Przyzwyczailiśmy się już bardzo mocno do galopującego postępu technologicznego. Co roku nasze smartfony rozwijają swoje umiejętności, otrzymują dokładniejsze wyświetlacze, skanery 3D, samochody prowadzą się same, zegarki monitorują nasze tętno i ekg. W tym wyścigu, od kilku lat, coraz szybszego tempa nabiera rozwój Internet of Things (IoT) oraz „Smart home”.
Czym jest Internet of Things (IoT)?
IoT czyli „Internet rzeczy”, to sieć powiązanych ze sobą urządzeń różnego typu, które mogą współpracować poprzez wysyłanie, odbieranie i przetwarzanie danych, a zaimplementowane w naszym domu tworzą tak zwany „Smart home”, czyli dom inteligentny. Ich głównym zadaniem jest zwiększenie komfortu życia, ale i nie tylko. Dzięki IoT możemy znacząco zwiększyć bezpieczeństwo naszego domu, zmniejszyć zużycie jego energii oraz efektywniej zarządzać czasem (a jak wszyscy wiemy, „czas to pieniądz”).
Krótki rys historyczny Internet of Things
Koncepcja inteligentnego budynku nie jest najnowsza, jej początki sięgają lat 70 XX wieku, a narodziła się ona w Stanach Zjednoczonych. Początkowo dotyczyła tylko sektora przemysłowego, ale z czasem była implementowana w innych miejscach tj. budynki biurowe czy prywatne. System opierał się o sieć czujników i detektorów, które były połączone z głównym komputerem zarządzającym. Początkowo do głównych zadań należało utrzymanie bezpieczeństwa poprzez kontrolę dostępu, kontrola przeciwpożarowa, zarządzanie zasilaniem, systemy alarmowe, system monitoringu oraz utrzymanie sieci teleinformatycznych.
Niestety implementacja systemu zarządzania budynkiem (Building Management System – BMS) nie należała do grupy najtańszych inwestycji, gdyż urządzenia były drogie, a do ich montażu wymagani byli różni specjaliści. Problem stanowiło też rozplanowanie całej instalacji, która musiała być na wstępie dokładnie przemyślana, gdyż rozszerzanie jej w trakcie użytkowania, mogło wiązać się z uciążliwymi pracami remontowo-budowlanymi. Jeszcze dekadę temu, implementacja BMS wiązała się z instalacją szafy serwerowej w domu, gdzie należało przeprowadzić odpowiednią ilość przewodów w ścianach, aby połączyć wybrane urządzenia z komputerem sterującym.
Ostatnie kilka lat pokazują, że to podejście do tematu zmieniło się o 180 stopni. Powoli odchodzi się od przewodów, gdyż coraz więcej urządzeń może komunikować się między sobą za pomocą fal radiowych, a do ich grupy dołączają nowe akcesoria. Kwestia zarządzania również uległa zmianie. Nie potrzeba zamawiać wizyty programisty, aby zaimplementował nowe scenariusze (np. oświetlenia świątecznego), ale można zakupić centralę sterującą i za pomocą wizualnego edytora dodać wybrane funkcjonalności samemu. Każdy Pan domu, który szczyci się swoimi umiejętnościami jako „złota rączka”, powinien bez większych problemów opanować bloki warunkowe. Dla prawdziwych „komputerowych maniaków” istnieją rozwiązania open-source które można zaimplementować na komputerach typu Raspberry Pi. Czy to nie brzmi kusząco?
