История появления домашней автоматизации

Введение

В настоящее время рынок «умных» домов развивается быстрым темпом. Так происходит, потому что многие задумываются об установке систем домашней автоматизации. Данную тенденцию можно наблюдать по причине роста благосостояния населения и экономической обоснованностью данных систем. Пользу технологии можно наблюдать в уменьшении затрат на электроэнергию и обслуживание домов, но самое важное, на мой взгляд, системы домашней автоматизации могут существенно уровень защиты жилища от незаконного проникновения посторонних лиц и минимизации последствие технических аварий: пожара, прорыва труб отопления и водоснабжения ,утечки газа.

По мнению Джима Бартольда технология «умный дом» - это способ электроники и бытовой техники взаимодействовать друг с другом и с пользователем [1]. Некоторые считают, что умным домом называется подключенная к сети жилая зона. Другие полагают, что это дом, в котором приборы и техника позволяют их пользователю меньше работать. В действительности, «умный дом» - это всё вместе взятое и еще многое другое. Вся бытовая техника в нём объединяется, создавая общую сеть, что, безусловно, облегчает человеку жизнь. В настоящее время разрабатываются и вводятся интеллектуальные домашние технологии для всех комнат в дома, особенное внимание уделяется кухне и гостиной. Таким образом, технология занимается согласованием системы жизнеобеспечения, установлением контроля над домом, осуществляет наблюдение за ним через сеть интернет или через удалённое видеонаблюдение, участвуя во взаимодействии различных систем дома.

Технология умного дома всё ещё находится на ранней стадии своей разработки и продвижения, но вскоре окажет существенное воздействие на жизнь каждого человека.

На сегодняшний день отношение к системе умный дом таково: разрабатываются и внедряются множество разнообразных систем автоматизации, технизации домашней жизни. Однако существует ряд проблем, связанных с этим:

1) данная технология с трудом применяются в России. Её необходимо адаптировать ввиду того, что изначально она была разработана на западные или американские стандарты управления.

2) в условиях современной России составляет проблему поддержка данной технологии. Автоматизация - процесс длительный и трудоемкий. Безусловно, он требует постоянного участия квалифицированного специалиста, разработчика, поставщика оборудования.

Также можно отметить то, что основная сложность здесь в отсутствии общего подхода к реализации систем. Именно поэтому на сегодняшний момент времени актуальна задача построения единых принципов, универсальных технологий интеграции инженерного оборудования.

Объект изучения: Беспроводные технологии и их применение с точки зрения безопасности в системе «Умный дом».

Предмет: система видеонаблюдения технологии «Умный дом».

Целью данной работы является изучение обеспечения безопасности технологии умный дом.

Методы исследования:

Основная часть

Глава 1. Технология «умный дом»: история появления определения, основные понятия

Система резервного питания

Два основных параметра качества электроснабжения: надежность (бесперебойность) и стабильность.

Ненадежность электроснабжения выражается в частых отключениях электричества. Такие отключения (и следующие за ними резкие включения) чрезвычайно плохо влияют на все энергопотребляющие устройства в доме. Управляющая аппаратура слаботочных систем и умного дома обязательно имеет отдельные стабилизированные блоки резервного питания со встроенным аккумулятором, способным уберечь чувствительную технику от частых перезагрузок.

К тому же, длительное сохранение работоспособности систем контроля доступа, и сигнализации необходимо по соображениям безопасности.

Для того чтобы хозяева дома могли не задумываться о перебоях в электропитании, используются дизель-генератор и мощные блоки резервного питания. При пропадании основного питания автоматика переводит нагрузку на блок резервного питания (имеющий мощный аккумулятор), временно отключает неприоритетные нагрузки (электрические теплые полы и другие потребители) и запускает дизель-генератор.

При выходе генератора на рабочую мощность, нагрузка переключается на него. Автоматика следит за уровнем топлива в баке генератора и известит хозяина или обслуживающую компанию о недостатке топлива.При появлении основного питания автоматика переведет нагрузку на него и остановит генератор.

Нестабильность электроснабжения выражается в скачках или провалах питающего напряжения (например, из-за грозовых импульсов или включении в общую сеть мощных промышленных нагрузок), а также его частота и форма.

