Lea esto primero, y le prometemos que en el próximo artículo, ¡la construcción de la casa inteligente también comenzará!

Hoy en día, el Danubio se puede bloquear con sistemas domésticos inteligentes. Lo bueno de esto es que los precios se han desglosado lo suficiente, y lo malo es que podemos llegar fácilmente a un callejón sin salida al elegir productos de un fabricante que desaparece del mercado en 1-2 años, y nos quedamos con un sistema completo que no es o solo muy difícil de desarrollar.

Xiaomi parece ser una buena opción en este sentido, ya que el fabricante chino se encuentra en un período de abundancia que, si continúa al nivel de los últimos años, no desaparecerá sino que barrerá los mercados de todo el mundo desde Estados Unidos hasta Australia.

En este artículo, resumimos brevemente lo que significa una casa inteligente, cuáles son los beneficios de construir una y para qué las usa la mayoría de las personas. Pero, por otro lado, también puede leer un poco sobre las tecnologías que ejecutan hogares inteligentes, como una especie de base, de modo que si ve palabras como Zigbee, no tenga que parpadear butano.

Introductorio, o que es una casa inteligente

Las casas inteligentes no son inventos de hoy. En los viejos tiempos, estos sistemas existían hace décadas, sin embargo, estaban bastante lejos de lo que hoy llamamos hogares inteligentes. El tema, anteriormente conocido como automatización de edificios, produjo cierta automatización con muchos relés, controles remotos infrarrojos y sensores. En comparación con estos, los sistemas actuales no son una gran mejora para el observador externo, al menos en términos de funcionamiento, ya que encienden las luces, mueven las persianas, configuran el aire acondicionado, encienden la alarma si una persona no autorizada ingresa al habitación o, por ejemplo, se produce un incendio. Aunque la operación no ha cambiado mucho de esta manera, la tecnología detrás de ella ha sido reemplazada por completo.

Comencemos por el hecho de que la construcción de una casa inteligente hoy será parte de un regimiento de un sistema antiguo. Esto no solo se debe al hecho de que los dispositivos en sí se han vuelto más baratos, sino también a que, debido al desarrollo de la tecnología, esencialmente todos los componentes pueden funcionar sin una fuente de alimentación externa e incluso sin ningún cableado. Debido a esto, la construcción fue extremadamente simplificada y, por supuesto, barata. En los sistemas inalámbricos actuales, diseñar conexiones logísticas entre dispositivos es un desafío mucho mayor que configurar una red física.

Me parece importante señalar que muchos sistemas profesionales todavía generan energía, que es incluso más complicado que un sistema tradicional de 220, ya que aquí trabajamos con un voltaje bajo de 5 voltios, que requiere 220 (más precisamente 230) voltios. AC 5 se convirtió a corriente continua. En este caso, podemos trabajar con un convertidor por habitación o apartamento, o podemos realizar la conversión para cada elemento del sistema de casa inteligente. La última solución es conveniente cuando, por ejemplo, los interruptores convencionales se reemplazan por interruptores inteligentes, porque el cableado del 220 ya está proporcionado.

¿Para qué utilizamos los sistemas domésticos inteligentes?

Al final del artículo, es de esperar que vea que los ecosistemas de hogares inteligentes en el campo de las relaciones logísticas, es decir, que un componente de un hogar inteligente que responde a otro componente está limitado solo por nuestra imaginación o, en el peor de los casos, por la solución de software detrás del hardware utilizado. Los campos de aplicación son tan amplios que ni siquiera pensaríamos.

¿Para qué utiliza la mayoría de las personas los sistemas domésticos inteligentes? Por supuesto, también hay encuestas en esta área, por lo que sabemos con certeza que la mayoría de la gente usa estos sistemas principalmente para tareas de seguridad. Esto no es sorprendente, ya que, como puede haber leído anteriormente, las soluciones que se utilizan hoy en día son inalámbricas y ni siquiera requieren energía para Xiaomi y muchos otros sistemas. Por ello, podemos construir sistemas completos en cuestión de segundos y muy económicos, que también incluyen sensores de apertura de puertas y ventanas, sensores de movimiento y cámaras. Este último, por supuesto, requiere una fuente de alimentación, razón por la cual puede leer en los detalles de la tecnología.