Lista najciekawszych rozwiązań, czyli co autor chciałby zaimplementować u siebie
Jako, że jestem szczęśliwym posiadaczem własnego „M4” (które jest nadal w budowie ☹️), to bardzo poważnie zacząłem się zastanawiać nad różnymi rozwiązaniami które mógłbym zaimplementować w moim domu. Istnieje wiele centrali które produkowane są przez największych producentów takich jak: Amazon, Apple, Xiaomi, Fibaro, Phillips i innych, a koszt ich zakupu jest naprawdę atrakcyjny. Jeszcze kilka lat temu ceny takich urządzeń mogły osiągać kilka tysięcy złotych, jednak w 2021 możemy zakupić porządną centralę już za 500 zł! To z pewnością konkretny postęp, biorąc pod uwagę fakt, że urządzenia te są znaczne odporniejsze na ataki cyfrowe, a na pewno są bardziej inteligentne niż ich poprzednicy. Umiejętności rozpoznawania mowy i intencji zostały w przeciągu tych kilku lat mocno doszlifowane, dlatego sterowanie głosowe może dostarczyć dużo przyjemności.
Łatwizną byłoby jednak korzystanie z rozwiązań dostarczanych przez znane korporację, dlatego jak przystało na artykuł autorstwa programisty, wspomnę szerzej o rozwiązaniach otwartoźródłowych. Ktoś z czytelników zapewne zada sobie sakramentalne pytanie „po co to wszystko?”, dlatego już spieszę z odpowiedzią. Powodów do korzystania z rozwiązań open source jest kilka. Pierwszym z nich, i wydaje mi się że najważniejszym, jest ochrona naszej prywatności. Korzystając z „hub’u”, który zlokalizowany jest u nas w domu i nie łączy się z żadnymi zewnętrznymi serwisami, możemy odciąć się od dostarczania gigabajtów informacji na temat nasz i naszej rodziny. Przekreślamy możliwość profilowania i uczenia się naszych nawyków, a co za tym idzie, zmniejszamy szanse na atakowanie nas reklamami i wszelkiego rodzaju informacjami. Oczywiście dla części osób taki stan rzeczy może być w pełni akceptowalny. Kolejnym atutem rozwiązań otwartoźródłowych jest sama społeczność. Istnieją fora, które pomogą osobom rozpoczynającym swoją przygodę z systemem Smart Home, a programiści cały czas integrują nowe urządzenia. Idąc tym tropem, kolejnym atutem jest fakt, że centrale otwartoźródłowe pozwalają na większą/szerszą integrację. Jest ona tym samym trochę bardziej skomplikowana, niż w przypadku komercyjnym, jednak w dobie wzrastającej cyfryzacji, coraz więcej ludzi potrafi pisać i czytać kod oraz rozumie na czym polega programowanie. Przyjemność korzystania z własnego, inteligentnego domu na pewno z nawiązką zrekompensuje trudy własnoręcznego skonfigurowania centrali.
Istnieje kilka popularnych rozwiązań do stworzenia własnego inteligentnego domu. Dwa najbardziej rozwinięte z nich to „OpenHab” i „Home Assistant”. Oba z nich można uruchomić na systemach operacyjnych: Windows, macOS i Linux, ale istnieje też możliwość postawienia ich na: Raspberry Pi, Docker i innych. Obie platformy posiadają bardzo dużą ilość integracji, gdzie Home Assistant obsługuje ponad 1700 urządzeń, a OpenHab korzysta łącznie z prawie 3000 serwisów i urządzeń. Wszystkie nasze urządzenia możemy monitorować i kontrolować w dedykowanych aplikacjach mobilnych. Community obu platform również jest imponujące, ponad 20 000 członków Home Asisstant i ponad 30 000 OpenHab na pewno pomogą rozwiązać wszystkie problemy, które mogą pojawić się w trakcie implementacji inteligentnego domu. Te dwa rozwiązania nie są oczywiście jedynymi na rynku, nie należą też do najprostszych w implementacji, ale postanowiłem je tutaj wymienić, ponieważ wydają się one na ten moment najbardziej rozwinięte spośród całej reszty. Platformy działają na podobnych zasadach i ich głównym celem jest integracja z jak największą ilością urządzeń i jak największa swoboda w kreowaniu własnego doświadczenia Smart Home. Wierzę, że na takich fundamentach można stworzyć fascynujące scenariusze do naszych domów, a jak wszyscy wiemy, wyobraźnia nie lubi ograniczeń.