Для борьбы со скачками напряжения и помехами в сети используются фильтры-стабилизаторы, а для борьбы с провалами (которые представляют наибольшую опасность, так как они приводят к перезагрузке техники) — источники резервного питания.

Глава 3.

IP-системы видеонаблюдения

IP видеонаблюдение – один из распространенных методов с современных системах наблюдения и охраны. Все крупные производители электроники стараются сделать свою технику ip совместимой. IP – это протокол (Internet Protocol) межсетевого взаимодействия. Он позволяет устройствам подключаться к сети и взаимодействовать при помощи программ с компьютером. Схема работы IP-систем видеонаблюдения представлена на рисунке 3.3.

Рис. 3.3. IP-система видеонаблюдения

Именно IP видеонаблюдение используется в современных системах охраны, новых системах обнаружения и анализа предметов, для автоматического распознавания номерных знаков автомобилей. Монтаж видеонаблюдения на основе IP позволяет объединить видеокамеры посредством существующей сети, обращение к камере возможно напрямую с компьютера, достаточно просто ввести ip адрес камеры.

Монтаж видеонаблюдения занимает минимум времени, камеры быстро инсталлируются. IP видеонаблюдение подходит как для работы внутри помещений, так и снаружи. Для уличного наблюдения используется специальный кожух и объектив. Камеры для ip видеонаблюдения имеют функцию пре и пост записи (по сигналу тревоги), для этого используется карта памяти.

IP видеокамеры бывают нескольких типов, высокочувствительные, панорамные, купольные, с высоким разрешением 1280х1024 пикс. и скоростью до 30 к/с. Все они разработаны для организации систем охраны и наблюдения. Для ip видеонаблюдения выпускаются специальные кожухи к камерам, для работы в условиях повышенной влажности, низких температур и даже антивандальный кожух для городского ip видеонаблюдения.

Монтаж видеонаблюдения с использованием IP, обычно осуществляется совместно с организацией локальных сетей. Наша компания разрабатывает проекты связанные не только с IP видеонаблюдением, но и комплексные решения организации безопасности. Такие как, системы контроля доступа, автоматизированные парковки или АТС телефония.

Наши клиенты только положительно отзываются о нашей работе. Однажды, организовав на своей территории ip видеонаблюдение, Вы по-настоящему оцените надежность и простоту обеспечения безопасности и наблюдения.

Глава 4. Технология Z-Wave

Z-Wave — это европейский стандарт домашней автоматизации, поддерживаемый более чем 150 компаниями, и разработанный датской компанией ZenSys (сейчас часть Sigma Designs). Все устройства, работающие на протоколе Z-Wave совместимы друг с другом, что подтверждается Z-Wave сертификацией. Использование радио шины позволяет устанавливать систему не изменяя уже существующую проводку, что существенно повышает привлекательность такого решения.

Технология Z-Wave разработана в расчёте, что основные параметры системы пользователь может изменять сам, не привлекая компанию-инсталятора. В то же время, по функционалу домашней автоматизации Z-Wave не уступает аналогам (KNX, LonWorks, C-Bus, EnOcean), являясь существенно более дешёвым решением. Использование в системе компьютерных контроллеров позволяет значительно расширить функционал, а также интегрировать Z-Wave в уже существующую систему автоматизации.

Протокол Z-Wave работает на частоте 869 МГц, что делает его мало чувствительным к помехам со стороны радио- и сотовых телефонов, бытовых приборов и компьютерных сетей Wi-Fi. Устройства сети Z-Wave являются не только передатчиками (выключателями) или исполнителями (реле, диммерами), но и ретрансляторами, т.е. способны участвовать в пересылке сигнала от одного устройства к другому, что позволяет обходить препятствия на прямом пути между устройствами, делая сеть более надёжной (так называемая ячеистая сеть, mesh network). Радиус действия устройств доходит до 30 метров, а сеть в целом может иметь размеры до 120-150 метров в диаметре.

Что такое Z-Wave?

Z-Wave — это распространённый радио протокол передачи данных, предназначенный для домашней автоматизации. Характерной особенностью Z-Wave является стандартизация от физического уровня, до уровня приложения. Т.е. протокол покрывает все уровни OSI классификации, что позволяет обеспечивать совместимость устройств разных производителей при создании гетерогенных сетей.

