ホーム オートメーション: コネクテッド ホームのプロトコルについてすべてを理解する

接続されたオブジェクトと音声アシスタントを蓄積するのは良いことです。単一のアプリのみを必要とする単一のシステム内で共同作業を行う方が良いでしょう。しかし、家の自動化で次のステップに進みたい場合は、利用可能なさまざまなオプションをマスターすることをお勧めします。なぜなら、「自分の」ホーム オートメーションを選択することは、iOS と Android、または macOS と Windows の間で迷うよりも複雑だからです。

市場には多くのプレーヤーが存在し、すべてのシステムが同じ付属品を提供しているわけではありません。ニーズを明確にすることをお勧めします。水害が発生した場合に接続されたバルブに指令を送り、一般的な入口を閉じる水漏れ検出器が欲しい、望まない訪問の場合に照明と相互作用する屋外の動き検出器、または窓開閉センサーにリンクされたアラーム?それとも、夜に廊下のランプを付けるのが面倒なだけですか？

さまざまな用途がありますが、まず通信プロトコル、つまり 2 つのデバイスの通信を可能にする言語を理解する必要があります。複雑さを増す工夫がない限り、異なるプロトコルは相互に互換性がないためです。 Z-wave コンセントは Zigbee と互換性がなく、Wi-Fi 火災探知機は Bluetooth に認識されません。

失望を避けるために、市場で入手可能な主な消費者向けプロトコルの概要をここに示します。

Z波とは何ですか？

ホームオートメーションのスター。この低電力無線通信プロトコルは 868.4 MHz の周波数で送信し、互換性のあるモジュールが情報を安全に交換できるようにします。コントローラー（ホームオートメーションボックス）を介して、ドアや窓の開閉センサー、検知器（水漏れ、動き、火災）、接続されたコンセント、ローラーシャッター機構、給水口のストップ、等

Dane Zen-Sys によって開発され、現在はテキサスの企業 Silicon Labs が所有する Z-wave は、2019 年まで専用プロトコルであり、Z-wave Alliance に属する世界中のコネクテッド製品の 700 以上のメーカーによってすでに採用されていました。これにより、ブランドに関係なく、Z-wave スタンプ製品がホーム オートメーション システムに適切に配置されることが保証されます (ただし、信号周波数が異なるため、米国または日本で購入したモジュールを使用することはできません)。

Z-wave の主な特徴の 1 つは、メッシュ ネットワーク (または「メッシュネットワーク")。各ノードは、電力が供給されていればリピータとして機能し、信号伝送距離を自動的に延長できます。したがって、モジュールを追加するたびにネットワークの範囲が広がります。双方向の Z 波により、各モジュールはステータス フィードバックを実行できます。つまり、点灯したばかりの電球が実際に「オン」かどうか、電気シャッターが下がったか、ドアが閉まったかなどがわかります。

Z-wave は、使い方が簡単ですが、モジュールを自由にカスタマイズできるいじり好きにとって興味がないわけではありません。いわゆる中距離プロトコルです。屋内では最大30メートル、屋外では最大100メートルまでデータを送信できます。何よりも、エネルギー消費がほとんどなく、データ レートが低く (最大 100 kbit/s)、信号は宛先に到達するためにメッシュ ネットワークのノード間をジャンプするため、送信電力 (およびエネルギー) はほとんど必要ありません。

最後に、このプロトコルは、Fibaro の Home Center 3、Connected Object の Eedomus、Ziapto の驚くべき ZipaTile などのホーム オートメーション ボックスで直接利用できます。ドングルSomfy TaHoma 上の USB またはソフトウェア経由オープンソースもっと冒険したい人のためのジーダム。明らかに、Z-wave は Google Home および Alexa (ホーム オートメーション ボックス経由) と互換性があります。

ジグビーとは何ですか?

