Din varukorg är för närvarande tom!
Tekniker som hjälper dig skapa ett smartare och tryggare hem.
Hemautomation – Del1 – Trådlösa protokoll
Det här är ett inlägg som funnits på bloggen under många år, nu gör jag ett försök att uppdatera viss informationen här. Det som du sedan hittar under informationen ”gammal information” har jag inte kollat mer på ännu.
För att bespara dig tid så har jag nu börjat samla relevant information om trådlös teknik i den här tabellen. Du kan där få en bild över en teknik och på en väldigt hög nivå sedan avgöra vilken som kanske passar dina behov bäst.
Teknik (mer om trådlös teknik här) | Fördel / nackdel | Värt att veta |
WIFI | Etablerad teknik som ofta kopplar ihop sig med ditt hemma nätverk. Sensorer med Wifi använder ofta mer batteri än motsvarande med tex Zigbee eller Z-Wave Ofta frekvensen 2.4Ghz som används, men på senare tid så har 5Ghz börjat dyka upp med för smart hem enheter. Krypterad kommunikation | Använder ditt befintliga wifi hemma, men kan vara begränsat till 2.4ghz frekvensen. Nyare routrar hemma använder ofta 5Ghz vilket kan ställa till det. |
Z-Wave | Gammal och välbeprövad teknik som tyvärr har tappat popularitet på slutet. Använder 868Mhz och har mycket bra batteritid med möjlighet att bygga ett ”mesh nätverk”. Krypterad kommunikation | Nyligen open source och Home Assistant har börjat stödja projektet aktivt, vilket kan göra att det är en teknik att snart räkna med igen |
Zigbee | Zigbee använder sig av 2.4Ghz frekvensen med men bygger på en annan teknik vilket gör att du behöver en kontroller för att ta emot. Idag den ledande standarden på marknaden. Även den kan bygga ”mesh nätverk” för att få bra täckning. Krypterad kommunikation | De flesta aktörer på marknaden idag använder sig av den här tekniken. Så ska du börja på något nytt så kolla att du siktar på den här tekniken |
Bluetooth | Även den använder sig av 2.4Ghz, men baserar sig på samma standard som tex din telefon använder. Få lösningar idag som har gjort implementationer som gör att du kan få ”mesh nätverk”, även om det finns stöd. Krypterad kommunikation | Det börjar dyka upp en del intressanta tekniker på marknaden som använder sig av bluetooth. |
433Mhz | Den kanske äldsta och första riktigt etablerade frekvensen som många enheter använda från start. Dock en teknik som var enkelriktad och du fick som standard inte svar på om en enhet fått kommandot du skickat. Men mycket bra batteritid. EJ krypterad kommunikation som standard i de felsta implementationer. | Väderstationer och tekniker som ofta skickar öppen data har ofta använt sig av 433Mhz och även jag har några få enheter kvar eftersom de fyller ett värde. |
Vill du komplettera med något eller känner att det inte stämmer, lämna gärna en kommentar eller kontakta mig så uppdaterar jag tabellen.
Vill du stötta mej och hjälpa bloggen framåt? Här är några sätt som verkligen uppskattas av mig
Följ min resa till ett smartare hem via mina sociala medier
Gör som andra och prenumerera på min blogg via mail! Du får den senaste infon om smarta hem som mail och behöver inte längre hålla koll på bloggen för att hänga med.
Intressanta inlägg inom smarta hem
Här är några av de inlägg jag tycker är passande utifrån den årstid vi är på just nu. Här kan du få inspiration för att komma igång med olika projekt & spännande lösningar.
Intressanta sensorer på bloggen
Jag har testat många sensorer på bloggen, här ser du några av dom. Är du intresserad av att veta vad vi tycker om respektive sensor så klicka på bilden för att få veta mer.
Gammal information
Protokoll
Z-Wave, ZigBee, Nexa, WeMo, AllSeen, MySensor, EnOcean, Bluetooth, WIFI…. Listan kan göras oändlig eftersom luften är ”fri för alla”!
Hur ser det ut idag
Ny teknik uppfinns, detta innebär nya förutsättningar och utmaningar. Enheters kommunikation och kompatibilitet till Gatewayen (kontroller) är väldigt viktig i det smarta hemmet.
Gatwayen är den viktigaste komponenten för att kommunicera med sensorer. Det populäraste sättet idag att kommunicera med sensorer och givare är trådlöst (gäller ej företag). Kommunikationen sker i regel på någon av följande tre frekvenser i Europa: 2.4GHz, 868MHz, 433MHz. Frekvensen används som databärare mellan produkter som företag tillverkar.
Räckvidden och mängden energi som krävs för att skicka data på de olika frekvenserna skiljer en del (kommer att skriva mer om detta nästa del/post).