Протокол передачи данных

Пройдёмся по всем уровням модели OSI (кроме отсутствующего представительного) и опишем основные характеристики Z-Wave.

Физический уровень

Передача данных осуществляется на частоте 869.0 МГц (Россия), 868.42 МГц (Европа, страны CEPT, Китай, Сингапур, ОАЭ, ЮАР), 908.42 МГц (США, Мексика), 921.42 МГц (Австралия, Бразилия, Новая Зеландия), 919.8 МГц (Гонконг), 865.2 МГц (Индия), 868.2 МГц (Малайзия), Япония (951-956 и 922-926 МГц). Модуляция FSK (частотная манипуляция). Скорость передачи: 42 кбит/с, 100 кбит/с и 9.6 кбит/с (для совместимостью со старыми устройствами). Скважность не более 1%. Предельная мощность передачи 1 мВт.

Канальный уровень

Используются пакеты с контролем целостности данных (контрольная сумма) и адресацией получателя и отправителя. В качестве получателя может использоваться multicast адрес или broadcast (в этом случае пакет принимается всеми участниками сети с включенным радио-модулем).

Сетевой уровень

Протокол Z-Wave определяет алгоритм маршрутизации, позволяющий передавать данные между устройствами вне прямой видимости. Все постоянно работающие узлы сети (бывают ещё спящие и "часто слушающие" узлы) могу участвовать в пересылке пакетов между другими участниками сети. Z-Wave использует механизм Source Routing, т.е. маршрут следования определяется отправителем. Broadcast и multicast пакеты не маршрутизируются. При невозможности найти нужный узел по маршрутам, записанным в памяти, существует механизм поиска узла по всей сети путём посылки специального пакета Explorer Frame (см. ниже) всем узлам сети. После успешного нахождения узла новый маршрут записывается отправителем в память для последующего использования.

Транспортный уровень

На данном уровне Z-Wave гарантирует подтверждение доставки и повторную отправку в случае, если пакет не был доставлен до получателя. Каждый узел, участвующий в пересылке, подтверждает факт получения сообщения. Для уменьшения загрузки эфира в Z-Wave используется механизм "молчаливых подтверждений": узел (А), передавший пакет следующему узлу (Б) на пути следования пакета не ждёт подтверждения от него, а видит, что Б отправил пакет дальше узлу С и воспринимает это как факт подтверждения успешной пересылки пакета от А к Б. Получив пакет, конечный узел передаёт назад подтверждения доставки, которое путешествует назад тем же маршрутом до исходного отправителя. Таким образом отправитель всегда знает, дошёл ли пакет до точки назначения или нет.

Сеансовый уровень

Используется только при использовании шифрования, где определяются короткие сеансы с одноразовым ключом.

Прикладной уровень

Z-Wave также определяет алгоритм интерпретации получаемых на прикладном уровне команд. Данный уровень описан набором Классов Команд (Command Classes). Для некоторых Классов существует несколько вариантов интерпретации команд, которые зависят от Класса Устройства (Device Class), определяющего тип устройства.

С 2012 года физический и канальный уровни протокола Z-Wave вошли в стандарт ITU-T G.9959 (рекомендации сектора стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи).

Уровни от транспортного до канального реализованы в программном коде Sigma Designs и поставляются в прекомпилированном виде (в комплекте SDK). С одной стороны проприетарный код — это минус, но в закрытости данного протокола есть и свои плюсы: ни один производитель не может изменить нижние уровни протокола, что позволяет легче обеспечивать совместимость — все устройства основаны на одном хорошо отлаженном коде.

Все команды в Z-Wave предельно компактно упакованы. Это нужно для уменьшения размера пакета, что положительно влияет на занимаемое в эфире время, а также на уменьшение потерь при передаче. Z-Wave предназначен для передачи коротких команд без открытия сессии, т.е. совсем не подходит для потоковой передачи потоковых данных. Максимальный полезный размер передаваемых данных составляет 46 байт (размер данных прикладного уровня без шифрования).

Решение на одном чипе

Теоретически реализовать протокол Z-Wave можно было бы на любом железе, но и здесь производитель протокола Sigma Designs (ранее Zensys, вошедшая в структуру Sigma Designs) предлагают собственное решение.