Zigbee または新興プロトコル。 Z-wave と同様、Zigbee は低電力無線プロトコルで、メッシュ ネットワークの作成、モジュールの双方向通信、ステータス フィードバックの提供を可能にします。ただし、Z-wave とは異なり、868.4 MHz だけでなく 2.4 GHz の周波数でも送信し、250 kbit/s の速度でより多くのデータを送信できます。短距離プロトコルである Zigbee は 20 メートルでのみ送信できるため、特定の屋外での使用が制限される可能性があります。直接の競合製品よりも使いやすく、65,000 台のデバイス (Z-wave の場合は 232 台) を関連付けることができますが、もちろん現実にはそんなことは起こりません。以前と同様、Zigbee モジュールはほとんどエネルギーを消費せず、一部のバッテリ駆動デバイスは何年も動作できます。

プロトコルオープンソースZibgee Alliance によって監視されているため、Zigbee は希望する人なら誰でも無料で使用できます (仕様は尊重されます)。そして、それを使用したソリューションのリストは非常に印象的です。Signify (元 Philips Hue)、イケア (Tradfri シリーズ)、アマゾン（Echo Plus第2世代、ショー2などスタジオ）、Xiaomi（Aqaraシリーズ）、Legrand（Céliane By Netatmo）。

オープン プロトコルの使用の当然の帰結として、各メーカーは自社製品が適切に機能するために必要と思われる変更を自由に行うことができます。その結果、Zigbee で署名されたデバイスが別の Zigbee デバイスまたはコントローラーと互換性がなくなる可能性があります。ソリューションを購入する前に、互換性を確認することをお勧めします。または、これらのさまざまな製品を認識できるコンセントレーターを使用してください。

433MHzとは何ですか?

ホーム オートメーション プロトコルの先駆者ですが、プロトコルというより 433 MHz 周波数について話す方が正確です。知らず知らずのうちに、私たちは 433 MHz のおかげでホーム オートメーションを導入していることになります。もちろん、スマートフォンで制御したり、話しかけたりすることはできませんでしたが、ローラーシャッター、オレゴン州気象観測所、自動ガレージドアの開閉など、433 MHz はどこにでもありました。

USB 経由で RFplayer ドングルを追加することで最新のホーム オートメーション ボックスと完全に互換性があり、周波数を「デコード」します。433 MHz は特に広く普及している周波数です。用途が何であれ、温度プローブ、シャッター制御、リモコンなど、ニーズを満たすモジュールがあります。周辺機器は一般に、異なるより堅牢なプロトコルを備えた同等品よりも安価です (ただし、美観は劣ります)成功）。

コインの裏を返せば、データ交換のセキュリティが欠如しているため、住宅セキュリティの分野ではこれを避けることをお勧めします。それにもかかわらず、これは、比類のない使用量と価格の比率を備えた追加のソリューションであることに変わりはありません。

Wi-Fiとは何ですか?

机上では、Wi-Fi には利点しかありません。これは世界中で知られ使用されているプロトコルであり、特に大量のデータの高速転送を可能にします。バージョン6では…しかし、それは可能な限りエネルギーを消費します。 Z-wave ボックスであろうと HomePod であろうと、デバイスがホーム オートメーション コントローラーに接続されている場合、ステータスに関する情報を報告できるように常に起動している必要があります。これにより、ネットワーク内の多くのモジュールが効果的に除外されます。

したがって、Wi-Fi はホーム オートメーションにおける理想的なプロトコルとは考えられず、代わりに継続的な電力を必要とする接続されたオブジェクトに使用されることになります。私たちは特にエンクロージャーについて考えていますネストオーディオ、その代わりに、ネットワークの要素を音声で制御します。サーモスタットインテリジェント、カメラ、ビデオ ドアベル、シャッター スイッチ...ネットワークの 2.4 GHz 帯域が過負荷になっていない限り、ホーム オートメーション システムに統合できる接続オブジェクトは多数あります。

そして、100% Wi-Fi ホーム オートメーションに屈しないもう 1 つの理由があるとしたら、インターネット プロバイダーを変更し、50 台のデバイスを 1 つずつ再度関連付けなければならない日を想像してみてください。これから何時間も楽しめます。

Bluetoothとは何ですか?

ほぼ普遍的であり、人類の大部分によって日常的に使用されている、ブルートゥースホームオートメーション環境では、Wi-Fi と同様に設定が簡単で、すべてのスマートフォンで認識されますが、完全なシステムの充電を保持することはできません。

距離が限られており、近接する必要があり、Bluetooth 経由で接続されたホーム オートメーション デバイス (歯ブラシ、バランス、電球、ソケット、センサーなど）相互に通信できないため、集中型ホームオートメーションネットワークの構築が不可能になります。ただし、常に「しかし」があるため、例外も存在します。もちろん、最も注目に値するのは Apple が開発した HomeKit です。通常の Bluetooth よりも消費電力が 10 分の 1 である Bluetooth Low Energy (BLE) を使用すると、HomeKit 互換モジュール (およびそれらのみ) をダッシュ​​ボード内でグループ化し、シナリオの作成やデバイス間の対話を許可することができます。

しかし、Bluetooth はまだ最後の言葉を述べていません。私たちは、メッシュ ネットワークを作成する最近の Bluetooth Mesh を使用した製品の一般化を待っており、100% Bluetooth ホーム オートメーション ソリューションの構築を目撃します。

エンオーシャンとは何ですか?

