Система «умный дом» - один из самых популярных систем автоматизации жилья и бытовых систем. Сегодня это система, которая обеспечивает взаимодействие бытовой электроники, освещения и климатического оборудования, системы безопасности. Ее использование позволяет значительно повысить уровень энергосбережения, а также защиту жилого здания либо коммерческого или складского помещения. Причем, адекватных альтернатив, создающих максимальный комфорт и уют при минимальном участии в управлении жильем со стороны домочадцев, «умному дому» на данный момент практически и не существует. 
Один из самых важных моментов в процессе монтажа смарт системы – выбор формата подключения задействованного оборудования и гаджетов к центру обработки информации и управления. Проводное подключения посредством кабеля сегодня уже практически не используется из-за сложности проведения монтажных работ. Сегодня золотой стандарт – беспроводное подключение на удаленной основе. Для этого обычно используют удаленную точку доступа к Интернету или же различные радиоканалы. Какой из них для работы системы – можно определить исходя из технических особенностей того или иного стандарта и некоторых эксплуатационных нюансов.

Стандарт X10

Этот стандарт был изобретен еще в далеком 1975 году. Долгое время X10 активно использовали для решения самых разнообразных задач, сегодня же он востребован для проектирования систем «умный дом». Секретом его актуальности является необычная универсальность при малой стоимости. Для того, чтобы активировать систему, монтажникам не потребуется прокладывать отдельный кабель. Для стабильной передачи сигнала обычно пользуются электропроводкой помещения. Также можно использовать трансиверы, которые способны улавливать радиосигнал от беспроводных устройств, преобразовывать его в необходимый вид и посылать в электросеть. Эта функция применяется для обеспечения взаимодействия с датчиками и пультами, обеспечивающих дистанционное управление.
Х10 предлагает большое количество различных исполнительных модулей (актуаторов). Если их правильно подобрать, автоматика получает возможность руководить действиями электрических приборов, управлять освещением, отоплением, вентиляцией и системами охраны. Такой дом или квартира сможет сам принимать решение о необходимости полива садовых или домашних растений, открывать шторы, включать отопительную систему, зажигать свет. Специальные контроллеры следят за правильностью выполнения хода действий. Их работу можно запрограммировать, воспользовавшись специальным программным обеспечением, предварительно установленным на компьютера или планшете.
Из минусов такого стандарта отметим: достаточно низкая скорость передачи данных, что значительно снижает скорость взаимодействия между компонентами смарт системы. Так, отклик на какое-либо действие выполняется с задержкой приблизительно в одну в секунду. Так как передача действий выполняется последовательно друг за другом, то организовать сложное динамическое освещение с помощью данного протокола станет довольно сложно задачей. Еще один момент - для эксплуатации Х10 может понадобиться некоторая доработка электрической проводки.

Протокол KNX

Протокол KNX является весьма недешевым вариантом для организации системы умный дом. Тем не менее, этот протокол широко используется на Европейском континенте. Его функционал чрезвычайно широк, что значительно усложняет процесс проектирования и монтажа. Передача данных осуществляться через специальную шину (витую пару), электросеть либо же радиоканал. Для удобства чаще всего используют шину. По стандарту предусмотрены разные виды топологии сети. По итогу система должна обладать личным источником питания, но без наличия центрального контроллера. То есть, взаимодействие сенсоров и исполнительных модулей происходит напрямую. KNX отлично впишется в автоматизацию крупных зданий и помещений, ведь одна сеть может объединять до 58 тысяч устройств. Актуаторы отличаются между собой, поэтому дом можно заполнить большим количеством нестандартных и при этом функциональных вещей.

Протокол Wi-Fi

Сегодня протокол Wi-Fi можно найти практически в любом «умном доме». Этот стандарт обеспечивает высокие скорости и надежность подключения всех устройств. Именно он связывает смартфон или планшет с системой, которая уже является автоматизированной. При использовании смартфона или планшета управлять такой смарт системой можно практически из любой удаленной точки (естественно, при наличии стабильного подключения к Интернету). Такой формат значительно удобнее, чем, например, использование для управления персонального компьютера, сенсорной панели или пульта дистанционного управления и голосового помощника. Все, что для этого понадобится – специальное программное обеспечение, скачанное с Google Play Маркет или App Store.
Иногда Wi-Fi используется, чтобы наладить связь с теми устройствами, которые могут работать самостоятельно без помощи системы «умный» дом. Единственное ограничение при использовании Wi-Fi протокола – сложности подключения в формате сложной разветвлённой системы. Для подключения к единому центру управления придется каждый гаджет и девайс обеспечить собственным модулем связи. А это выльется в копеечку. Кроме того, беспрерывная работа этого стандарта связи весьма энергозатратна, что отразится на увеличении коммунальных расходов за электроэнергию. 