Все устройства Z-Wave основаны на чипах одной серии от двух производителей (Sigma Designs и Mitsumi). Данные микросхемы доступны в двух вариантах: собственно чип и модуль, содержащий минимальный необходимый набор компонентов для роботы радио-модуля. Для многих устройств ещё может понадобиться дополнительно микросхема энергонезависимой памяти EEPROM, однако она не является обязательным компонентом. Чипы семейства Z-Wave — это ZW0201, более новый и 100% совместимый с предыдущим ZW0301, SD3402. На их базе сделаны модули ZM2102, ZM3102, ZM4101 и ZM4102. Все упомянутые чипы основаны на ядре Inventra, совместимом с Intel 8051.

Чипы ZW0201 и ZW0301 имеют 2 Кб ОЗУ, 32 Кб ПЗУ, встроенные аппаратные SPI, UART, TRIAC, WUT, GPT, WatchDog, четыре 12-битных АЦП, ШИМ (PWM), 2 входа прерываний, а также Digital I/O ноги.

Четвёртое поколение чипов SD3402 имеет 16 Кб ОЗУ, 64 Кб ПЗУ, 64 байта NVRAM, встроенные аппаратные SPI, UART, TRIAC, WUT, GPT, WatchDog, USB, IR-контроллер с обучающей функцией, аппаратный шифровальный модуль AES 128 бит, сканер 128 кнопок.

Sigma Designs анонсировала выход следующего 5 поколения чипов на первый квартал 2013 года.

Стоит отметить, что каждое следующее поколение чипов отличается не только увеличенным набором встроенных аппаратных средств, но и меньшим энергопотреблением. Например, самый популярный модуль ZM3102 потребляет 36 мА в режиме отправки данных, 23 мА в режиме приёма и всего 2.5 мкА в режиме сна.

Более подробную информацию о чипах и модулях можно получить на сайте Sigma Designs.

Большинство устройств Z-Wave не содержат больше никаких микроконтроллеров, кроме модуля Z-Wave от Sigma Desgins и EEPROM (опционально). Это существенно упрощает разработку новых устройств и уменьшает их себестоимость.

Типы узлов

Выше мы уже упоминали о наличии маршрутизации в протоколе. Здесь стоит отвлечься и рассказать о разных типах узлов в Z-Wave.

Портативный контроллер (Portable Controller)

Устройство, хранящее информацию о соседях всех узлов сети (топологию сети) и способное на базе этой информации найти маршрут к любому узлу сети. Кроме того данное устройство может перемещаться в сети и способно достучаться до всех узлов сети из любой точки сети (конечно при условии, что сеть односвязна). К устройствам данного типа нельзя обратится, т.к. они не фигурируют в таблице маршрутизации (будучи портативными) — им можно только отвечать на их запрос. Возможное применение: пульт дистанционного управления. Такому прибору требуется энергонезависимая память EEPROM.

Статический контроллер (Static Controller)

Аналогичен портативному, но он не должен перемещаться в пространстве и призван быть всегда доступным другим участникам сети. Типичное применение: контроллер ПК, исполнитель. Такому прибору требуется энергонезависимая память EEPROM.

Дочернее устройство (Slave)

Устройство, способное только ответить на пришедший к нему запрос, т.к. не знает топологии сети и не хранит никаких маршрутов. Такие устройства могут быть только датчиками, питающимися от сети и опрашиваемыми другими узлами, или исполнителями. Они не умеют инициировать отправку данных самостоятельно (отправлять непрошенные пакеты — unsolicited packets). Таких устройств уже не производят, но на рынке они ещё остались.

Дочернее маршрутизирующее устройство (Routing Slave)

Устройство, способное хранить до 4 маршрутов для 5 узлов (так называемые "обратные маршруты"). Эти устройства могут инициировать отправку данных (отправлять непрошенные пакеты — unsolicited packets), а также могут быть спящими или "часто слушающими". Типичное применение: датчики, исполнители, неподвижные пульты управления (датчик движения, кнопка включения на батарейках).