Estos sistemas domésticos que construimos difieren en una cosa de un monitoreo remoto tradicional en este momento, en que un equipo de patrulla está en espera en este último y se mudan a la propiedad en caso de una alarma. En nuestro caso, sin embargo, podemos monitorear el apartamento en vivo a través de cámaras, e incluso podemos grabar eventos en el apartamento de forma manual o automática. El sistema puede enviar una alarma a nuestro teléfono en tiempo real, sin demora, para que podamos alertar a la policía o, si es suficiente, al vecino.

La segunda área más común es el control de temperatura y las funciones de blindaje relacionadas. El tercero es el control de iluminación y el cuarto es multimedia.

Mi propia experiencia muestra que la mayoría de las personas huelen la iluminación con la tecnología del hogar inteligente, que se debe simplemente a que los teléfonos inteligentes son baratos, no requieren ningún otro dispositivo para usar en su teléfono o el software que se ejecuta en él.

Conceptos básicos de tecnología

En este capítulo, discutimos las tecnologías, específicamente las tecnologías inalámbricas, que se necesitan para construir una casa inteligente moderna. Creo que es importante decir algunas palabras sobre estos, pero si usted, querido lector, no tiene curiosidad, puede omitir esto con seguridad, porque para los sistemas Xiaomi, por ejemplo, es suficiente estar al tanto de la configuración del software, no No es necesario comprender la tecnología. Sin embargo, si tiene una mentalidad un poco técnica, continúe el artículo con el siguiente párrafo.

Tecnologías inalámbricas

Recuerdo que a principios de la década de 2000, cuando aparecieron los primeros dispositivos WiFi a un precio asequible, se necesitó mucha preparación y experiencia para armar un sistema que funcionara bien. El ancho de banda era estrecho y la intensidad de la señal era ridículamente débil. Por supuesto, ahora estamos hablando de dispositivos domésticos, los primeros enrutadores, AP. Además de Wifi, surgió más tarde una segunda tecnología inalámbrica, Bluetooth. Las dos tecnologías tenían en común la tecnología inalámbrica, pero el área de uso difería significativamente debido a la tecnología. Mientras que en el primer caso proporcionamos la conexión entre las redes informáticas y nuestros dispositivos, en el segundo, por ejemplo, creamos la posibilidad de transferencia de datos entre nuestro dispositivo móvil y la computadora.

Desde entonces, tanto Bluetooth como WiFi, es decir, dispositivos basados ​​en la familia estándar IEEE 802.11, han evolucionado. El primero ha podido manejar más conexiones en paralelo con más ancho de banda, y el segundo ofrece cada vez más ancho de banda, ahora, gracias a los sistemas multiantena, aprovechando las posibilidades que ofrecen las señales reflejadas.

Sin embargo, estos dos métodos, estándares o métodos no se han vuelto adecuados para construir un sistema doméstico inteligente inalámbrico con su ayuda. No hay nada de malo con un ancho de banda bajo o una conexión lenta. Los tres problemas principales son el diseño de la topología de la red, la asignación adecuada de los recursos de la red y el problema del suministro de energía.

Bluetooth se ha mantenido como una conexión PAN que nos permite establecer una conexión privada y, por ejemplo, transmitir audio desde nuestro teléfono a nuestros auriculares, mientras que WiFi sigue siendo un dispositivo para crear redes informáticas. Los dispositivos domésticos inteligentes funcionan de maneras fundamentalmente diferentes, tienen diferentes expectativas en lo que respecta a la conectividad de datos.

Tenemos dos expectativas importantes para las casas inteligentes. Uno es poder organizar tantos dispositivos como sea posible en una red, el otro es mantener el consumo de energía al mínimo. La primera condición no se cumple para Bluetooth y la segunda para WiFi, por lo que estos procedimientos pueden descartarse en la mayoría de los casos. Escribo eso en la mayoría de los casos porque, como puede ver, el WiFi tendrá una razón de ser en ciertas áreas.

