي بدوره سيتحكم في عناصر الشبكة عن طريق الصوت، فيمنظمات الحرارة الذكيةوالكاميرات وأجراس أبواب الفيديو ومفاتيح الغالق... هناك العديد من الكائنات المتصلة التي يمكن دمجها في نظام التشغيل الآلي للمنزل، بشرط بالطبع ألا يكون النطاق 2.4 جيجا هرتز لشبكتك محملاً فوق طاقته.

وإذا كان هناك سبب آخر لعدم الاستسلام لأتمتة المنزل عبر شبكة Wi-Fi بنسبة 100%، فتخيل اليوم الذي تغير فيه صندوق مزود خدمة الإنترنت الخاص بك ويتعين عليك إعادة ربط أجهزتك الخمسين واحدًا تلو الآخر. ساعات من المرح المقبلة.

ما هو البلوتوث؟

عالمي تقريبًا، ويستخدمه أيضًا جزء كبير من البشرية يوميًا، وهو الاستخدامبلوتوثفي بيئة التشغيل الآلي للمنزل تشبه شبكة Wi-Fi، سهلة التكوين، ومعترف بها من قبل جميع الهواتف الذكية، ولكنها غير قادرة على تحمل مسؤولية النظام الكامل.

محدودة المسافة، وتتطلب القرب الشديد، وأجهزة التشغيل الآلي للمنزل المتصلة عبر البلوتوث (فرشاة الأسنان،توازن، المصابيح، المقابس، أجهزة الاستشعار، وما إلى ذلك) لا يمكنها التواصل مع بعضها البعض، مما يستثني بناء شبكة أتمتة منزلية مركزية. ولكن، نظرًا لوجود "لكن" دائمًا، هناك استثناءات، وأبرزها بالطبع هو HomeKit، الذي طورته شركة Apple. باستخدام تقنية Bluetooth منخفضة الطاقة (BLE)، وهي طاقة أقل بعشر مرات من تقنية Bluetooth العادية، فهي تسمح لك بتجميع الوحدات المتوافقة مع HomeKit (وهذه فقط) داخل لوحة المعلومات التي ستسمح بإنشاء سيناريوهات وتفاعلات بين الأجهزة.

لكن البلوتوث لم يقل كلمته الأخيرة: نحن ننتظر تعميم المنتجات التي تستخدم شبكة البلوتوث الحديثة، التي تنشئ شبكة شبكية، لنشهد إنشاء حلول أتمتة منزلية تعمل بتقنية البلوتوث بنسبة 100٪.

ما هو المحيط؟

بروتوكول راديو آخر منخفض الاستهلاك على تردد 868.4 ميجا هرتز، يتمتع enOcean بميزة لا تقدر بثمن، خاصة في هذا العصر عندما نتطلع إلى أن نكون أكثر كفاءة في استخدام الطاقة: وحداته خالية من البطاريات والأسلاك. ومن الناحية العملية، فإن وحدات enOcean متحركة بالكامل ويمكن أن تتحرك حسب الرغبة، بما في ذلك المفاتيح الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، فإن أولئك الذين لديهم العديد من أجهزة الاستشعار التي تعمل بالبطارية في المنزل يعرفون القلق من الأعطال والبحث عن البطارية المناسبة، والتي بالطبع لا تباع إلا في المتاجر المتخصصة. لا مزيد من المتاعب مع البطاريات. من وجهة نظر بيئية، هنا توفير للموارد وتقليل مصدر التلوث. وبالتالي يتم تشغيل أجهزة enOcean عن طريق استعادة الطاقة، سواء من الطاقة الشمسية، أو الطاقة الميكانيكية المتولدة عند الضغط على المفتاح أو حتى اختلاف درجات الحرارة.

