Почему Wi-Fi, а не ZigBee и что позволяет обойти попытки вендоров устроить пользователям вендор-лок?
В прошлый раз мы порассуждали, с чем нужно определиться до того, как начнется строительство умной дачи. Настало время строить, поэтому приступаем к первому этапу. Рассказывать буду о собственном опыте – превращении купленной дачи в умную. В этой серии — о том, как я выбирал протокол, почему можно обойтись без хаба и как экосистема и платформа позволяют не попасть под вендор-лок.
Предыстория
Так получилось, что в нашей семье никогда не было собственной дачи. Мы прекрасно жили без нее вплоть до весны 2020 года, когда нам стало очень обидно, что удаленку приходится проводить в пыльном городе. Поднатужившись, через некоторое время мы стали хозяевами собственного загородного дома.
В анамнезе: двухэтажный утепленный дом из бруса 150мм, площадью 65 кв. метров, 10-метровая веранда. Ровный участок 10 соток, правильной формы, на нем, помимо дома, есть хозблок и баня. Водоснабжение – из собственного колодца, при помощи насосной станции с гидроаккумулятором. Отопление печное. В дом была заведена электросеть (1 фаза, 5 кВт).
Расположено это поместье в 80 километрах от Москвы. СНТ средних размеров, 60 участков, с трех сторон окружено лесом. До ближайшего населенного пункта — 2 км. Централизованного газоснабжения нет и не предвидится. Зато электроснабжение переведено на личные расчетные счета (и это важно). Все это я рассказываю для того, чтобы было понятно, на основе чего я «строю» умную дачу.
Ответы на вопросы
Попутно я хочу ответить на некоторые комментарии к предыдущему посту. Начну вот с этого. А отвечу я на него фрагментом из своего любимого мультика.
Определения всегда спорны, даже устоявшиеся. А уж тем более такие «молодые», как «умный дом». Для меня он не равен автоматизации. Я хочу, чтобы свет в доме или полив в саду включались не тогда, когда этого захочет система, а когда это потребуется мне. Потому что я всегда и везде хочу окончательное решение принимать самостоятельно. По крайней мере – в собственном доме. А вот выполнение моих решений (но не более!) я готов доверить умным устройствам. Не исключаю, что мои потребности изменятся со временем. Когда изменятся – тогда я и подумаю об автоматизации. А пока у меня есть масса других, тоже очень интересных задач.
Что было сделано?
Первый сезон 2021 года мы потратили на то, чтобы привыкнуть к жизни на даче и сформировать для самих себя видение того, во что мы хотим ее превратить. Конечно, кое-что было сделано уже тогда.
Начал я со связи – на даче приходится не только отдыхать, но и работать. Первоначальную идею, провести в СНТ оптику, пришлось отвергнуть. Провайдеры брались сделать это за стоимость с шестью нулями, а желающих инвестировать в ШПД в поселке почти не нашлось. Зато оказалось, что сразу у двух мобильных операторов на территории СНТ есть вполне быстрые сети 4G.
Сколько-сколько?
Здесь стоит оговориться. Миллион рублей за оптику до поселка — совсем не обязательная цена вопроса. Она зависит от многих факторов: расстояние до ближайшего узла, опора для прокладки кабеля и другие. Вполне может быть, что для многих СНТ ШПД обойдется куда дешевле. З – зависть.
Опыт первый: дачный интернет
Да, в вашем СНТ может вообще отсутствовать мобильная связь. В этом случае мне остается только посочувствовать. Скорее всего, дела обстоят не так плохо и хотя бы один оператор до вашей дачи добрался. В моем случае их было два.
Лайфхак. У самих операторов большой четверки безлимит за разумные деньги найти сложно. Зато у многих из них есть партнеры – виртуальные операторы. А у них уже можно найти интересные варианты. Такой нашелся и у моего оператора, и теперь у меня есть полноценный безлимитный мобильный интернет за 400 рублей в месяц.