Przybliżyłem Wam temat centrali, czas teraz na część poświęconą samym urządzeniom. Od kilku lat jesteśmy coraz bardziej zalewani urządzeniami z etykietą Smart, dlatego urządzenie inteligentnej części domu, może stać się jeszcze ciekawsze. Pierwsza sfera o której napiszę jest poświęcona bezpieczeństwu. Producenci elektroniki udostępnili szeroki wachlarz kamer, czujników ruchu oraz czujników dymu, które możemy bez problemu zintegrować z naszymi hubami open source, lub korzystać z nich przy pomocy aplikacji dedykowanych.
Źródło: Amazon
Płacąc około 300 zł, jesteśmy w stanie znaleźć do naszego domu kamerę która ma możliwość obracania się w wybranym przez nas kierunku oraz poinformuje nas kiedy wykryje ruch, ale jeżeli Drogi Czytelniku masz przysłowiowego „węża w kieszeni” to znajdziesz tańsze rozwiązania już od 100 zł! Czujnik dymu to koszt około 300/400 zł. Takim niewielkim nakładem finansowym możemy znacząco podnieść standard bezpieczeństwa i zniwelować ewentualne późniejsze koszty strat.
Bezpieczeństwo jest ważne, ale nie zapominajmy o komforcie. Atmosferą domu może zarządzać zestaw termostatów montowanych przy urządzeniach grzewczych. Ich koszt waha się pomiędzy 100 a 400 zł. Oczywiście znajdziemy na rynku droższe rozwiązania, ale skupmy się na rozwiązaniach bardziej przystępnych dla przeciętnego Kowalskiego. Do salonu lub sypialni, autor z wielką chęcią zaimplementowałby żarówki, których barwę i jasność można kontrolować. Daje to bardzo fajne pole manewru do tworzenia np. oświetlenia kinowego lub na specjalne okazje takie jak święta czy urodziny. Koszty takich żarówek to 80-150 zł za sztukę, czyli nie mało, ale efekty mogą być piorunujące. W połączeniu z przypomnieniem o rocznicy ślubu, które można zaimplementować w naszych centralach, panowie będą mogli zabłysnąć w te ważne dni. :)
Nie wszyscy mamy możliwość posiadania własnego ogrodu, a wielu ludzi interesuje się ogrodnictwem i chciałoby posiadać własną grządkę. Są osoby które nie mają „ręki do roślin”, dlatego producenci sprzętu elektronicznego wyszli im naprzeciw i opatentowali doniczki smart. Takie akcesorium może zapewnić roślinom odpowiednią wilgotność gruntu przez cały czas, a w razie niedoboru światła słonecznego, będzie je dodatkowo wspierać światłem sztucznym. Dla osób które bardziej interesują się danymi z gleby istnieją czujniki wbijane w glebę, które dostarczą szereg informacji na temat zawartości składników odżywczych, czy wilgotności. W tej dziedzinie ceny wahają się znacznie bardziej, w zależności jakie akcesorium chcielibyśmy nabyć. Koszt doniczek inteligentnych może się wahać od 200 do ponad 1000 zł, same czujniki do gleby to około 100 zł.
Podsumowanie
To oczywiście tylko część z listy urządzeń, ponieważ istnieją inteligentne: odkurzacze, kosiarki, stacje pogodowe, wszelkiego rodzaju rodziny czujników ruchu, dymu, dźwięku, akcesoria przeznaczone do zabawy dla dzieci, ale nawet dla zwierząt.
Pewne jest, że w najbliższej przyszłości będziemy świadkami kolejnych innowacji technologicznych, które sprawią ze koszty akcesoriów będą taniały, a same urządzenia będą udoskonalane. Tym samym zapraszam Cię drogi Czytelniku, do zastanowienia się jak mógłby wyglądać Twój dom inteligentny.
Sprawdź koniecznie artykuł o wykorzystaniu rozszerzonej rzeczywistości.