Знайомлячись зі світом Інтернету речей (IoT) неможливо оминути увагою домашню автоматизацію і один з найважливіших її елементів - бездротове з'єднання. Як саме повинні спілкуватися між собою пральна машина, холодильник, термостат і пульт управління всім цим господарством? Про стандарти домашнього IoT читайте в статті, а тут лише про Z-Wave.
Очевидні відповіді на кшталт Wi-Fi або Bluetooth мають свої серйозні мінуси, що роблять їх не дуже придатними для такої роботи: завантаженість діапазону 2,4 ГГц призводить до перешкод, абсолютно зайвим для домашньої автоматизації. Одним з рішень цієї проблеми стала розробка низькочастотного протоколу Z-Wave, спеціально заточеного під дистанційне керування і передачу простих керуючих команд (включити світло, запустити прання, зменшити гучність) з мінімальними затримками.
Пульт управління на 4 пристрої, USB-стик Z-Wave.Me, контролер RaZberry на базі Raspberry Pi і Z-Way, вуличний датчик руху, настінний двоклавішний вимикач на батарейках
Особливість Z-Wave в тому, що пристрої, засновані на цій технології, є повністю автономними і незалежними один від одного. Z-Wave побудований на основі комірчастої мережі (Mesh Network) - кожен пристрій, в якому є чіп Z-Wave, дозволяє не тільки отримувати, але й передавати інформацію, з'єднуючись з іншим таким же гаджетом через бездротову мережу на радіочастотах. Тому при виході з ладу одного пристрою в мережі - інші продовжать функціонувати. Кожен пристрій є повторювачем сигналу, що дозволяє легко покривати площі радіусом в 120-150 метрів.
Чіп Z-Wave має розміри менші за монету в один євро, що дозволяє вбудовувати його в мікросхеми будь-яких розмірів. Він може працювати на різних частотах залежно від того, в яких країнах які дозволені: 869.0 МГц (Росія), 868.42 МГц (Європа, країни CEPT, Китай, Сінгапур, ОАЕ, ПАР), 908.42 МГц (США, Мексика), 921.42 МГц (Австралія, Бразилія, Нова Зеландія), 919.8 МГц (Гонконг), 865.2 МГц (Індія), 868.2 МГц (Малайзія), Японія (951-956 і 922-926 МГц).
Z-Wave - розробка датської компанії ZenSys. У 2009 році компанія ZenSys була поглинена великою компанією, що виробляє системи на одному чіпі, Sigma Design. Тепер Sigma Design видає ліцензію на конструювання і виробництво заснованих на технології Z-Wave пристроїв і все, що може бути з ними пов'язане.
Проект RaZberry складається з 6 частин:
1. Плата Raspberry Pi та Raspbian OS у вас вже є або ви можете її купити в Інтернеті.
2. Дочірня плата RaZberry, яка підключається до GPIO Raspberry Pi і додає Sigma Designs Z-Wave трансивер.
3. Низько рівнева прошивка Z-Wave, яка працює на трансивері. Вона сумісна зі специфікацією оригінальної прошивки Sigma Designs, але має кілька удосконалень і поліпшень.
4. Z-Way - перший сертифікований комунікаційний стек Z-Wave, який обробляє всі Z-Wave мережі зв'язку, двигун автоматизації на сценарії Java, вбудований веб-сервер.
5. Інтерфейс користувача Z-Way Демо на веб-основі з використанням API Z-Way JSON і демонструє всі функції Z-Way.
6. Ваші додатки!
Безпека
Так як Z-Wave – радіопротокол, який працює на частоті 869 Мгц, то підключитися до мережі ззовні практично неможливо. Для управління пристроями Z-Wave використовується контролер RaZberry, який є шлюзом TCP/IP <-> Z-Wave. З телефону на RaZberry відправляється HTTP-запит за допомогою WiFi, а контролер RaZberry, використовуючи однойменну плату Z-Wave відправляє команду Z-Wave пристрою.
Шифрування між пристроями в мережі залежить від типу пристрою, якому передається сигнал: якщо пристрій підтримує шифрування, то і передається зашифрований сигнал, інакше у відкритому вигляді.
Вся мережа пристроїв об'єднується за допомогою Z-Wave. Щоб підключитися до неї потрібно мати прямий доступ до контролера RaZberry або зламати протокол Z-Wave, що проблематично, тому що протокол Z-Wave пропріетарний і його специфікація доступна тільки для розробників, які підписали угоду про нерозголошення.