При помощи обычного смартфона и приложения Speedtest были проверены обе сети и выбрана та, где скорость «на вход» была выше. После этого был приобретен беспроводной роутер со слотом для сим-карты и выбран подходящий тариф.
Выбор был простым:
Во-первых, на рынке не так уж и много устройств со слотом для сим-карты (использовать «свисток» я не хотел в силу несерьезности таких устройств).
Во-вторых, я рассматривал варианты только тех производителей, которые имеют в портфеле устройства для простого строительства MESH-системы. А таких у нас на рынке по сути всего три.
В-третьих, обязательным условием было наличие мобильного приложения для удаленного управления роутером через облако. Моя жена не слишком дружит с электроникой, и простая перезагрузка роутера для нее может стать сложной задачей. А я в критический момент могут быть где-то далеко.
Наконец, техническими требованиями были два рабочих диапазона и поддержка IEEE 802.11a/n/ac в 5 ГГц (это нужно не для IoT, а для полноценного серфинга).
В результате был приобретен TP-Link Archer MR600 V3 и вместе с ним – три усилителя Wi-Fi RE200 от того же производителя. Почему не популярный Keenetic? Да просто потому, что в тот момент у этого вендора не было компактных ретрансляторов. А ASUS «проиграл» по цене.
Еще один ответ на комментарий
Отвечаю на еще один комментарий к предыдущему посту. Наверное, я оптимист, но я уверен, что количество беспроводных устройств у меня никогда не будет даже близким к сотне. Я просто хочу напомнить – у меня дача на одну семью, а не отель на 300 номеров. Я специально прикинул: а сколько гаджетов одновременно может оказаться в моей сети. И знаете, больше трех десятков не подсчитал. В любом случае, никто не помешает, если ресурсов этого роутера будет недостаточно, найти устройство помощнее. Пока мне его возможностей хватает. И я почти уверен, что будет хватать и в дальнейшем.
То же самое касается и замечаний про умные лампочки. Не думаю, что на одном дачном участке может использоваться 100 лампоче. Я подсчитал все, даже те, которые и не планируется делать умными. Получилось 19. И зачем мне управлять ими по проводам?
В комментариях, вы абсолютно правильно отметили. Я веду речь о малой (и даже частичной) автоматизации. У меня обычная дача, и я – простой обыватель, который хочет не сложностей, а чтобы работало без лишних усилий.
Я был готов приобрести и антенну, но она не потребовалась. Роутер с приемом сигнала от оператора легко справляется и самостоятельно. Вышка, к слову, находится в 2 км. от дома.
Роутер раздает интернет внутри дома и захватывает большую часть участка. Но есть места, где прием не слишком уверенный. Поэтому была построена MESH-система, роутер + два репитера. Используется для этой сети, естественно, диапазон 2,4 ГГц. Она обеспечивает на всем участке беспроводной доступ в Интернет на скорости от 20 до 40 Мбит/сек, что для серфинга, просмотра YouTube и прочих «бытовых» и рабочих нужд вполне достаточно. Хватит этого и для устройств умного дома.
Пока из трех приготовленных усилителей я использовал два. Первый стоит на первом этаже в доме (деревянные перекрытия дают о себе знать), второй подключен к розетке, которая выведена в беседку, как раз посередине участка. Думаю, что летом будет задействован и третий, чтобы покрытие было хорошим еще и в дальнем конце участка, в бане и хозблоке, – раньше потребности в сети там просто не было.
В комментариях к первому посту я видел замечания о том, что «городить» MESH сложно. Отвечаю: для меня совсем не трудно нажать один раз на две кнопки WPS. Никаких других танцев с бубном эта задача не требует.
Опыт второй: электроснабжение
Первые несколько месяцев жизни на даче показали: жалких 5 кВт мощности категорически не хватает для того, чтобы обеспечить все потребности в электричестве. У меня постоянно используются насосная станция, два водонагревателя, электроплита, чайник, а иногда хочется включить обогреватель. Кроме того, совсем не вызывал доверия старинный распределительный щит. Посему второй в очереди, но первой по важности задачей стало получение «от столба» полноценных 15 кВт.
