Leggi prima questo e ti promettiamo che nel prossimo articolo inizierà anche la costruzione della casa intelligente!

Al giorno d'oggi, il Danubio può essere bloccato con sistemi di casa intelligente. La cosa buona di questo è che i prezzi sono stati abbastanza scomposti, e la cosa negativa è che possiamo facilmente incappare in un vicolo cieco scegliendo prodotti da un produttore che scompare dal mercato in 1-2 anni, e ci rimane un sistema completo che non è o è solo molto difficile da sviluppare. .

Xiaomi sembra essere una buona scelta in questo senso, in quanto il produttore cinese è in un periodo di abbondanza che, se continuerà al livello degli ultimi anni, non scomparirà ma spazzerà via i mercati ovunque dall'America all'Australia.

In questo articolo, riassumiamo brevemente cosa significa una casa intelligente, quali sono i vantaggi di costruirne una e per quali compiti la maggior parte delle persone la usa. Ma d'altra parte, puoi anche leggere qualcosa sulle tecnologie che gestiscono le case intelligenti, come una sorta di base, in modo che se vedi parole come Zigbee, non devi battere ciglio.

Introduzione, o cos'è una casa intelligente

Le case intelligenti non sono invenzioni di oggi. Ai vecchi tempi, tali sistemi esistevano decenni fa, tuttavia, erano piuttosto lontani da quelle che oggi chiamiamo case intelligenti. Il tema, precedentemente noto come automazione degli edifici, ha prodotto alcune automazioni con molti relè, telecomandi a infrarossi e sensori. Rispetto a questi, i sistemi odierni mostrano scarsi miglioramenti per l'osservatore esterno, almeno in termini di funzionamento, in quanto accendono le luci, spostano le tapparelle, impostano l'aria condizionata, attivano l'allarme se una persona non autorizzata entra nella stanza o, per esempio, scoppia un incendio. Sebbene l'operazione non sia cambiata molto in questo modo, la tecnologia alla base è stata completamente sostituita.

Cominciamo da lì con il fatto che costruire una casa intelligente oggi farà parte di un reggimento di un vecchio sistema. Questo non solo perché i dispositivi stessi sono diventati più economici, ma anche perché, grazie allo sviluppo della tecnologia, sostanzialmente tutti i componenti sono in grado di funzionare senza alimentazione esterna e persino senza cablaggio. Per questo motivo, la costruzione è stata estremamente semplificata e, ovviamente, economica. Nei sistemi wireless odierni, la progettazione di connessioni logistiche tra i dispositivi è una sfida molto più grande della creazione di una rete fisica.

Trovo importante notare che molti sistemi professionali producono ancora energia, il che è ancora più complicato di un sistema tradizionale a 220 in quanto qui lavoriamo con una bassa tensione di 5 volt, che richiede 220 (più precisamente 230) corrente alternata 5 è stato convertito a corrente continua. In questo caso, possiamo lavorare con un convertitore per stanza o appartamento, oppure possiamo eseguire la conversione per ogni elemento del sistema di casa intelligente. Quest'ultima soluzione è opportuna laddove, ad esempio, gli interruttori convenzionali vengono sostituiti da interruttori intelligenti, perché il cablaggio del 220 è già fornito.

Per cosa utilizziamo i sistemi di casa intelligente?

Si spera che alla fine dell'articolo vedrai che la progettazione di ecosistemi domestici intelligenti in termini di relazioni logistiche, ovvero un componente di una casa intelligente che risponde a un altro componente, è limitato solo dalla nostra immaginazione o, nel peggiore dei casi caso, dalla soluzione software dietro l'hardware utilizzato. I campi di applicazione sono così ampi che non ci penseremmo nemmeno.

Per cosa la maggior parte delle persone usa i sistemi di casa intelligente? Naturalmente, esistono sondaggi anche in quest'area, quindi sappiamo per certo che la maggior parte delle persone utilizza tali sistemi principalmente per compiti di sicurezza. Ciò non sorprende, poiché, come avrai letto sopra, le soluzioni utilizzate oggi sono wireless e non richiedono nemmeno alimentazione per Xiaomi e molti altri sistemi. Per questo motivo possiamo realizzare in pochi secondi e a costi contenuti sistemi completi, che includono anche sensori di apertura di porte e finestre, sensori di movimento e telecamere. Quest'ultimo, ovviamente, richiede un alimentatore, motivo per cui potete leggere nei dettagli della tecnologia.