Протокол ZigBee

ZigBee - один из протоколов связи по радиоканалу, который отлично зарекомендовал себя в рамках концепции «умный» дом.  Посредством этого стандарта можно подключать датчики, потребляющие минимальное количество электроэнергии (так как большую часть времени находятся в спящем режиме). Для того, чтобы проснуться и заработать, им необходимо время до 15 миллисекунд. Благодаря их ячеистой топологии сети и ее отдельным компонентом, практически каждый подключенный прибор может стать посредниками сигнала от одного компонента к другому. Еще одна важная характеристика протокола ZigBee – для созданной на его основе смарт системе присуща самоорганизация и самовосстановление. Так, например, в случае, если произойдет поломка одного-двух элементов, это никак не отразится на функционировании всей системы в целом. Ячеистая топология увеличивает область покрытия беспроводной сети, поэтому ZigBee целесообразно устанавливать в крупных рабочих помещениях.
Составляющими смарт системы могут быть координаторы, маршрутизаторы и конечные приборы. При этом координаторы осуществляют управление в сети, а посредники выполняют роль маршрутизаторов. Эти компоненты должны быть постоянно подключены к сети, так как на них ложится ключевой объем работы по организации системы. Конечными приборами являются различные датчики и контроллеры исполнительных устройств. Они могут выполнять работу, питаясь энергией от батареек или аккумулятора.
Из недостатков протокола ZigBee отметим высокую вероятность несовместимости приборов от разных производителей. 

Протокол Z-Wave

Этот протокол беспроводной связи напоминает ZigBee. Характеризуется малым количеством потребляемой электроэнергии, поддержкой топологии в виде ячеек. Стандарты сопоставляются по их стоимости. Конечно, при детальном исследовании технических характеристик можно обнаружить значительные отличия. Так, например, у Z-Wave существует следующая особенность: все приборы (независимо от производителя) основываются на беспроводных модулях Sigma Designs. Кроме того, к сожалению многомилионной армии пользователей, для этого стандарта значительно меньше программных разработок, чем для протокола ZigBee. Тем не менее, самым важным преимуществом протокола Z-Wave, в отличии от его ближайших конкурентов, является гарантия полной совместимости всех подключенных компонентов. Проще говоря, Z-Wave представляет собой основу оригинального конструктора, предназначенного для наполнения системы «умный» дома. Все что вам понадобится – лишь приобрести необходимые приборы, девайсы и гаджеты, а затем интегрировать их в единую сеть. 

Протокол Insteon

Протокол Insteon на протяжении последних нескольких лет активно используется в США, однако в России он появился относительно недавно. Дело в том, что в первоначальной версии он несовместим протоколами с отечественными электрическими сетями. 
При отсутствии такого конфликта проводная и беспроводная сеть работают одновременно и являются дополнением друг друга. Такой подход позволяет увеличить надежность работы всей «умной» системы. Протокол Insteon обладает ячеистой топологией и совместим с устройствами Х10. Кроме того, можно сформировать работоспособную сеть даже если не пользоваться центральным контроллером.
Insteon жестко стандартизирован, компоненты для него можно приобретать постепенно. Серьезный минус для отечественного пользователя -  проблемы с доступностью необходимого оборудования в России.

Протокол X13HOME

Протокол X13HOME обладает модульной структурой, совместим с Arduino. В наличии централизованное управление, с помощью которого можно контролировать действие отдельных компонентов или всей системы.
 Сердцем X13HOME является так называемый брокер сообщений, который принимает поступающие мессенджи и сигналы, а затем отправляет их своим подписчикам.
Для настройки системы используется визуальный язык программирования Logram. Такой подход позволяет откладывать алгоритмы в режиме настоящего времени. Используемые открытые протоколы MQTT и MQTTS позволяют расширять систему различными интегрируемыми компонентами. 
В ядре располагаются модули, которые выполняют рассылку и подключение. Модули расширения представляют собой Persistent Storage, который сохраняет состояние системы при повторном запуске MQTTS Aggregated Gateway. Также присутствует и XBee Gateway, с помощью которого организуется связь с подключенными приборами.
В аппаратной части имеется универсальный радио модуль, который включает в себя микроконтроллер и трансивер. Его предназначение - автоматическое отключение и включение освещения в помещении. Его можно использовать периферийно или же подключать к персональному компьютеру. При отключении центрального питания, такие модули могут работать автономно, запитываясь энергией от батареек или аккумуляторов.

В завершении

Эксперты рынка отмечают, что использование радиоканала для подключение девайсов и гаджетов к системе «умный» дом на сегодняшний день является наиболее эффективным и надежным вариантом. Тем не менее и такой формат подключения не является панацеей. Из общих минусов «умного» дома на радиоканале отметим высокую стоимость системы и самого профессионального монтажа. Тем не менее, система «умный» дом на радиоканале позволяет в прямом смысле этого слова упростить жизнь человека и оптимизировать решение повседневных бытовых задач и ведение домашнего хозяйства. 
Итак, наверняка, вам удалось сложить общее представления о стандартах связи, используемых в процессе создания системы «умный» дом. Для того, чтобы выбрать оптимальный для себя вариант, соответствующий поставленным вами задачам и конфигурации дома, обязательно проконсультируйтесь у профильных инженеров.