Работа от батареек

Большой плюс протокола Z-Wave — это возможность для устройств работать на батарейках. Существует два типа устройств, работающих от батареек:

• Спящие. Такие устройства не будут участвовать в маршрутизации сети как ретранслятор, но сами могут использовать другие узлы для передачи своих пакетов. Оповещение о пробуждении, периоды просыпания и уход в сон регулируются Классом Команд Wakeup, т.е. на уровне приложения. Проснувшись, эти устройства сообщают, о своём пробуждении, ждут команд от других устройств сети, после чего засыпают назад. Чем раньше устройство уснёт, тем меньше будет израсходовано заряда батареек. При правильном управлении такими устройствами, они могут прожить на одном комплекте батареек год и более. Портативные контроллеры тоже являются спящими устройствами.
• Часто слушающие (FLiRS = Frequently Listening Routing Slave) — это устройства просыпающиеся раз в 0.25 или 1 секунду на короткое время (несколько миллисекунд) для того, чтобы проверить, нет ли в эфире специального пакета "проснись" (wake up beam). Такой пакет им посылают другие устройства перед тем, как начать общение с ними. Данный пакет длится 0.25 или 1 секунду соответственно, занимает эфир на всё это время, и позволяет часто спящему устройству, ненадолго проснувшись, увидеть, что для него есть пакет. Увидев пакет "проснись", оно полноценно просыпается, принимает предназначенные для него данные, обрабатывает их, возможно, посылает ответ, после чего засыпает назад. Такой механизм позволяет создавать устройства, доступ к которым должен всегда, но возможности провести сеть электропитания к месту их установки нет возможности. Типичный пример таких устройств: дверные замки, сирены.

Commad Classes (Классы Команд)

Все данные уровня приложения передаются в виде коротких пакетов следующего вида:

Command Class ID

Command ID

<специфические данные для команды>

Сначала идёт Класс Команды, потом команда в этом классе, далее данные специфичные для этой команды. Благодаря строгому стандарту, описывающему Классы Команд, устройства разных производителей могут понимать друг друга без каких-либо проблем.

Приведём пример популярных классов и опишем из назначение.

• Basic — самый популярный класс, позволяющий устройствам разного типа быть совместимыми на минимальном уровне. Например, выключатель умеет посылать команды Включить/Выключить, которые диммер и реле будут интерпретировать как включение/выключение света, термостат как переход между режимами нормальный/энергосберегающий, а устройство управления жалюзи как ход/остановка движения ставней.
• Switch Binary / Switch Multilevel — используются для управления освещением (реле/диммер), а также для управления моторами (для ставней или ворот).
• Sensor Binary / Sensor Multilevel — для бинарного датчика (открытия двери, протечки, дыма, движения) и многопозиционного датчика (температуры, освещённости, влажности).
• Meter — используется для снятия показаний и сброса накопленных значений счётчиков.
• Association — позволяет устанавливать связи между устройствами. Например, на устройстве есть 3 кнопки. Для них есть 3 соответствующие кнопкам группы ассоциаций. При нажатии на кнопку посылаются команды Basic Set Включить соответствующей группе. Класс Association используется для ведения списка узлов в этой группе. Такой подход позволяет просто и эффективно настраивать прямые взаимосвязи между устройствами сети.
• Configuration — позволяет менять некоторые заложенные производителем параметры устройств. Например, скорость диммирования света или чувствительность датчика движения.
• Battery — позволяет запрашивать заряд батареек устройств.
• Wakeup — для управление параметрами просыпания спящих устройств.
• MultiChannel — используется для адресации к конкретной компоненте сложного устройства, состоящего из нескольких элементов. Обычные Классы Команд (Basic, Switch/Sensor Binary/Multilevel, Meter) инкапсулируются в команду данного класса с указанием номера элемента. Например, устройство может содержать два реле или три датчика (температуры, влажности и движения).

Список поддерживаемых устройством Классов Команд содержится в пакете NIF (Node Information Frame — пакет описания устройства). Благодаря ему можно определить Класс Устройства (Device Class, см. ниже) и список возможностей устройства. Этот пакет приходи первичному контроллеру при включении устройства в сеть, а также при нажатии один или три раза на кнопку (у большинства устройств, см. документацию к конкретному устройству).