Questi sistemi domestici che costruiamo differiscono da un tradizionale monitoraggio remoto in questo momento, in quanto una squadra di pattuglia è in standby presso quest'ultimo e si spostano nella proprietà in caso di allarme. Nel nostro caso, tuttavia, possiamo monitorare l'appartamento in diretta tramite telecamere e possiamo persino registrare gli eventi nell'appartamento manualmente o automaticamente. Il sistema può inviare un allarme al nostro telefono in tempo reale, senza ritardi, così possiamo allertare la polizia o, se necessario, il vicino.

La seconda area più comune è il controllo della temperatura e le relative funzioni di schermatura. Il terzo è il controllo dell'illuminazione e il quarto è multimediale.

La mia esperienza mostra che la maggior parte delle persone sente l'odore della luce con la tecnologia della casa intelligente, semplicemente perché gli smartphone sono economici, non richiedono alcun altro dispositivo da utilizzare sul proprio telefono o sul software in esecuzione su di esso.

Nozioni di base sulla tecnologia

In questo capitolo, discutiamo le tecnologie, in particolare le tecnologie wireless, necessarie per costruire una moderna casa intelligente. Penso che sia importante parlare di queste poche parole, ma se tu, caro lettore, non sei curioso, puoi tranquillamente saltare questo, perché per i sistemi Xiaomi, ad esempio, è sufficiente essere a conoscenza delle impostazioni del software, non Non c'è bisogno di capire la tecnologia. Tuttavia, se sei un po' tecnico, continua l'articolo con il paragrafo successivo.

Tecnologie wireless

Ricordo che nei primi anni 2000, quando apparvero i primi dispositivi WiFi ad un prezzo accessibile, ci volle una seria preparazione ed esperienza per mettere insieme un sistema ben funzionante. La larghezza di banda era stretta e la potenza del segnale era ridicolmente debole. Certo, ora parliamo di dispositivi domestici, i primi router, AP. Oltre al Wifi, in seguito è emersa una seconda tecnologia wireless, il Bluetooth. Le due tecnologie avevano in comune il wireless, ma l'area di utilizzo differiva notevolmente a causa della tecnologia. Mentre nel primo caso abbiamo fornito la connessione tra le reti informatiche e i nostri dispositivi, nel secondo, ad esempio, abbiamo creato la possibilità di trasferimento dei dati tra il nostro dispositivo mobile e il computer.

Da allora, sia il Bluetooth che il WiFi, ovvero dispositivi basati sulla famiglia di standard IEEE 802.11, si sono evoluti. Il primo è stato in grado di gestire più connessioni in parallelo con maggiore larghezza di banda, e il secondo offre sempre più banda, ora, grazie ai sistemi multi-antenna, sfruttando le possibilità offerte dai segnali riflessi.

Tuttavia, questi due metodi, standard o metodi non sono diventati adatti per costruire un sistema di casa intelligente wireless con il loro aiuto. Non c'è niente di sbagliato in una larghezza di banda ridotta o in una connessione lenta. I tre problemi principali sono la progettazione della topologia di rete, la corretta allocazione delle risorse di rete e il problema dell'alimentazione.

Il Bluetooth è rimasto una connessione PAN che ci permette di stabilire una connessione privata e, ad esempio, di trasmettere l'audio dal nostro telefono alle nostre cuffie, mentre il WiFi è ancora un dispositivo per creare reti di computer. I dispositivi per la casa intelligente funzionano in modi fondamentalmente diversi, hanno aspettative diverse quando si tratta di connettività dati.

Abbiamo due importanti aspettative per le case intelligenti. Uno è essere in grado di organizzare il maggior numero possibile di dispositivi in ​​una rete, l'altro è ridurre al minimo il consumo di energia. La prima condizione non è soddisfatta per Bluetooth e la seconda condizione per WiFi, quindi queste procedure possono essere scartate nella maggior parte dei casi. Lo scrivo nella maggior parte dei casi, perché come puoi vedere, il WiFi avrà una ragion d'essere in determinate aree.