Por lo tanto, fue necesario crear un estándar que proporcione conectividad inalámbrica, maneje muchos dispositivos y un bajo consumo de energía. Actualmente hay dos métodos disponibles para esto, Z-Wave y Zigbee. Conocemos este último porque lo encontramos con el sistema Xiaomi.

Tecnología Zigbee

La tecnología Zigbee está siendo desarrollada por 35 empresas, grandes nombres como Motorola, Honeywell o Philips, que están desarrollando la tecnología en una organización llamada Zigbee Alliance.

Basado en lo anterior, la tecnología Zigbee es una tecnología que permite conectar muchos componentes, donde un ancho de banda alto es mucho menos importante que hacer que los componentes se enciendan con la menor cantidad de energía posible. Al igual que WiFi, Zigbee se ha estandarizado y el estándar completo se ha marcado como 802.15.4.

Las redes Zigbee, como el WiFi tradicional, utilizan la banda de 2,4 GHz para la comunicación, pero la similitud aquí prácticamente termina aquí. Por ejemplo, en el caso de WiFi, creamos una red centralizada donde el ancho de banda del router se comparte entre los dispositivos conectados a él. Zigbee, por otro lado, crea una red en malla dispuesta en una topología en estrella, dentro de la cual incluso podemos establecer conexiones virtuales de igual a igual entre los nodos de la red. Simplemente tienes que pensar en una red de malla como una WiFi a la que cuantos más dispositivos conectes, más fuerte será. En el caso de la malla, los dispositivos no comparten el ancho de banda disponible, por el contrario, esencialmente todos los dispositivos conectados a la red amplifican aún más la señal. Se puede construir un máximo de 255 nodos de red alrededor de la unidad central en la red Zigbee. Esta unidad central se llama puerta de enlace entre los dispositivos Xiaomi.

La gran desventaja de Zigbee sobre WiFi sería el ancho de banda si Zigbee lo necesitara. Afortunadamente, no existe, porque las casas inteligentes no requieren una conexión permanente entre los elementos del sistema, o al menos no hay flujo de datos de forma continua en la red, y los paquetes de datos también son pequeños.

En la red Zigbee, se pueden distinguir dos dispositivos típicos en términos de tráfico de red. Una son las unidades que operan a intervalos irregulares, como los interruptores, que solo establecen una conexión con la unidad central cuando necesitan enviar un pulso. El otro grupo importante son los dispositivos que manejan el tráfico periódico, generalmente los diversos sensores que interroga el panel de control.

Por supuesto, también hay un tercer grupo, que por supuesto no es un grupo ya que contiene solo la unidad central. Esta es el alma de la red. Esta unidad debe tener una fuente de alimentación constante y una capacidad informática adecuada para manejar toda la red, hasta 255 nodos de red y los datos que transmiten, y el cifrado AES adecuado.

Dispositivos WiFi

Para Xiaomi, y por supuesto otros sistemas domésticos inteligentes, también encontramos dispositivos que utilizan una conexión WiFi tradicional. Es necesario acceder a estas unidades centrales, el Gateway, que también llega a nuestra red informática, el enrutador, por qué eso, un poco más tarde, y a los dispositivos que necesitan una fuente de alimentación continua de todos modos, como las luminarias. Para el segundo, dado que la fuente de alimentación es continua, WiFi es la solución más simple y económica, y para el primero, es importante que el tráfico al enrutador también requiera un gran ancho de banda debido, por ejemplo, a la radio de Internet incorporada.

En el caso de una unidad central, el ancho de banda también es particularmente importante porque, por defecto, todos nuestros dispositivos inteligentes se comunican con nuestro teléfono a través del servicio en la nube de Xiaomi. Gracias a esto, podemos acceder a los dispositivos inteligentes de los hogares de forma remota, encender o apagar el aire acondicionado, encender el robot aspirador, o incluso encender las luces durante las vacaciones para que nos sintamos como en casa.