Device Classes

Каждое устройство характеризуется своим функциональным типом (Классом Устройства, Device Class). Каждый класс определяет обязательные Классы Команд, поддерживаемые устройством, и способы интерпретации их команд. Например, команды класса команд Basic могут совершенно по-разному интерпретироваться для различных классов устройств: для двухпозиционного реле Basic Set 0 выключает, 1-99 или 255 включают, в то время как для термостата могут интерпретироваться как температура в единицах или 1/10 градусов Цельсия, т.е. от 0 до 255 или от 0 до 25.5 градусов, соответственно. Все остальные Классы Команд чётко прописаны вплоть интерпретации каждой команды.

Надёжность

Z-Wave — это ячеистая сеть (mesh network), где каждый узел знает окружающие его узлы и может направлять через них пакеты. Использование маршрутизации позволяет успешно преодолевать препятствия между узлами, не позволяющие им общаться напрямую. Однако перестановки мебели и другие изменения в обстановке, а также выход из строя одного узла могут привести к появлению нерабочих маршрутов. Для этого их нужно периодически обновлять. Первичный контроллер может это делать профилактически раз в неделю или по запросу пользователя.

Но в протоколе Z-Wave есть и другое средство для замены нерабочих маршрутов рабочими, появившееся в версии протокола 4.5. Если узел не смог достучаться до точки назначения, он посылает всем соседям специальный пакет Explore Frame. Те в свою очередь распространяют его дальше по сети, пока какой-нибудь узел не скажет, что искомый узел нашёлся у него в прямой видимости. Таким образом отправитель найдёт новый маршрут и запомнит его в своих таблицах. Данный метод менее экономный, чем централизованное обновление маршрутов всей сети: для обхода умершего узла требуется, чтобы каждый узел обновил каждый маршрут, идущий через нерабочий, путём посылки Explorer Frame. Кроме того, использование Explorer Frame занимает около 0.5-1 секунды, и на это время сеть забивается этими пакетами.

На пути следования может содержаться до 4 узлов передатчиков. Учитывая предельные расстояния между устройствами 10-30 метров в прямой видимости (зависит от антенн), можно сказать, что предельная дальность доставки пакета — 40-120 метров. Естественно при прохождении перекрытий и стен мощность сигнала существенно падает, что приводит и к уменьшению дальности передачи. На практике 4 этажный дом с общей площадью в 500 квадратных метров — это предел одной сети протокола Z-Wave с качественной передачей данных.

Вывод простой: обновляйте маршруты после изменения топологии сети и перестановок мебели или используйте только устройства, основанные на версиях протокола 4.5x и 6.x.

Связь с ПК

Естественно при создании хоть сколько-нибудь достойной автоматизации встаёт вопрос о связи с ПО, работающем на ПК. Существует несколько программных комплексов для этой цели:

• Z-Wave.Me Z-Way (универсальное ПО для Unix/Linux/Mac OS X/Windows с движком автоматизации и простым GUI, поставляется только B2B)
• Mi Casa Verde Vera (с движком автоматизации и простым GUI, работает на роутерах под клоном OpenWRT, продаётся в виде коробки-роутера)
• Fibaro Home Center (с движком автоматизации и простым GUI, работает собственном железе от Fibaro, продаётся в виде коробки)
• Z-Wave.Me Z-Way.C (библиотека C для работы со стеком Z-Wave под Unix/Linux/Mac OS X/Windows, поставляется только B2B)
• OpenZWave (библиотека C++ для работы с Z-Wave под Unix/Linux/Mac OS X/(возможно)Windows, Open Source)
• HomeSeer (под Windows, платный)
• Z-Command (под Windows, платный)
• LinuxMCE (ОС на базе Linux для медиа-центров)

Кроме того, есть облачный сервис:
Z-Wave.Me Z-Cloud (для Unix/Linux/Mac OS X/Windows, бесплатный)

Таблица сравнения характеристик Z-Wave контроллеров

Характеристика	FIBARO HC2	RaZberry
Расширение возможностей	Встроенные плагины	Магазин приложений
Язык сценариев	LUA	JavaScript
Графический конструктор сцен	+	+
Wi-Fi	—	+
Внешняя антенна	+	+
Архитектура	Intel Atom	Raspberry Pi 3
Голосовое управление	Lili	Apple Siri
Русский язык интерфейса	+	+
SIP Домофония	2N домофоны	—
Apple HomeKit	—	+
Цена на 2017 год	~ 51 000 р	~ 15 000 р

Датчики для тестирования

Для того, чтобы протестировать контроллеры, мы выбрали несколько типовых для умного дома сценариев и подобрали самые ходовые датчики и устройства, которые встречаются в умных домах чаще всего.