868.4 MHz 周波数のもう 1 つの低消費電力無線プロトコルである enOcean には、特にエネルギー効率の向上が求められているこの時代において、計り知れない利点があります。そのモジュールはバッテリーもワイヤーも不要です。実際のところ、enOcean モジュールは完全に可動式であり、電気スイッチも含めて自由に移動できます。さらに、家にいくつかの電池式センサーがある人は、故障の不安や、もちろん専門店でしか販売されていない適切な電池を探すことの不安を知っています。電池の煩わしさはもうありません。生態学的観点から見ると、これにより資源が節約され、汚染源が 1 つ減ります。したがって、enOcean デバイスは、太陽光、スイッチを押したときに生成される機械エネルギー、さらには温度差などのエネルギー回収によって電力を供給されます。

これらのモジュールが動作に必要なエネルギーを蓄えることで自給自足でき、メンテナンスが不要であれば、他の品質も備えていますが、残念ながらいくつかの欠陥があります。良い面としては、enOcean は屋内で 30 m、屋外で 300 m の範囲があり、その周辺機器には必ずしも制御するホーム オートメーション ボックスが必要ありません。ドングルUSB または Leroy Merlin Enki ボックスに直接統合されているプロトコルを見つけてください。 Wi-Fi リピータとしても機能します。欠点としては、ステータス フィードバックがすべてのデバイスに実装されているわけではないため、特定のセキュリティ関連のセンサーやリモート コントロール (このシャッターを閉じた?) の場合に煩わしい場合があります。これらのモジュールは一般に、他のプロトコルの同等品よりも高価であり、ホーム オートメーションの優れた基本を必要とします。

チップ (Connected Home over IP) とは何ですか?

2021 年に向けて発表されたプロトコルの中のプロトコル。今日、消費者向けホーム オートメーションがさまざまなエコシステムで利用できるようになった場合、チップ (Connected Home over IP) は、これまで互換性のなかった接続オブジェクトの相互運用性を可能にすることを目的としています。この分野の約 150 社、主に Samsung、Google、Apple、Ikea、Huawei、Comcast、Legrand、Signify の協力の結果、この新しい標準には、Zigbee Alliance と Silicon Labs (Z-の権利所有者) も参加しています。 wave)、近い将来、ホームオートメーションの民主化と一般化が可能になる兆しです。

複雑なチップには、Wi-Fi、イーサネット、Bluetooth Low Energy、Zigbee のような低消費電力メッシュ ネットワークの作成を可能にする新しいプロトコルである Thread など、いくつかの構成要素が含まれています。通信と IT の最大のプレーヤーがこの究極のプロトコルに到達した場合、歴史的な標準の将来は破壊される可能性がありますが、ユーザーの生活は簡素化される可能性があります。もう選ぶ必要はありません。幅広いチップアクセサリの恩恵を受けるにはまだ数年かかりますが、Apple は新しい製品で最初のマイルストーンを設定したばかりです。ホームポッドミニ、葉の電球を制御することができます。

ハイテク製品を購入するすべての人が抱く、実存の究極の問い、つまり次世代を待つことが急務なのか? に立ち返る、ユニバーサル ホーム オートメーションへの第一歩。

コネクテッド ホームにはどのプロトコルを選択する必要がありますか?

ホームオートメーションで使用される通信プロトコルは複雑ですか?机上ではそうかもしれませんが、実際はそうではありません。これらを理解するということは、まず市場で入手可能な製品のジャングルをナビゲートできるようになり、そして何よりも、次の点で間違いを犯さないことを意味します。
アクチュエータまたはセンサーと、所有または取得予定のシステムとの互換性。いつものように、重要なことはプロトコルではなく、インストールの用途と希望です。

簡単に言えば、ユニバーサルなホームオートメーションは存在せず、今後も決して存在しないでしょう。しかし、マルチプロトコルのホーム オートメーション ボックス、または少なくともスケーラブルな、Z-wave、Zigbee、enOcean、Wi-Fi、さらには Homekit の間を行き来できるものを選択することで、原子性頭痛に近づき、回避することができます。しかし、それはまた別の話です。