Но сначала нужно было заменить внутреннюю проводку. Она была проложена заново. Отдельные линии были организованы для освещения, розеток на 1 и 2 этажах в доме, каждой из розеток на кухне (здесь у всех приборов отменный аппетит), 4 линии, выходящие на участок. Всего получилось 13 силовых линий.
В конце первого сезона через Россети была увеличена мощность линии электроснабжения. Теперь на участок заходит 3 фазы и 15 кВт мощности. При их подключении был заменен и распределительный щит.
Я не описываю подробно эту часть строительства умной дачи, но секрета тут никакого нет. Если интересно, какую схему щита я придумал, какие кабели и как прокладывал или как грамотно оформить заявку на увеличение мощности в Россети – пишите в комментариях. Напишу про эту историю отдельно, а данную статью не хотелось бы перегружать новыми подробностями.
Получилось длинное описание-вступление, но оно необходимо, потому что потом я буду рассказывать, что, как и почему я применял для того, чтобы сделать дачу умной. И инфраструктура здесь играет важнейшее значение.
С чего начать Умную дачу
На самом деле первый элемент умной дачи появился у нас, как только я решил проблему с интернетом. От улицы участок отделяла покосившаяся сетка-рабица, и я решил поставить для контроля обычную облачную камеру. Наблюдать за тем, что происходит, было прикольно. А через несколько дней один из соседей мне сказал, что теперь на мой участок лезть побоятся, потому что «камера отпугивает даже комаров». И я стал думать о том, что было бы неплохо, для начала, наладить полноценное видеонаблюдение, потом контролировать протечки воды, а зимой – включать отопление перед тем, как выехать на дачу. Поэтому первой задачей стал выбор протокола для умной дачи.
Протоколы умного дома
Использование проводов я отверг сразу. Почему – написано во вводном посте, повторяться не стану (хотя, повторился, чуть выше). Поэтому рассматривалось только беспроводное подключение с максимальным использованием облачных сервисов, чтобы не перегружать дачу дополнительными проводами.
Собственно говоря, выбор не так уж и велик. Протоколов с беспроводной связью всего четыре – Bluetooth, Z-Wave, ZigBee и Wi-Fi.
Bluetooth (а вернее BLE, Bluetooth Low Energy) отпал почти сразу же – по причине крайне малого числа устройств, которые его поддерживают. К тому же у меня достаточно большой участок, а дальность Bluetooth весьма ограничена. MESH-сеть BLE-устройства тоже поддерживают далеко не всегда.
Z-Wave хорош тем, что разрабатывался специально для домашних IoT-устройств и обеспечивает совместимость продуктов множества разных вендоров. Но стоят такие устройства очень дорого (например, за обычную светодиодную лампочку просят 4000 рублей), а выбор из в России не так широк. Поэтому Z-Wave тоже не подошел.
А вот выбор между ZigBee и Wi-Fi был непростым...ZigBee хорош тем, что в нем работает масса устройств, продающихся у нас в стране. Стоят они, при этом, реальных денег. Протокол поддерживает ячеистую сеть, а значит датчики могут спокойно и без лишних усилий управлять друг другом. Но вот беда: для их работы требуется дополнительное устройство, хаб. И при этом его наличие совсем не гарантирует совместимости устройств разных марок. Вендоры, как известно, очень хотят устроить пользователю вендор-лок, а мне очень хотелось избежать его. И из-за возможно высокой стоимости устройств, и из-за вредной привычки разных компаний вдруг увеличивать стоимость подписки на свои сервисы (или вообще блокировать доступ). Ну и не слишком стабильных поставках на наш рынок тоже не стоит забывать.
Смущало в ZigBee и то обстоятельство, что этот протокол используют различные датчики, а вот многие другие умные устройства вполне обходятся без него, взаимодействуя при помощи обычного Wi-Fi. Поэтому выбор в конце концов был сделан в пользу обычной беспроводной сетки.