Enheter som idag kommunicerar med hjälp av WIFI har i 99% av fallen strömmatning via elnätet och inte batteri, medan en temperatursensor i regel drivas av batteri i flera år utan problem, enhetens batteritid beror till stor del på hur mycket energi som krävs för att leverera data.
Nästa utmaning är säkerhet och kryptering mellan enheter. Smarta dörrlås bör vara krypterade så grannens Nexa fjärrkontroll inte öppnar dörren av misstag (Kommer att skriva mer om detta i nästa del/post).
Säkerhet är en mycket viktig aspekt i det smarta hemmet. Rätt kryptering och säkerhet till rätt ändamål. Det behövs inte en 128Bits kryptering på datat temperatursensor lämnar (så vida inte nått MYCKET viktigt styrs med hjälp av datat!), medans dörrlåset bör ha en stark kryptering(så vida det inte är en dörrlås innanför skalskyddet). Som sagt rätt kryptering till rätt ändamål.
Filmen visar hur ett dörrlås öppnas av en ”hacker” (ca 41 minuter in).
Tyvärr kan inte alla protokoll och frekvenser vara bra på allt. Lösningen är helt enkelt att nyttja styrkorna hos olika frekvenser och protokoll där dom passar bäst. Tillverkare väljer tyvärr att implementera olika tolkningar av protokoll eller skapa helt egna. Detta skapar stora problem i hemautomationssystem eftersom Gateways inte alltid har stöd för alla protokoll och frekvenser…
Större aktörer skapar därför standarder som andra tillverkare kan välja att följa för att göra enheter kompatibla mellan varandra.
Dom tre stora ”Allianserna” gällande protokoll: ZigBee, Z-Wave och AllSeen
Z-wave Alliance
Sigma’s Z-Wave alliance har funnits sedan 2005 och har idag ca 325 företag och över 1350 enheter som uppfyller Z-Wave certifieringen. Certifieringen bekräftar att enheter fungerar med andra enheter med certifieringen, även om enheten tillverkas av andra företag.
Information om protokollet
- Strömsnål kommunikation med ”full mesh” utan korrdinerande nood (dvs ta emot ett meddelande och skicka det vidare).
- Frekvensen där enheterna jobbar är på under 1GHz (868Mhz i Sverige), detta gör att enheterna minskar risken att kollidera med annan trådlös teknik eftersom frekvensbandet är relativt ”ledigt”.
- Klarar att skicka data i upp till 100kbps med en AES128 kryptering, IPV6, via multipla kanaler.
- Fullt kompatibel genom lager 6, med bakåtkompabilitet till alla tidigare versioner av protokollet.
Protokollet består av tre lager: Radio, nätverk och applikation. Detta skapar ett tillförlitligt nätverk för transport av data, vilket även tillåter sensorer och enheter att kommunicera samtidigt.
Radiolagret: Definierar hur signalen ska hantera nätverket och hur den fysiska sändarhårdvaran ska kommunicera. Detta innefattar exempelvis: frekvens, kodning, hårdvaruaccess, osv
Nätverkslagret: Definierar hur data ska skickas mellan enheter. inkluderat Adresser, nätverks id, eventuell routing, osv
Applikations lagret: Definierar vilka meddelanden som ska hanteras av specifik programvara för att utföra en handling, exempelvis aktivera en strömställare eller släcka en lampa.
(Läs om hela protokollet i detalj)
Z-Wave är ett slutet protokoll. Det krävs utvecklarlicens för att få veta hur Z-Wave enheter ska kommunicera. När en utvecklarlicens köps så kräver Z-Wave Alliance (Sigma) att ett sekretessavtal skrivs. Detta nekar rättighet att sprida information om hur protokollet är uppbyggt. För konsumenter är detta inte ett stort problem, men för folk som gillar att bygga egna IOT lösningar så försvårar det…
Z-Waves målenheter.
ZigBee Alliance
Under slutet av 90 talet så började många företag att inse att Bluetooth och WIFI inte passade till mindre batteridrivna enheter. Behovet som många företag letade efter va ett ad-hoc och själv hanterande trådlöst protokoll. Under början av 2003 infördes standarden IEEE 802.15.4. År 2004 hade ZigBee Alliance ca 100 företag med i alliansen i ca 22 länder, redan året efter i April 2005 hade 50 företag till anslutit till alliansen. I Juni 2005 släpptes specifikationerna för ZigBee kallat ”ZigBee 2004 specifications”, detta uppdaterades till ”ZigBee 2006 Specifications” i september 2006. År 2007 släpptes ”ZigBee PRO” (läs om skillnaderna mellan Zigbee 2006 och ZigBee PRO).