Устройство	Фото	Описание
FIBARO Dimmer 2		Диммер — регулирует уровень яркости освещения, поддерживает лампы: светодиодные диммируемые, галогенные и накаливания общей мощность до 250 Вт.
Z-Wave.Me Dual Paddle WC		Выключатель с двумя клавишами. Позволяет управлять не только освещением, но и замками, кондиционером, жалюзи и любыми другими Z-Wave устройствами, а также запускать различные для каждой клавиши сценарии. Работает от батарейки CR2032.
Aeotec Multisensor 6-in-1		Многофункциональный датчик движения, детектирует: 1. Движения 2. Температуру 3. Влажность 4. Освещенность 5. Ультрафиолет 6. Вибрацию
Danfoss Living Connect		Термоголовка на отопительную батарею. Температуру можно задать с помощью кнопок, с телефона и из сценариев на контроллере.
Remotec ZXT-120		Устройство управления кондиционером. Содержит в себе огромную база кодов кондиционеров разных производителей. Получает команды по Z-Wave и отправляет кондиционеру по ИК. Предусмотрено питание от Mini-USB или от 3-х батареек ААА. Для скрытого монтажа к Remotec ZXT-120 можно подключить провод удлинитель с ИК светодиодом на конце.
FIBARO Door/Window Sensor		Герконовый датчик открытия окна/двери. Используется в сценария включения освещения, управления климатом и охранных функциях. Cостоит из двух частей: магнита и основной части с герконом и Z-Wave чипом. При каждом соединении/удалении магнита с герконом отправляется радио команда.
FIBARO RGBW		RGBW модуль для управления цветной светодиодной лентой или 4-мя одноцветными лентами. Поддерживаются ленты 12 и 24 В с общей мощность до 12 А.

Тестовые сценарии

Для объективного сравнения функций на каждом из контроллеров создадим одни и те же сценарии с одинаковым набором устройств. Сразу же отмечу, что оба контроллера имеют отличную совместимость со всеми Z-Wave устройствами и поддерживают все их функции.

Автоматическое управление освещением

Используемые устройства:

· Датчик движения AEOTEC Multisensor 6-in-1

· FIBARO Dimmer 2

· FIBARO RGBW модуль

Начнем с автоматического управления освещением. Посмотрим характерные сценарии для наших датчиков. Так, датчик движения AEOTEC Multisensor 6-in-1 чаще всего используется в проходных помещениях, то есть там, где люди находятся непродолжительное время, — например, в прихожих, коридорах и пр. Также его можно установить в жилых помещениях — спальне или гостиной, чтобы автоматически выключать освещение, когда в комнате никого нет.

FIBARO Dimmer 2 в связке с ним позволяет регулировать яркость: например, днем включать свет на 100%, а ночью — лишь на 20%, чтобы не слепить глаза.

Датчик движения также может включить светодиодную ленту, подключенную к FIBARO RGBW,при определенных условиях на необходимый цвет и уровень яркости.

Для тестирования контроллеров мы выбрали два простых сценария: отключение света в комнате, в которой в течение получаса никого не было, и автоматическая регулировка яркости освещения в зависимости от времени суток. Посмотрим, что получилось.

Сценарий «Выключить свет через 30 минут, если нет движения» с помощью FIBARO Home Center 2.

В Home Center 2 этот сценарий можно сделать графическими блоками или скриптом LUA. Первый способ быстрее, но если необходимо задать дополнительные параметры, например, проверить, выключался ли свет вручную, то без LUA не обойтись.

Сценарий «Выключить свет через 30 минут, если нет движения» с помощью RaZberry.

В RaZberry для решения задачи используется приложение «Автовыключение». У него есть три параметра: устройство, которое нужно выключить, время задержки и возможность не сбрасывать таймер при получении повторной команды включения от датчика движения: нам нужно, чтобы таймер при любом новом движении перезапускался, поэтому галочку не ставим.

Сценарий «Днем включать свет на 100%, ночью на 20%» с помощью RaZberry.