Контролер RaZberry повністю автономний і не передає ніякої інформації ні на які сервери, тому, якщо злом здійснюється в бік отримання доступу до RaZberry, то достатньо відключити контролер від TCP/IP мережі - і він продовжить працювати, автономно здійснюючи автоматизацію будинку.
Якщо користувачеві потрібно віддалений доступ до свого розумному будинку, то можна активувати з'єднання через сервер. При цьому користувач буде заходити на свій контролер RaZberry через сервер. У цьому випадку сервер є транзитним вузлом від розумного будинку до користувача, на всьому шляху трафік шифрується, тому Z-wave.me не може подивитися, які команди передає користувач своєму розумному будинку.
Z-Wave.me
Z-Wave.me - є партнерами iRidium mobile в розробці інтерфейсів і пристроїв для розумних будинків з листопада 2014. Так само Z-Wave.me є однією з трьохсот компаній альянсу Z-Wave Alliance, поряд з такими гігантами індустрії як Samsung, LG, Bosch, Dlink і багато інших. Крім імпортування пристроїв, Z-wave.me розробляє свої примочки для розумного будинку.
Z-Wave.me випускає різні пристрої для розумних будинків на технології Z-wave: від звичайних вимикачів на батарейках до плати RaZberry, яка перетворює простий комп'ютер на повноцінний контролер Z-Wave, за допомогою якого можна налаштовувати автоматизацію будь-якої складності і керувати будь-якими Z-wave пристроями. Є версії у вигляді USB-стіків і готовим контролером з цією платою всередині. Плата RaZberry продається у більш ніж 10 країнах по всьому світу.
Z-Wave.me і iRidium mobile
Z-Wave.me і iRidium mobile є технологічними партнерами з осені 2014 року. Z-Wave.Me створили драйвер, який дозволяє за допомогою iRidium GUI Editor створювати додатки для панелей з підтримкою Z-Wave. iRidium володіє потужним інструментом візуалізації і можливістю об'єднувати різні технології автоматизації на одній панелі управління, Z-Wave.me мають контролер RaZberry, що дозволяє працювати з більш ніж 1000 Z-Wave пристроями.
За відгуками розробників Z-Wave.me, розробка модуля не складе проблем завдяки базі відеуроків і багатої Wiki iRidium. При написанні драйвера для iRidium використовуються стандартні прийоми програмування, тому у людини трохи знайомого з javascript не повинно виникнути труднощів. Розробка драйвера зайняла всього тиждень, з якої один день був витрачений на написання драйвера і ще 4 - на відлов дрібних помилок.
За допомогою драйвера Z-Wave, iRidium отримав доступ до управління ще 1000 пристроїв, а Z-Wave.Me, у свою чергу, отримав інструмент для створення панелей управління для свого обладнання і можливість працювати з іншими технологіями розумного будинку через панель iRidium.
iRidium mobile - Z-Wave starter kit
Модуль розроблявся за допомогою інструменту iRidium Script API - подійно орієнтованих скриптів, що дозволяють вирішити різні завдання:
- робота з графічними об'єктами ;
- створення, зміна властивостей і видалення елементів;
- робота зі звуком;
- робота з драйверами: відправка команд, прийом даних
- робота з системними тегами;
- робота з токенами (системними, драйверними, внутрішніми змінними проекту)
Інструменти iRidium є мультиплатформенними - одного разу створений скрипт або драйвер буде однаково працювати на будь-якій підтримуваній iRidium операційній системі (iOS/Windows/Android/OS X).
За допомогою iRidium Script API, будь-хто бажаючий, який знає Java Script, може написати свої скрипти до будь-якого обладнання. Саме це і дозволяє говорити, що з iRidium можна керувати будь-якими пристроями, в тому числі і пристроями на базі Z-Wave.
Редактор iRidium GUI Editor і настройка проекту на Z-wave
Завдяки інструменту від iRidium mobile були створені модулі для Sonos, Philips HUE, Samsung Smart TV, iTunes та багатьох інших. З появою Bongo, модулі стануть типізованими, що дозволить додавати їх в будь-які проекти без зайвих налаштувань.
Щоб спробувати Z-Wave з iRidium самостійно, потрібно завантажити модуль Z-Wave і скористатися покроковою інструкцією.
«Начальник» вимикачів і стіралок «командир»:
Джерело: ageofcomp.info
