Por que preciso de hubs para alguns dispositivos ao automatizar minha casa?

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Ao começar a automatizar sua casa, você descobre rapidamente que muitos dispositivos precisam de um hub ou ponte para funcionar corretamente. Por exemplo, as lâmpadas Philips Hue precisam de uma ponte , os August Smart Locks precisam de uma ponte diferente e algumas pessoas também compram hubs como o hub SmartThings ou Vera .

lotes de pessoas que parecem não ter a certeza se eles precisam de um hub quando começar a automatizar sua casa, mas muitas vezes as explicações não são claras.

Por que eu preciso de um hub ou ponte em vez de apenas conectar todos os meus dispositivos diretamente à minha rede doméstica?

Por exemplo, se eu tiver algumas lâmpadas Philips Hue, um Amazon Echo e um ecobee3 , como posso descobrir se preciso de um hub? Existe uma metodologia que me ajude a determinar qual hub é melhor?

Aurora0001
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Respostas:

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Tecnicamente, diferentes dispositivos se comunicam usando protocolos que não são baseados na Internet, protocolos proprietários e vinculados a diferentes ferramentas de administração.

A realidade é que, particularmente na IoT do consumidor, você está testemunhando uma importante batalha entre fornecedores que têm interesse em dominar o mercado da IoT (ou automação residencial) do consumidor. Os fornecedores de chipsets promoverão sua rede de rádio escolhida, os fornecedores de produtos promoverão suas ferramentas de gerenciamento e outros se posicionarão como o único centro para governar todos eles. As pessoas e as empresas de tecnologia de minnow se cansaram dessa tentativa de promover padrões, que geralmente são cooptados pelos principais players. Você verá isso onde cada 'padrão' tem uma página de 'aliança', que é a fonte de sua capacidade de produzir um padrão.

Não há um único hub, pois não há um único fornecedor. As pessoas precisam se comprometer com um ecossistema (ou dois) e esperar pelo melhor. Da mesma maneira que as pessoas se comprometem com o ecossistema móvel da Apple ou Android, elas se comprometem com um ecossistema de 'casa inteligente'. A Samsung quer ser a "Apple da IoT", a Philips também e muitas outras.

Embora haja esforços para padronizar, por causa das frustrações que você está questionando, é improvável que algum padrão apareça em breve e ainda mais improvável que seja um padrão verdadeiramente aberto.

Essa resposta pode parecer cínica e ter mais opinião do que fato, mas a IoT é um novo mercado com enormes recompensas para os fornecedores que dominam. Os usuários atuais da IoT são adotantes precoces que ficarão frustrados enquanto a batalha dos gigantes da tecnologia ocorrer. É importante entender o estado atual do mercado para ajustar suas expectativas enquanto avalia a tecnologia.

Simon Munro
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Geralmente, você precisa de um hub inteligente quando alguns de seus dispositivos não usam Wi-Fi e não conseguem se comunicar diretamente com sua rede doméstica. Muitos dispositivos, especialmente sensores e atuadores (como fechaduras e motores), usam outros protocolos como ZigBee , Z-Wave , Bluetooth e Thread , para que não possam "falar" diretamente com seu roteador Wi-Fi. O hub atua como um tradutor , podendo se comunicar com redes Wi-Fi e outros protocolos (quase sempre ZigBee e Z-Wave, mas às vezes outros também).

Qual é a diferença entre o Wi-Fi e esses outros protocolos?

O Wi-Fi funciona bem para aplicativos em que você está transmitindo muitos dados em toda a sua casa. Por exemplo, se você estiver transmitindo um vídeo pela sua casa, não terá problemas ao usar o Wi-Fi. Mas, conforme explicado pela Time , o Wi-Fi não é perfeito para todos os casos de uso:

"O Wi-Fi é uma rede doméstica", diz Chris Coley, principal engenheiro e arquiteto da Logitech. Principalmente usado para streaming de mídia, navegação na Web e outras atividades com muitos dados, é uma rede de alta largura de banda que consome muita energia. - assista à velocidade com que a bateria do seu laptop morre quando você assiste a um vídeo no Netflix.

Muitos produtos domésticos inteligentes evitam a conectividade Wi-Fi porque exigiriam que seus dispositivos tivessem uma fonte de energia dedicada ou uma bateria duradoura.

Seria muito caro se todos os dispositivos em rede em sua casa usassem Wi-Fi, e suas novas lâmpadas LED brilhantes usassem ainda mais energia do que as lâmpadas incandescentes antigas, então dispositivos como esse recorrem a outros protocolos, como o ZigBee ou o Z -Onda. As lâmpadas Philips Hue, por exemplo, usam o ZigBee , e é por isso que a ponte é necessária para "converter" de volta ao Wi-Fi, para que todos os outros dispositivos possam interagir com ele.

Você pode ver como o ZigBee e o Bluetooth se comparam na página 51 de Um estudo comparativo de protocolos sem fio: Bluetooth, UWB, ZigBee e Wi-Fi ; Na Figura 6, você pode ver que o Wi-Fi consome muito menos energia por megabit. Então, por que não usamos Wi-Fi para tudo? Se você observar a Figura 5, poderá ver que cada transmissão Wi-Fi usa muito mais energia que o ZigBee (o Wi-Fi usa cerca de 700mW, em comparação com o uso de energia do ZigBee inferior a 100mW).