Quindi era necessario creare uno standard che fornisse connettività wireless, gestisse molti dispositivi e un basso consumo energetico. Attualmente sono disponibili due metodi per questo, Z-Wave e Zigbee. Conosciamo quest'ultimo perché lo incontriamo con il sistema Xiaomi.

Tecnologia Zigbee

La tecnologia Zigbee è stata sviluppata da 35 aziende, grandi nomi come Motorola, Honeywell o Philips, che stanno lavorando insieme per sviluppare la tecnologia in un'organizzazione chiamata Zigbee Alliance.

Sulla base di quanto sopra, la tecnologia Zigbee è una tecnologia che consente il collegamento di molti componenti, in cui un'elevata larghezza di banda è molto meno importante rispetto all'alimentazione dei componenti con la minor quantità di energia possibile. Come il WiFi, Zigbee è stato standardizzato e lo standard completo è stato contrassegnato come 802.15.4.

Le reti Zigbee, come il WiFi tradizionale, utilizzano la banda a 2,4 GHz per la comunicazione, ma la somiglianza qui praticamente finisce qui. Ad esempio, nel caso del WiFi, creiamo una rete centralizzata dove la larghezza di banda del router è condivisa tra i dispositivi ad esso collegati. Zigbee, d'altra parte, crea una rete mesh organizzata in una topologia a stella, all'interno della quale possiamo persino stabilire connessioni peer-to-peer virtuali tra i nodi della rete. Devi semplicemente pensare a una rete mesh come a un WiFi a cui più dispositivi colleghi, più forte sarà. Nel caso delle mesh, i dispositivi non condividono la banda disponibile, anzi, sostanzialmente tutti i dispositivi connessi alla rete amplificano ulteriormente il segnale. È possibile costruire un massimo di 255 nodi di rete attorno all'unità centrale nella rete Zigbee. Questa unità centrale è chiamata gateway tra i dispositivi Xiaomi.

L'enorme svantaggio di Zigbee tramite WiFi sarebbe la larghezza di banda se Zigbee ne avesse bisogno. Per fortuna no, perché le case intelligenti non richiedono una connessione permanente tra gli elementi del sistema, o quantomeno nessun flusso di dati in rete continua, e anche i pacchetti di dati sono piccoli.

Sulla rete Zigbee si possono distinguere due dispositivi tipici in termini di traffico di rete. Uno sono le unità che funzionano a intervalli irregolari, come gli interruttori, che stabiliscono una connessione con l'unità centrale solo quando devono inviare un impulso. L'altro gruppo importante sono i dispositivi che gestiscono il traffico periodico, tipicamente i vari sensori che la centrale interroga.

Naturalmente esiste anche un terzo gruppo, che ovviamente non è un gruppo in quanto contiene solo l'unità centrale. Questa è l'anima della rete. Questa unità deve avere un'alimentazione costante e una capacità di calcolo adeguata per gestire l'intera rete, fino a 255 nodi di rete e i dati che trasmettono, e la crittografia AES appropriata.

Dispositivi Wi-Fi

Per Xiaomi, e ovviamente per altri sistemi di casa intelligente, troviamo anche dispositivi che utilizzano una connessione WiFi tradizionale. Queste unità centrali, il Gateway, che raggiunge anche la nostra rete di computer, il router, devono essere raggiunte - perché farlo un po' più tardi - e i dispositivi che necessitano comunque di un'alimentazione costante, come le lampade. Per i secondi, poiché l'alimentazione è continua, il WiFi è la soluzione più semplice ed economica, e per i primi è importante che il traffico verso il router richieda anche un'elevata larghezza di banda grazie, ad esempio, alla radio Internet integrata.

Nel caso di un'unità centrale, anche la larghezza di banda è particolarmente importante perché, per impostazione predefinita, tutti i nostri dispositivi intelligenti comunicano con il nostro telefono tramite il servizio cloud di Xiaomi. Grazie a questo possiamo accedere da remoto ai dispositivi smart delle case, accendere o spegnere il condizionatore, avviare il robot aspirapolvere, o anche accendere le luci durante le vacanze per farci sentire come se fossimo a casa.

Riassumiamo la tecnologia!