¡Resumamos la tecnología!

El ecosistema del hogar inteligente de Xiaomi se compone de dos partes. Desde la topología en estrella, Zigbee, que crea una red en malla, y la red WiFi tradicional. Los primeros dispositivos funcionan sin cables y sin fuente de alimentación externa, la fuente de alimentación es proporcionada por una batería de botón, que en promedio puede durar medio o incluso dos años sin reemplazo. Estos últimos requieren una fuente de alimentación ininterrumpida de la red 220 como un dispositivo WiFi promedio.

El centro de la red es el Gateway, que también tiene conexiones WiFi y Zigbee. Esto se comunica con interruptores y sensores en el Zigbee, por ejemplo, y con luminarias y conectores inteligentes en redes WiFi, por ejemplo. Entre dispositivos, ya sean dispositivos Zigbee o WiFi, se pueden establecer incluso conexiones virtuales de igual a igual.

Ejemplos de cómo funcionan los dispositivos domésticos inteligentes

Aunque conservaré los ejemplos prácticos reales para las siguientes partes de la serie, aquí les citaré algunos ejemplos.

Aquellos que son nuevos en la tecnología del hogar inteligente son los primeros en comprar dispositivos WiFi con mayor frecuencia. Esto se debe a que no requieren una unidad central para usarlos, un teléfono que use la casa inteligente de Xiaomi es suficiente. Quizás sea sorprendente, pero también se pueden construir sistemas bastante serios con estos. Las luces inteligentes y los conectores inteligentes, como el control de aire acondicionado, funcionan en WiFi, pero también la unidad de infrarrojos, con la que esencialmente todos los dispositivos controlables por infrarrojos tradicionales se pueden integrar en el sistema de hogar inteligente.

Aquellos que estén contentos con estas herramientas seguramente ampliarán su sistema más adelante con las herramientas de Zigbee. Estos se pueden utilizar para encender directamente luminarias o controlar cámaras de seguridad, por ejemplo.

Como puede haber leído anteriormente, puede crear conexiones de igual a igual entre Zigbee, pero incluso entre dispositivos instalados en Zigbee y redes WiFi. En la práctica, esto significa, por ejemplo, que la conexión entre el sensor de apertura de la ventana y el purificador de aire se puede configurar para detener el purificador de aire cuando se abre la ventana. Además, por supuesto, se conservan las demás funciones establecidas del sensor de apertura de la ventana, como las relacionadas con el sistema de seguridad. Puede comenzar a grabar la cámara de seguridad, enviar una alarma a su teléfono.

También hay muchas funciones que se pueden configurar para luces inteligentes. Pueden responder a la música de la habitación, encenderla automáticamente cuando necesitamos levantarnos por la mañana o cambiar su brillo cuando entra una llamada en nuestro teléfono. De la misma forma, ya no será un problema llamarnos mientras ve la televisión, ya que la televisión se silenciará automáticamente cuando entre una llamada.

El aire acondicionado se apaga cuando abrimos la ventana, o se enciende en verano cuando salimos de casa desde nuestro lugar de trabajo, por lo que cuando lleguemos a casa seremos recibidos por un clima agradable.

Estas características pueden parecer complicadas, pero al final de la serie verás que podemos construir el sistema casi centavos, paso a paso, para que tampoco cargue nuestras billeteras. Quizás no sea irrelevante que un sistema de hogar inteligente completo y que funcione bien pueda arrojar mucho al precio de nuestro hogar, pero al menos lo hace más fácil de vender. Entonces, el punto es que obtenemos una casa más cómoda, habitable y valiosa con poca inversión.

En nuestro próximo artículo, conocimos el Xiaomi Gateway como un elemento básico del sistema. Si no quiere esperar hasta entonces, lea nuestro artículo sobre la aspiradora inteligente, las luces inteligentes y la luz inteligente de escritorio que se pueden integrar en el sistema, y ​​primero la primera pieza de nuestra serie de hogares inteligentes, ¡La favorita!

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