Для реализации этого сценария в RaZberry можно использовать готовое приложение «Умное освещение». Несколькими кликами мышки выбираем диммер, датчик движения, задаем время «дня» и «ночи» и ночной и дневной уровень яркости — и задача решена.

Сценарий с автовыключением света реализуется одинаково просто и на Home Center 2 и на RaZberry, навыков программирования не требуется. Но задать изменение яркости в зависимости от времени суток в RaZberry проще, так как у этого контроллера есть готовое приложение, а на Home Center 2 пришлось бы писать большой скрипт.

Перенос выключателя в удобное место

Используемые устройства:

· Выключатель на батарейке Z-Wave.Me Dual Paddle WC

· FIBARO Dimmer 2

· FIBARO RGBW модуль

Управлять освещением в комнате — бра, светодиодной подсветкой и пр, можно с помощью двухклавишного батареечного выключателя Z-Wave.Me Dual Paddle WC, который крепится на двусторонний скотч в удобном для пользователя месте. Посмотрим, как организовать это с помощью наших тестовых контроллеров.

Сценарий «ВКЛ/ВЫКЛ бра и светодиодную ленту с выключателя» с помощью FIBARO Home Center 2.

Сценарий кажется простым, но отловить, какие события отправляет выключатель, можно только с помощью скрипта на LUA.

Сценарий «ВКЛ/ВЫКЛ бра и светодиодную ленту с выключателя» с помощью RaZberry.

Батареечный выключатель в RaZberry отображается как 2 клавиши с кнопками ВКЛ/ВЫКЛ. Приложение «Ассоциации» создает связь между выключателем и исполнительными устройствами, нажал вверх, всем отправилась команда ВКЛ, нажал вниз, всем отправилась команда ВЫКЛ.

Итог простой. В Home Center 2 реализация сценария выглядит посложнее, так как в интерфейсе контроллера нет элементов управления для батареечного выключателя, и для того, чтобы добраться до скрытых функций, нам пришлось написать скрипт в LUA. В RaZberry же все получилось быстро и доступно, поскольку все функции управления для любого устройства отображаются в виде виджетов.

Управление климатом

Используемые устройства:

· Устройство управления кондиционером Remotec ZXT-120

· Термоголовка на батарею Danfoss Living Connect

· Датчик открытия двери/окна FIBARO Door/Window Sensor

Обычно отопление и кондиционирование умного дома работают в автономном режиме и не требуют вмешательства человека. Но вряд ли стоит продолжать нагревать или охлаждать помещение, в котором открыто окно.

Поэтому для тестирования контроллеров мы выбрали достаточно очевидный и полезный сценарий временного отключения управления климатом.

Сценарий «При открытии окна выключить кондиционер» с помощью FIBARO Home Center 2.

В нашем дорогом контроллере такой сценарий быстро реализуется с помощью легкой в настройке «магической сцены», которая работает по принципу IF — THEN.

Сценарий «При открытии окна выключить кондиционер» с помощью RaZberry.

В более бюджетном RaZberry также есть приложение IF-THEN, аналогичное Home Center 2, — там аналогичным образом нужно выбрать датчик открытия, команду, по которой будет выполняться действие, и само действие — в нашем случае отключение кондиционера.

Подведем итог. При реализации типового сценария по управлению климатом разницы между контроллерами нет: и там, и там используется популярная конструкция IF-THEN и установка нужных нам настроек займет от силы несколько минут.

Охрана помещения

Используемые устройства:

· Датчик движения AEOTEC Multisensor 6-in-1

· Датчик открытия двери/окна FIBARO Door/Window Sensor

Z-Wave хорош тем, что позволяет задействовать одни и те же устройства для решения разных задач. Например, используемые нами в предыдущих сценариях датчики открытия окна FIBARO Door/Window Sensor и движения AEOTEC Multisensor 6-in-1 в режиме «охрана» можно настроить так, чтобы они сигнализировали об опасности. Алгоритм работы может выглядеть так: "Если установлен режим «Дом на охране», при срабатывании любого из датчиков отправлять тревожное сообщение, если установлен режим «Охрана снята», при срабатывании любого из датчиков выключаем кондиционер или управляем освещением".

Разберем реализацию сценария настройки охраны помещения на наших тестовых устройствах.

Сценарий «Режим комфорт — режим охрана»