ZigBee är ett trådlöst protokoll som möjliggör kommunikation enhet till enhet ad-hoc. Algoritmen som används i protokollet möjliggör automatiskt uppbyggnad av ett låghastighets ad-hoc nätverk. I större installationer så kan nätverket bestå av flera cluster, (Enheter grupperar ihop sig där dom når varandra och bildar därigenom ett ”cluster”). ZigBee protokollet konfigurerar enheters radiotid till att blir så minimal som möjligt, detta för att spara batteri.
Enheter som agerar Proxy för att vidarebefordra meddelanden har en högre aktiv radiotid, medans enheter längst ut på nätverket ”sover” större delen av tiden eftersom dessa inte proxar data.
(Läs om hur protokollet fungerar i detalj)
Protokollet valdes av Philips ”The Connected Lightning Alliance” som standardprotokoll. Philips har helt valt att styra hue enheter med hjälp av ZigBee protokollet.
Information om Protokollet
- Som standard nyttjas 2.4GHz frekvensen enligt IEEE 802.15.4
- 16 kanaler finns att tillgå på frekvensen.
- Upptäckningsmekanism med full programbekräftelse.
- Flertalet tekniker för att skicka data, inklusive breadcast.
- Nyttjar standardiserad AES-128 säkerhets protokoll (symmetriskt kryptering) .
- Klarar att styra ca 65000+ enheter i samma nätverk.
- Räckvidden 10 – 100 meter.
ZigBee 2012 specification
Green Power, tryckknappen ger nog med energi för att tända lampan med hjälp av Proxys (gif bild).
Information om ZigBee och hur dom tycker protokollet ska nyttjas.
AllSeen Alliance
AllSeen Alliance är en Open Soruce organisation med många stora företag bakom sig, för tillfället anser AllSeen att alliansen är det största industrisamarbetet inom området. Målet är att bygga ett protokoll som möjliggör ”IOE” (Internet of Everything), ett universellt utvecklingsramverk som klarar en mycket bred flora av enheter och utmaningar.
Organisationen har även valt att skapa en frivillig certifiering som tillverkare kan välja att följa. Skillnaden mellan Z-Wave och AllSeen är att AllSeen är Open source och går att ladda hem från AllSeen. AllJoyn är ett resultat av Open Source arbetet.
Protokollet bygger på ”transport-layer-agnistic” och fungerar på alla typer av enheter som stödjer en IP Stack (Wifi, Wifi-Direct, Ethernet och Powerline). Protokollet är plattformsoberoende och inte bundet till ett visst operativ. Det är utvecklat för att fungera på Microsoft Windows, Linux, Andriod, iOS, OS X, Open WRT bland annat. Mycket fokus läggs på mobilitet. AllJoyn Routers (annat namn för tjänster eller deamons) är det sätt sensorer och givare exponeras med.
(Detaljerad information om AllJoyn)
I följande PDF visas hur protokollet ska ”brygga” och förenkla kommunikationen, genom att skapa ”interface / gränssnitt” även förenkla för utvecklare.
Tanken med AllSeen protokollet som ska knyta samman olika enheter, märken och operativ.
Filosofin bakom AllSeen.
Sammanfattning:
Följande bild visar de olika alliansernas protokoll sida vid sida på ett övergripande sätt, protokollen har egenskaper som är bra och mindre bra.
Summering
Min slutsats efter att ha hållit på med hemautomation i några år och läst på en hel del om protokoll:
- Det finns inte något universellt protokoll, frekvens eller lösning!
- Det krävs Gateways (kontrollers) med stöd för många typer av tekniker, protokoll och att dom är ”öppna” för förändringar.
- Fundera vad systemet ska uppfylla just nu, fundera även på behov några år framåt, utifrån det välj teknik som passar.
I kommande delar kommer jag att skriva om bland annat: MySensor, Bluetooth LE, WIFI, säkerhet, kryptering, Gateways(kontrollers).
Kom gärna med önskemål!.
Visa att vi gör ett bra jobb
Gilla sidan på för att inte missa nästa del i serien om Hemautomation, du visar även för oss att vi gör ett bra jobb med sidan.
Vill du stötta mitt bloggande om smarta hem? Swisha några kr för att täcka driftkostnaden för bloggen eller göra det möjligt att
köpa enheter att skriva om, båda är mycket uppskattade och gör att den här bloggen går att driva utan reklam.
För att stötta så Swisha på: 070547006
Stort tack om du väljer att stötta bloggandet.
// Markus
Om du sett nått som inte stämmer eller nått som verkar konstigt tveka inte på att skriva det så rättar jag!
Källor:
- Technical Direct
- QualComm / AllJoyn
- Time.Com
- tomsguide.com
- Z-Wave
- Vesternet.com
- ZigBee WIKI
- eetimes.com
- zigbees.com
- AllSeen Gateway
I mer än 10 år har Markus Jakobsson delat med sig av erfarenhet inom smarta hem på bloggen. Markus har testa det mesta och lärt sig massor på vägen, kunskaper och erfarenheter han delat med dig här på bloggen.
