Wartość globalnego rynku inteligentnych urządzeń domowych w 2020 roku wyniosła 68,8 miliarda dolarów. Przewiduje się, że do roku 2028 osiągnie poziom aż 156,6 miliarda dolarów. To mnóstwo pieniędzy zainwestowanych w poważne ulepszenia w domu! Nasze domy szybko przechodzą z poziomu szkoły podstawowej do wyższej, a niektóre z nich od razu robią doktorat.

Rys. 1. Koncentratory inteligentnego domu mogą zasilać zarówno urządzenia służące do kontroli temperatury i głośności w poszczególnych pomieszczeniach, jak i oświetlenie oraz zabezpieczenia

Technologie inteligentnych domów ewoluowały przez lata, by osiągnąć obecny poziom. Wszystko zaczęło się od Wi-Fi, które otworzyło drogę do stosowania prostych urządzeń, takich jak inteligentne termostaty. Obecnie można zautomatyzować w domu niemal wszystko – od wideofonów do drzwi, przez automatyczne systemy zraszania, inteligentne oświetlenie i asystentów głosowych, aż po aktywowane głosem baterie wodociągowe.

Współcześni konsumenci poszukują w swoim codziennym życiu rozwiązań cechujących się łącznością z siecią, wydajnością i niezawodnością. W artykule przyjrzymy się najnowszym technologiom, opcjom łączności i protokołom na rynku inteligentnych urządzeń domowych.

Łączność ma znaczenie

Gdy urządzenia inteligentnych domów pojawiły się na rynku, Wi-Fi było świetnym rozwiązaniem, ponieważ większość ludzi posiadała w domu sieć. Jednak wraz z rozwojem branży szybko zrezygnowano z tego rozwiązania z powodu wysokiej energochłonności. I choć jest to dobre rozwiązanie dla produktów i urządzeń na stałe podłączonych bezpośrednio do źródła zasilania, w przypadku czujników i produktów zasilanych bateryjnie Wi-Fi nie jest najlepszym wyborem.

Kolejnym problemem związanym z Wi-Fi jest konieczność przyznawania dostępu do sieci Wi-Fi każdemu urządzeniu. Jeśli chcemy wyposażyć cały dom w inteligentne oświetlenie, musimy przyznać dostęp do sieci każdej żarówce indywidualnie! A co, gdy nadejdzie czas zmiany hasła do sieci domowej? Trzeba będzie ustanowić połączenie z każdą żarówką, czujnikiem i innymi urządzeniami!

Dużo lepszym standardem łączności, zarówno z punktu widzenia oszczędności energii, jak i wdrażania do użytku, okazał się Bluetooth. Jest on ponadto powszechnie dostępny – większość ludzi ma smartfony i inne urządzenia wyposażone w Bluetooth. Dobrze sprawdza się również w fazie wdrażania do użytku. Można połączyć żarówki lub dowolne inteligentne urządzenia z telefonem, automatycznie połączyć go z siecią Wi-Fi, a on zawsze rozpozna Twoją sieć domową za pośrednictwem Bluetooth.

Uproszczenie protokołów inteligentnego domu

Podstawową cechą urządzeń inteligentnego domu jest prostota. Konfiguracja i obsługa musi być łatwa, ponieważ ludzie używają ich dla wygody, a nie przygody z programowaniem. Jeśli konfiguracja będzie kłopotliwa, ludzie po prostu nie skorzystają z nich. Zatem od samego początku motorem napędowym było dążenie producentów do uproszczenia procesu konfiguracji i bezproblemowego użytkowania tych urządzeń w życiu codziennym.

Rys. 2. Panele słoneczne będą nadal zyskiwać na popularności zarówno ze względu na oszczędność, jak i zrównoważony rozwój

W miarę poszerzania asortymentu inteligentnych urządzeń współdziałających z coraz większą liczbą produktów, producenci zaczęli wprowadzać protokoły przeznaczone specjalnie dla inteligentnych domów, takie jak Zigbee i Z-Wave. Pozwoliło to na zaprojektowanie i ochronę własnych rozwiązań. Protokoły inteligentnych domów stanowią język, w którym urządzenia komunikują się ze sobą.

Korzystanie ze wspólnego „języka” przez wszystkie urządzenia znacznie zwiększa wygodę użytkowania. Jeśli wszystkie urządzenia w domu mówią tym samym językiem i łączą się z jednym „koncentratorem” połączonym z domową siecią Wi-Fi, użytkownik może sterować całym systemem z jednego miejsca, zamiast każdym urządzeniem osobno.

