Ha már meglévő házunk vagy lakásunk okosítása a cél, akkor a legtöbben jellemzően vezetéknélküli megoldásokban gondolkodunk. Bizonyára ennek az oka is nyilvánvaló: egy vezetékes okosotthon rendszer kialakítása miatt szükséges falvésés és más fizikai „rombolás” elég nagy felfordulással, kosszal és költséggel jár – ami nem utolsó sorban akár családi konfliktusba is torkollhat. Ugye ez nem hiányzik senkinek 🙂

Mi a választék?

Ha vezetéknélküli megoldásokat keresünk, akkor alapvetően négy fő lehetőséggel számolhatunk, ezek a ZigBee, a Z-Wave, a Bluetooth és a már jól ismert WiFi. Kezdjük is rögtön a végén, a WiFi-vel.

WiFi-s okosotthon megoldások

A legegyszerűbb megoldás okosotthon eszközök vezeték nélküli kommunikációjára a WiFi. A legtöbb internetkapcsolattal rendelkező otthonban van egy WiFi router, mivel az okostelefonunkkal, laptopunkkal vagy okosóránkkal azon keresztülérjük el az internetet.

A meglévő WiFi routerünk használatával anélkül biztosíthatjuk az okosotthon eszközeink távoli elérhetőségét, hogy külön gateway-t kelljen beszereznünk. Nem véletlen, hogy költséghatékonysága miatt igen kedvelt ez a fajta kommunikációs forma. Ha belépő szintű, költséghatékony és egyszerű okosotthon kialakításba kezdünk, akkor ez egy jó választás lehet.

Ennek a megoldásnak ugyanakkor van több hátránya is, első a fogyasztás: csak olyan eszközöknél használják, amelyek bevannak kötve az elektromos hálózatba (okoskonnektor, okoskapcsoló), mivel a WiFi chip-ek magas fogyasztása miatt elemmel vagy egy beépített akkumulátorral nem lehet hosszabb ideig működtetni. Ennél fogva mozgásérzékelők, nyitás- vagy egyéb érzékelők kommunikációjára nem alkalmas.

A WiFi másik nagy hátránya, hogy a kommunikációra a már elég zsúfolt 2.4GHz-es sávot használja. Hogy ez miért zsúfolt? Első körben a sok WiFi router miatt, ami ma már szinte minden háztartásban jelen van. Ez már családi házas környéken is jelentkezhet, lakótelepi vagy társasházi környezetben pedig már lassan mindennapos problémát jelent. Aztán ott van a Bluetooth és a világ egy jelentős részén a ZigBee is, amelyek szintén ebben a tartományban dolgoznak, de rázavarnak erre még a mikrohullámú sütők is.

Előnye

• költséghatékony (olcsó WiFi-s eszközök)
• nincs szükség extra gateway-re

Hátránya

• magas fogyasztás
• nem elég stabil kommunikáció a zsúfolt 2.4GHz-es frekvencián

Bluetooth

A gyakorlatilag minden telefonban megtalálható Bluetooth protokoll használata is egy lehetőség az okoseszközök közötti kommunikációra. Mivel a WiFi-vel ellentétben elég energiatakarékos, ezért ez egy jó megoldást jelenthetne, ha nem jellemezné igen rövid, mindössze öt-tíz méteres hatótáv – bár ezt a Bluetooth 4.0-val érkező BLE (Bluetooth Low Energy) igyekszik kiküszöbölni, mivel ezzel már decentralizált (másnéven mesh, erről még lesz szó a későbbiekben) hálózat is kialakítható.

Valamilyen okból azonban a Bluetooth, mint általános kommunikációs protokoll alkalmazása nem igazán terjedt el az okos eszközök körében, legalábbis nem annyira, mint a másik három itt tárgyalt megoldás. Talán egyik lehetséges oka lehet a gateway szükségessége miatti árhátrány, vagy esetleg az, hogy ez a protokoll is a 2.4GHz-es sávot használja, nem tudni.

Előnye

• alacsony fogyasztás
• relatív olcsó eszközök

Hátránya

• gateway szükséges
• ez is a 2.4GHz-es sávot használja a kommunikációra

A ZigBee protokoll

A ZigBee protokoll az előbbiekben leírt WiFi-hez hasonló megoldás (még az általuk használt frekvencia is ugyanaz: 2.4GHz), de ahhoz képest jóval alacsonyabb áramfogyasztást tesz lehetővé. A ZigBee-t 2004-ben szabványosították, az otthoni és ipari automatizálás területén széles körben elterjedt megoldás.