L'ecosistema della casa intelligente Xiaomi è composto da due parti. Dalla topologia a stella, Zigbee, che crea una rete mesh, e la tradizionale rete WiFi. I primi dispositivi funzionano senza fili e alimentazione esterna, l'alimentazione è fornita da una batteria a bottone, che nell'utilizzo medio può durare la metà o anche due anni senza sostituzione. Questi ultimi richiedono un gruppo di continuità dalla rete 220 come un normale dispositivo WiFi.

Al centro della rete c'è il Gateway, che dispone anche di connessioni WiFi e Zigbee. Questo comunica, ad esempio, con interruttori e sensori sullo Zigbee e, ad esempio, con apparecchi di illuminazione e connettori intelligenti su reti WiFi. Tra dispositivi, siano essi Zigbee o dispositivi WiFi, è possibile stabilire anche connessioni peer to peer virtuali.

Esempi di come funzionano i dispositivi domestici intelligenti home

Sebbene manterrò gli esempi pratici reali per le seguenti parti della serie, citerò alcuni esempi qui.

Coloro che non conoscono la tecnologia della casa intelligente sono i primi ad acquistare dispositivi WiFi per la prima volta. Questo perché non necessitano di un'unità centrale per utilizzarli, basta un telefono che utilizzi la smart home di Xiaomi. Forse sorprendente, ma anche con questi possono essere costruiti sistemi abbastanza seri. Luci intelligenti e connettori intelligenti, come il controllo dell'aria condizionata, funzionano su WiFi, ma anche l'unità a infrarossi, con la quale sostanzialmente tutti i dispositivi controllabili a infrarossi tradizionali possono essere integrati nel sistema di casa intelligente.

Coloro che sono soddisfatti di questi strumenti quasi sicuramente amplieranno in seguito il loro sistema con gli strumenti Zigbee. Possono essere utilizzati per accendere direttamente le luci o controllare le telecamere di sicurezza, ad esempio.

Come potresti aver letto sopra, puoi creare connessioni peer to peer tra Zigbee, ma anche tra dispositivi che si trovano su Zigbee e reti WiFi. In pratica ciò significa che, ad esempio, il collegamento tra il sensore di apertura della finestra e il purificatore d'aria può essere impostato per arrestare il purificatore d'aria all'apertura della finestra. Inoltre, naturalmente, vengono mantenute le altre funzioni impostate del sensore di apertura finestra, come quelle relative al sistema di sicurezza. Puoi iniziare a registrare la telecamera di sicurezza, inviare un allarme al tuo telefono.

Ci sono anche molte funzioni che possono essere impostate per le luci intelligenti. Possono rispondere alla musica nella stanza, accenderla automaticamente quando dobbiamo alzarci la mattina o cambiarne la luminosità quando arriva una chiamata sul nostro telefono. Allo stesso modo, non sarà più un problema chiamarci mentre si guarda la TV, poiché la TV si disattiverà automaticamente quando arriva una chiamata.

L'aria condizionata si spegne quando apriamo la finestra, o si accende in estate quando usciamo di casa dal nostro posto di lavoro, così quando torneremo a casa saremo accolti da un clima piacevole.

Queste funzionalità possono sembrare complicate, ma entro la fine della serie vedrai che possiamo costruire il sistema quasi con pochi centesimi, passo dopo passo, senza mettere a dura prova i nostri portafogli. Forse non è irrilevante che un sistema di casa intelligente completo e ben funzionante possa spendere molto al prezzo della nostra casa, ma almeno rende più facile la vendita. Quindi il punto è che otteniamo una casa più confortevole, vivibile e di valore con pochi investimenti.

Nel nostro prossimo articolo, abbiamo avuto modo di conoscere Xiaomi Gateway come elemento base del sistema. Se non vuoi aspettare fino ad allora, leggi il nostro articolo sugli aspirapolvere intelligenti, le luci intelligenti e le luci intelligenti per desktop che possono essere integrate nel sistema, e prima il primo pezzo della nostra serie per la casa intelligente, The Favorite!

• 5 buoni motivi per cui potresti aver bisogno di una casa intelligente

• Spazzare, aspirare e persino lavare l'aspirapolvere robot Xiaomi Roborock S50

• Abbiamo provato anche questo: la luce intelligente per desktop Xiaomi Philips Eyecare

• Brilliamo con saggezza: test Xiaomi Yeelight con molte informazioni segrete!