إذا كانت هذه الوحدات مكتفية ذاتيا من خلال تخزين الطاقة اللازمة لتشغيلها ولا تحتاج إلى أي صيانة، فإن لها صفات أخرى، ولكن للأسف بعض العيوب. على الجانب الإيجابي، يبلغ مدى enOcean 30 مترًا في الداخل، و300 مترًا في الخارج، ولا تحتوي الأجهزة الطرفية بالضرورة على صندوق أتمتة منزلي يمكن التحكم فيه - يمكنك جعل Eedomus أو Tahoma من Somfy متوافقين عن طريق إضافةدونجلUSB أو ابحث عن البروتوكول المدمج مباشرة في صندوق Leroy Merlin Enki. حتى أنها يمكن أن تكون بمثابة أجهزة إعادة إرسال لشبكة Wi-Fi. على الجانب السلبي، لا يتم تنفيذ تعليقات الحالة على جميع الأجهزة، الأمر الذي قد يكون مزعجًا على بعض أجهزة الاستشعار المتعلقة بالأمان أو في حالة التحكم عن بعد (هل أغلقت هذا الغالق؟). تكون الوحدات بشكل عام أكثر تكلفة من نظيراتها من البروتوكولات المختلفة وتتطلب أساسيات جيدة في التشغيل الآلي للمنزل.

ما هي الشريحة (المنزل المتصل عبر IP)؟

تم الإعلان عن بروتوكول البروتوكولات لعام 2021. إذا كانت أتمتة منزل المستهلك متاحة اليوم على أنظمة بيئية مختلفة، فإن Chip (المنزل المتصل عبر IP)، يهدف إلى تمكين قابلية التشغيل البيني للكائنات المتصلة غير المتوافقة سابقًا. نتيجة للتعاون بين ما يقرب من 150 شركة في هذا القطاع، في المقام الأول Samsung وGoogle وApple وIkea وHuawei وComcast وLegrand وSignify، انضم أيضًا إلى هذا المعيار الجديد تحالف Zigbee Alliance وSilicon Labs (صاحب حقوق Z- موجة)، علامة على أن إضفاء الطابع الديمقراطي وتعميم أتمتة المنزل أمر ممكن في المستقبل القريب.

معقدة، تتضمن الشريحة العديد من العناصر الأساسية، بما في ذلك Wi-Fi وEthernet وBluetooth منخفضة الطاقة وThread، وهو بروتوكول جديد يسمح بإنشاء شبكة شبكية منخفضة الاستهلاك مثل Zigbee. إذا توصل أكبر اللاعبين في مجال الاتصالات وتكنولوجيا المعلومات إلى هذا البروتوكول النهائي، فقد يتعطل مستقبل المعايير التاريخية، ولكن يمكن تبسيط حياة المستخدمين. لا حاجة للاختيار بعد الآن. على الرغم من أنه سيستغرق الأمر بضع سنوات قبل أن نتمكن من الاستفادة من مجموعة واسعة من ملحقات Chip، فقد حققت Apple للتو إنجازًا أوليًا مع منتجها الجديدهوم بود ميني، قادر على التحكم في لمبة الأوراق.

خطوة أولى نحو التشغيل الآلي الشامل للمنزل والتي تعود إلى السؤال الوجودي النهائي الذي يطرحه كل مشتري لمنتجات التكنولوجيا الفائقة: هل من الملح انتظار الجيل القادم؟

ما هو البروتوكول الذي يجب أن تختاره لمنزلك المتصل؟

هل بروتوكولات الاتصال المستخدمة في مجمع التشغيل الآلي للمنزل؟ ربما على الورق، لكن على أرض الواقع ليس كذلك. إن فهمها يعني أولاً أن تكون قادرًا على التنقل في مجموعة المنتجات المتوفرة في السوق، وقبل كل شيء، عدم ارتكاب الأخطاء
توافق المشغل أو المستشعر مع النظام الذي تمتلكه أو تخطط للحصول عليه. كما هو الحال دائمًا، فإن الشيء المهم ليس البروتوكول بقدر ما هو الاستخدام الذي ستحصل عليه من التثبيت الخاص بك ورغباتك.

للتبسيط، لا توجد أتمتة عالمية للمنزل، وبالتأكيد لن تكون موجودة أبدًا. ولكن يمكننا الاقتراب وتجنب الصداع الذري من خلال اختيار صندوق أتمتة منزلي متعدد البروتوكولات، أو على الأقل قابل للتطوير، والذي سيسمح لك بالتنقل بين Z-wave وZigbee وenOcean وWi-Fi وربما حتى Homekit. لكن هذه قصة أخرى.