A ZigBee szabvány számos előnyt nyújt az IoT-alkalmazások részére. A legfontosabbak közé tartozik a megbízhatóság, a skálázhatóság és az öngyógyítás.

Megbízhatóság: a csillag topológiával ellentétben a mesh-hálózatba szervezett ZigBee eszközök akkor is tudnak kommunikálni egymással, ha a gateway meghibásodik, vagy csak még nem elérhető az eszköz hálózatba kapcsolódásakor.

Skálázhatóság: a hálózati eszközök száma gyakorlatilag korlátlan. A felhasználó akár több száz eszközt is hozzáadhat a hálózathoz anélkül, hogy a hálózat teljesítőképességét komolyan befolyásolná, vagy a technológia határait súrolná.

Öngyógyítás: a mesh-hálózat zökkenőmentesen tovább működik még akkor is, ha a hálózat központi eleme (a gateway) meghibásodik vagy elérhetetlen.

Előnye

• kifejezetten okos eszközök kommunkációjára lett kifejlesztve
• alacsony energiafogyasztás (elemről akár 1 évig üzemelő eszközök)
• hibatűrő hálózat alakítható ki (mesh)

Hátránya

• gateway-re szükség van (okosotthon rendszerre kapcsolódáshoz)
• ez is a 2.4GHz-es sávot használja a kommunikációra
• kis mértékben drágábbak az eszközök a WiFi-shez képest

Z-Wave

A Z-Wave sok mindenben hasonlít a Zigbee-hez – például mindkettőt kifejezetten az épületautomatizálási, okos otthon rendszerek területére fejlesztették ki –, tartalmazza annak előnyeit, ugyanakkor sok hátrányát kiküszöböli. A Z-Wave egyik nagy előnye, hogy olyan frekvenciasávon kommunikál, amely elkerüli a WiFi rendszerek által használt, zsúfolt területeket, ez az EU-ba szánt Z-Wave eszközökél konkrétan 868.42Mhz-et jelenti.

Ugyanúgy mesh hálózatként működik, alacsony fogyasztású eszközökkel, mint a ZigBee eszközök, viszont a 868Mhz-nek köszönhetően kevesebb környezeti zavarra számíthatunk, valamint a kisebb frekvencia miatt több falon is átmehet, tehát ez a megoldás jobb lehet, mint a Zigbee. Kompatibilitásban is erősebb, a Z-Wave szabvány ugyanis szigorúan előírja a kommunikáció módját, így az ennek megfelelő Z-Wave eszközök gyártótól függetlenül biztosan tudnak egymással kommunikálni.

Cserébe drágább is. És nem csak a gateway, de maguk az eszközök is. Ennek egyik fő oka az, hogy minden Z-Wave terméket be kell vizsgálnia a Z-Wave Alliance-nek (Z-Wave Szövetség) – amely a Z-Wave szabvány felett őrködik –, hogy biztosan képes-e kommunikálni a többi Z-Wave eszközzel. Ez a vizsgálat természetesen nem csak a frekvenciát, hanem szigorúan meghatározott követelmények széles körét fedi le. Ez kicsit megnöveli a költségeket, cserébe viszont egy gyártótól és eszköztől független stabil kommunikációt kapunk. Valamit valamiért.

Előnye

• kifejezetten okos eszközök kommunkációjára lett kifejlesztve
• alacsony energiafogyasztás (elemről akár 1 évig üzemelő eszközök)
• hibatűrő hálózat alakítható ki (mesh)
• alacsonyabb, környezeti zavaroktól kevésbé terhelt frekvenciát használ
• gyártótól független kommunikációs kompatibilitás

Hátránya

• gateway-re szükség van (okosotthon rendszerre kapcsolódáshoz)
• drágábbak az eszközök

Konklúzió

Azt kimondhatjuk: univerzális, mindenkinek megfelelő megoldás nem létezik. A konkrét igények, a helyszín, és nem utolsó sorban a rendelkezésünkre álló költségkeret függvényében kell dönteni, hogy melyiket választjuk.

Ha több lépésben szeretnénk minél több eszközünket távvezérelni és automatizálni, akkor a belépő szintű, de minőségi WiFi-s eszközök megfelelő választást jelenthetnek. WiFi-s villanykapcsolókkal, okos konnektorokkal és okos relékkel – az igényektől és a lakás méretétől függően – már 100-200 ezer forintból, akár több lépésben is felokosíthatjuk otthonunkat.

Azonban ha egy komplex otthonautomatizálási rendszert akarunk kiépíteni szenzorokkal, vezérlőközponttal és vezérelt eszközökkel, akkor javasolt mindenképpen a Zigbee vagy Z-Wave protokollt használó eszközök ill. rendszer kialakítása.