Favoriter inom smarta hem just nu:
Xiaomi Mi Flora
Raspberry Pi 5
Homey
Home Assistant
Displayen LYWSD03MMC
Hoppas du uppskattade innehållet och fick nytta kunskapen vi delat med oss på Automatiserar.se.
Stort tack för att du tog dig tid att läsa vårt inlägg.
Med vänliga hälsningar Markus Jakobsson
Allt går att automatisera!
Har du precis börjat med smarta hem eller redan kommit en bit på resan? Läs mina dedikerade guider om smarta hem. Dom ger dig kunskaper och insikter som hjälper dig fatta rätt beslut i din resa.
Kommentarer
10 svar till ”Hemautomation – Del1 – Trådlösa protokoll”
[…] finns inte tillgänglig i Sverige ännu, men i England finns den. SmartThings ska klara av både Zigbee och Z-wave Se videon för att få en inblick i hur den […]
[…] Protokoll är ett minst sagt ett lika stort ämne som kontrollers! Vi har tidigare gjort en djupdykning i olika protokoll, där finns en hel del information om dom populäraste protokollen som Z-wave, Zigbee, WIFI, […]
[…] bridge klarar inte bara av Nexa enheter på 433 och 868MHz utan även Z-Wave […]
[…] lösa problemet. Med hjälp av den och en scene jag tidigare skapat i Vera kunde jag larma av via Z-wave. Jag har gjort så att när man sätter Vera i ”home” ska en scene alltid triggas. Den […]
[…] Vad jag kan förstå så är inte 433Mhz enheten en ersättare för RFXTRX som många idag använder för att kommunicera med Nexa och andra 433Mhz enheter (vilket är lite synd!). Priset på en temperatursensor på 433Mhz ligger på ~100kr medans en på z-wave eller Zigbee ligger på mycket mer. Jag använde tidigare Viking tempratursensorer vilket jag var mycket nöjd med. Är du intresserad att veta mer om trådlösa protokoll som används kan du läsa om det här: https://www.automatiserar.se/hemautomation-del1-tradlosa-protokoll/ […]
SUPERBRA sida om hemautomation.
Precis det jag har letat efter.
Väl strukturerad och väl komplett information om hemautomation.
Många väl valda länkar att gå vidare på.
Bygg hemskt gärna på den med senare teknik, det här är ett ännu hetare MYCKET område nu än 2015.
Gärna fler riktade artiklar, t.ex. om hur man kan styra värme med öppna system.[…] När vi började bloggen var det vanligaste strömbrytarna styrda med en 433Mhz fjärrkontroll, dessa finns även idag i en uppsjö varianter. Fjärrkontrollen skickade kommandon till strömpluggen via en signal på 433Mhz. […]
[…] är den största fördelen med att ha sensorn kopplad via protokollet Z-wave istället för […]
[…] visar jag ett exempel på hur man kan använda en 433Mhz dörrklocka för att registrera mängden regn (min designade och utskrivna regnsensor) . Att […]
[…] några år sedan skrev vi en längre artikel om protokoll för uppkopplade enheter, syftet då var att ge en inblick i vilka fördelar olika protokoll har mot varandra. Nu är det […]
Intressanta sensorer på bloggen
Jag har testat många sensorer på bloggen, här ser du några av dom. Är du intresserad av att veta vad vi tycker om respektive sensor så klicka på bilden för att få veta mer.
Vill du lära dig mer om smarta hem
och inte riskera missa några nyheter?
prenumerera då på bloggen via mail.
Taggar:
Gör ditt hem Smartare med några av dessa tillbehör
Jag har testat många enheter som gör min vardag lite enklare och smartare, vissa bra och vissa mindre bra. Många är helt vanliga enheter som fått smarta funktioner eller tekniker installerad. Något som jag sedan försöker använda för att göra familjens vardag enklare och vårt hem smartare. Är du intresserad av att se vad du kan göra med dessa enheter så klicka på bilden för att läsa mer om hur vi upplever den.
Gateway / Kontrollers & mjukvaror
Det finns idag en uppsjö tekniker och enheter på marknaden, tyvärr så finns det inte någon perfekt lösning ännu, utan varje lösning har sina styrkor och svagheter. För att du lättare ska kunna välja vilket spår som passar dig så har jag samlat alla tekniker jag testat och en bra sammanfattning om dom. Utifrån det kan du själv avgöra vad du anser mest lämpat. Är du osäker på vart du ska börja så kolla in min nybörjarguide om smarta hem, där får du tips på vad du ska leta efter och fundera över innan du kör igång.
Lämna ett svar