Para sua lâmpada ou termostato, o Wi-Fi não faz muito sentido. Se o seu dispositivo está apenas enviando alguns bytes de dados (por exemplo, apenas um número), por que gastar muita energia em cada transmissão?

Em resumo: o Wi-Fi faz sentido quando você está enviando grandes quantidades de dados por longas distâncias. Seus dispositivos provavelmente não precisam fazer isso; portanto, outros protocolos fazem muito mais sentido .

O que mais os hubs fazem?

Alguns hubs, como o SmartThings , podem executar rotinas pré-programadas ('automações') e permitir que você personalize seu comportamento. Geralmente, os dispositivos fornecem IDEs ou editores para que você possa personalizar as regras.

Você poderá integrar-se ao IFTTT com alguns hubs (principalmente Wink e SmartThings ), que podem ser a maneira mais simples de vincular serviços se você não conseguir programar usando seus hubs.

Eu realmente preciso de um hub?

Isso realmente depende da sua configuração pessoal. Se todos os seus dispositivos usam Wi-Fi, então não, provavelmente não é necessário. Uma FAQ no Reddit tem uma explicação concisa:

Um paralelo próximo pode ser traçado entre um hub e um roteador Wi-Fi padrão. Em termos simples, ambos são caixas com rádios e um pouco de inteligência. Eventualmente, hubs e roteadores Wi-Fi podem se fundir em um único produto (na verdade, a linha de roteadores Almond da Securify já faz isso), mas atualmente a maioria das famílias precisará comprar um hub, porque nenhum outro dispositivo da casa possui os rádios necessários para fale com os vários interruptores e sensores. Além disso, o hub deve permanecer na casa para que a automação possa continuar mesmo quando não houver ninguém lá. Isso permite a simulação de presença no "modo de férias" ou pré-aquecimento ou pré-resfriamento da casa antes da chegada.

De fato: muitos hubs não apenas 'traduzem', eles também podem executar algum processamento e automatizar coisas que o fabricante não forneceu por padrão. Se você deseja a flexibilidade de personalizar como seus dispositivos funcionam e interagem, um hub é uma ótima idéia. Se você está planejando ter um assistente de voz (como uma Página inicial do Google ou Amazon Echo) e deseja obter o clima, provavelmente ainda não há necessidade.

Para descobrir qual hub você deve escolher, considere os seguintes pontos:

  • Quais protocolos seus dispositivos usam?
    Você deve poder procurar hubs compatíveis com um protocolo específico. Por exemplo, quando pesquisei "hubs Z-Wave", encontrei esta lista de produtos para que você possa obter orientações adicionais.

  • Seus dispositivos listam integrações específicas com um hub?
    Por exemplo, o ecobee3 lista especificamente o SmartThings e o Wink como compatíveis; você deve levar isso em consideração na sua decisão.

  • O hub que você está vendo permite automatizar as coisas de maneira simples?
    Alguns hubs podem usar uma linguagem de programação que você não conhece. Provavelmente é melhor evitá-los, caso contrário, você está preso a um dispositivo que não pode controlar!


Então, se isso era demais para ler:

  • As pontes geralmente apenas 'convertem' de um protocolo para outro e tendem a funcionar apenas com um dispositivo ou fabricante (por exemplo, a ponte Hue).

  • Os hubs podem traduzir e executar rotinas de automação, permitindo que seus dispositivos interajam de uma maneira mais complexa.

  • Para algo mais complexo que uma configuração trivial, você provavelmente precisará de um hub. Certifique-se de pesquisar para descobrir qual deles combina com você!

Aurora0001
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Com esta resposta, não consigo descobrir se esses hubs agem como pontes Ethernet simplesmente transferindo quadros Ethernet não modificados de um meio para outro, ou se agem como roteadores IP, ou talvez algo completamente diferente. Os pacotes trocados com cada dispositivo individual têm cabeçalhos Ethernet e / ou IP?
kasperd
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@ Kasperd: Eu acredito que depende do protocolo. Por exemplo, 6LoWPAN , usado pelo Thread, permite o encaminhamento direto para a Internet . Para hubs como o SmartThings, não acho que esse seja o caso; em vez disso, você envia seus comandos para o hub e o converte no protocolo correto (ZigBee, Z-Wave etc.) sem encaminhar diretamente nenhum pacote.
Aurora0001
@ Kasperd: Isso depende novamente do protocolo. Parece que você conhece a arquitetura típica de rede em camadas, então deixe-me explicar desta maneira: alguns desses protocolos podem ser apenas camadas físicas diferentes para quadros Ethernet padrão (semelhante à forma como o WiFi é compatível principalmente com as camadas superiores da Ethernet), então você precisaria apenas de uma ponte; alguns podem ser protocolos completamente diferentes que ainda transportam IP; depois, você precisaria de um roteador; e alguns podem ser protocolos completamente diferentes, não baseados em Ethernet ou IP; servidor de tradução de pilha completa.
Jörg W Mittag
Por exemplo, não consegui encontrar nada no Z-Wave que indique que está usando Ethernet ou IP. E um protocolo que definitivamente não é baseado em Ethernet ou IP é o X10. (Embora tecnicamente falando, qualquer protocolo que não é baseada em IP (o Internet Protocol) não é parte da Internet das Coisas, uma vez que não é parte da Internet.)
Jörg W Mittag