Problemy pojawiają się jednak, gdy inteligentna brama garażowa posługuje się jednym protokołem, a inteligentne żarówki innym. Nagle właściciel domu do sterowania wszystkimi „inteligentnymi” urządzeniami musi używać szeregu aplikacji, np. Zigbee, Wemo, Smart Things, Ecobee, GE, Alexa i wielu innych. Wracamy zatem do punktu wyjścia – użytkownik musi stać się programistą lub deweloperem, by uzyskać jakąkolwiek wygodę użytkowania systemu. Wprawdzie początkowo zastrzeżone protokoły były dobrym pomysłem, ale ostatecznie komplikują one jednak życie konsumentom.

Interoperacyjność jest kluczowa

Największym wyzwaniem w upowszechnianiu inteligentnych urządzeń domowych jest zapewnienie współdziałania wszystkich elementów. Na szczęście staje się to coraz prostsze. Interoperacyjność i możliwość współpracy wielu urządzeń różnych producentów w ramach jednego systemu to najważniejszy czynnik umożliwiający uproszczenie środowiska użytkownika.

We w pełni zautomatyzowanym inteligentnym domu znajdą się zarówno produkty zasilane z sieci – np. żarówki – jak i produkty na baterie – np. czujniki temperatury. Jednak gdy sieć rozszerzy się na zewnątrz domu, m.in. o kamery czy systemy nawadniania, wymagania dotyczące zasięgu przekroczą możliwości technologii Bluetooth i Wi-Fi.

Rys. 3. Inteligentny dom przyszłości będzie pozbawiony koncentratorów i w pełni interoperacyjny

Nowym protokołem na rynku, bardziej „otwartym” i nastawionym na interoperacyjność jest Matter. Jego zaletą jest użycie każdego podłączonego urządzenia jako koncentratora rozszerzającego sieć. Tak więc system nawadniania za oknem kuchennym może komunikować się z połączoną żarówką w kuchni, która następnie połączy się z całym systemem. Protokół bowiem nie jest wymaga żadnego centralnego koncentratora.

Matter jest systemem bezkoncentratorowym, dlatego inteligentna jest sama sieć, a nie aplikacja hosta działająca na telefonie, tablecie czy komputerze. Przykładem takiej sieciowej inteligencji może być włączenie telewizora i Netflixa (lub polecenie wykonania tych czynności pilotowi z usługą Alexa), które spowoduje automatyczne zamknięcie żaluzji, przyciemnienie świateł do wybranego „trybu filmowego” i zamknięcie wszystkich drzwi na klucz. Wszystkie elementy są wytwarzane przez różnych producentów, a jednak współdziałają ze sobą, co stanowi ich największą zaletę.

Na interoperacyjność nakłada się jeszcze warstwa sztucznej inteligencji, która sprawi, że konsumenci nie będą musieli aktywnie zarządzać urządzeniami. Na przykład jeśli czujnik ruchu wykryje domownika na parterze, zastosuje preferowane ustawienie temperatury w tamtej części domu. Sieć i czujniki z czasem będą uczyć się nawyków i zachowania właściciela domu i dostosują otoczenie do jego upodobań.

Podsumowanie

Najprościej rzecz ujmując, sprzęt i urządzenia inteligentnego domu pod wieloma względami nie zmieniły się, ale postęp w dziedzinie oprogramowania przyniósł nowy poziom inteligencji, funkcji i możliwości. Konsumenci mogą mieć obawy przed automatyzacją w ich domach, ale prawdopodobnie zwycięży wygoda i użyteczność. Firmy wprowadzają również coraz nowsze zabezpieczenia mające zagwarantować użytkownikom ochronę ich prywatnych informacji.

Barierą dla masowej popularyzacji będą również ceny. Z każdym dniem omawiane urządzenia stają się coraz tańsze, jednak nadal stanowią inwestycję, a konsumenci muszą zdecydować co jest dla nich ważne. Interoperacyjność będzie sprzyjać obniżeniu cen i ułatwi stosowanie różnych urządzeń, umożliwiając korzystanie z produktów różnych producentów.

Na szczęście technologie te będą się wzajemnie uzupełniać przez długi czas. Konsumenci nie będą zmuszeni do zakupu wszystkiego na raz, ale będą mogli z biegiem czasu rozbudowywać swoje systemy. Firma Digi-Key stale wspiera innowacje w dziedzinie urządzeń IoT oraz projektów przyszłości przeznaczonych dla wielu branż i zastosowań. Zapewnia także materiały edukacyjne na temat nadchodzących technologii.