К слову, о ZigBee...
Было и одно личное обстоятельство. Дело в том, что мои домашние привыкли к «Алисе» и активно ее используют. А вот с ZigBee она не слишком дружит. Вернее, поддержка этого протокола заявлена только у «Станции 2». Которой у меня как раз нет (есть только «Мини» и «Макс»).
Чем хорош Wi-Fi как протокол умного дома…
Беспроводные сети стандарта IEEE 802.11, как известно, используют типологию «звезды» – все устройства в них используют единую точку входа. При этом в одной сети могут работать больше двух сотен устройств, что достаточно не просто для умной дачи, а целого умного поместья.
Построить ячеистую сеть тоже не составляет труда – в продаже имеются даже готовые наборы устройств, которые достаточно подключить к электросети и настроить при помощи нажатия пары кнопок.
…и чем плох
Единая центральная точка для всех устройств, конечно, становится, и самым уязвимым местом системы. В случае отказа роутера вся сеть станет неработоспособной. Но эта проблема решается тщательным выбором надежного роутера, которых на рынке более чем достаточно. Работают они в режиме 24/7 годами и оснований для беспокойства в последние несколько лет не дают.
Есть у Wi-Fi еще один недостаток. Как известно, в IEEE 802.11 определяются только два уровня стека сетевых протоколов OSI, -- канальный и физический. Их более чем достаточно для того, чтобы в этих сетях работали такие устройства, как ноутбуки, смартфоны и даже телевизоры. Но для датчиков, тем более, которые находятся в иерархической связи, часто требуется и прикладной уровень (Application Layer). А он в IEEE 802.11 стандартизирован слабо, что может стать серьезной проблемой и ограничением для устройств разных производителей.
Зато центр «звездочки» избавляет от необходимости приобретения дополнительного устройства – хаба. Кстати, хаб точно так же, как и беспроводной маршрутизатор, может стать «слабым звеном» в системе умного дома. А что касается проблем, связанных с совместимостью, то решить их можно, если ориентироваться не на производителей и не на используемые протоколы, а на поддерживаемые устройствами экосистемы.
Экосистемы вместо протоколов
Да, я имею в виду модные «Алису», «Марусю» или даже Google Assistant, при помощи которых можно объединить вместе устройства десятков вендоров. При этом совсем не обязательно использовать в системе голосовой помощник. Достаточно знать, что устройства используют Wi-Fi как протокол и поддерживают ту или иную экосистему. Это означает, что в дальнейшем их можно будет объединить в границах умной дачи. Например, в единую систему объединяются устройства, поддерживающие платформу Tuya.
На фото — малая часть умных гаджетов, которые "управляют" дачей. Они встраиваются в следующие экосистемы: HIPER IoT, Умный дом Яндекса, Умный дом Сбер, Умный дом Google Home, Умный дом Mail.ru, Умный дом MTC, Tuya Smart, Быстрые команды Siri.
А как же Matter ..?
В октябре 2022 года появилась еще одна платформа, позволяющая объединить устройства разных марок – Matter, которая разработана альянсом Connectivity Standards Alliance. Хотя, с тем, как она работает, еще только предстоит разбираться.
Мораль
Перед строительством умной дачи нужно построить инфраструктуру. Любой мозг нуждается в нервной системе.
Есть много протоколов, но один уже используется у вас дома – Wi-Fi. В большинстве случаев его возможностей для умной дачи будет более чем достаточно.
На первоначальном этапе строительства умного дома роутер и голосовой помощник вполне успешно заменяют хаб. Поэтому начинать с него нет смысла – в дальнейшем станет ясно, потребуется он или нет.
При выборе устройств ориентируйтесь не на вендоров или протоколы, а на платформы и экосистемы, которые они поддерживают. Если у разных устройств в характеристиках упоминается совместимость с одной и той же платформой, то и друг с другом они будут взаимодействовать.
