Как Мы Выбирали Компонентную Базу Для Умного Дома: О Датчиках И Контроллере

Сам датчик представляет собой простое устройство; разные компании производят примерно одинаковое качество, поэтому мы ориентировались на цену продукта – чем дешевле, тем лучше.

Ведь в конечном итоге за все заплатит клиент, а большой дом может потребовать сотни датчиков.

Если за каждого платить по 1000 рублей и больше, это будет недешево.

Еще один важный критерий — энергопотребление (наши датчики, например, работают от батареек).

Некоторые устройства размещаются в труднодоступных местах; постоянная замена батареек может стать неприятной проблемой.

Мы рассмотрели датчики, поддерживающие технологию ZigBee — наиболее энергоэффективный стандарт связи.

Таким образом, наши датчики могут находиться в спящем режиме, потребляя минимальное количество энергии, и переходить в режим приема-передачи только при необходимости.

А ZigBee, хоть и имеет низкую скорость передачи, считается вполне надежной, самовосстанавливающейся сетью, простой в развертывании и эксплуатации.

Xiaomi в лидерах - у них дешевый товар, большой выбор, можно даже заказать на Алиэкспресс.

Тем не менее, датчики должны быть легкодоступными и популярными.

Сами датчики бесполезны; они должны быть подключены к сети.

Поэтому дальше нам нужно определиться, какую элементную базу и зиг-бых SoC выбрать, чтобы протестировать этот стандарт связи.

Выбирали между кристаллами Texas Instruments и Silicon Labs. Потом мы стали смотреть, как обстоят дела с поддержкой этих микропроцессоров в России.

Когда вы начнете понимать, как они работают, могут возникнуть технические вопросы: здесь поможет подробная документация производителя.

Есть также некоторые комплектующие, которые сложно купить в России – нет прямых дистрибьюторов.

И это важно: вам нужно иметь возможность заключить партнерский договор: вы выбрали кристалл и договорились, что будете приобретать партию ежемесячно.

Соответственно, для вас сделают специальное предложение по ценам и т. д. Кстати, некоторые производители могут «подарить» тестовые образцы при регистрации проекта.

Мы в итоге обратились к дистрибьюторам Silicon Labs, можем заключить с ними договор, цены приемлемые, есть поддержка не только железа, но и ПО (всякие специализированные библиотеки, DLL - всё это облегчает жизнь разработчикам).

.

Далее нам понадобится электронная плата для работы с микросхемой.

Это долгий процесс.

А чтобы программисты могли сразу приступить к работе, Silicon Labs предоставляет, в частности, платы разработки (полный пакет для разработчиков) и драйверы.

Мы создали собственный модульный контроллер Kauri, чтобы он мог работать с максимально возможным количеством современных стандартов связи, необходимых для различных отраслей промышленности.

От логистики, где преимущественно используется LoRa, до розничной торговли, где необходима технология RFID. Нам также важно, чтобы контроллер работал автономно.

И, даже если с сетью возникнут проблемы, дом должен оставаться «умным» и безопасным.

Контроллеры Xiaomi, например, не предоставляют такого решения.

Всю информацию они передают на серверы в Китае (кстати, туда же можно отправить информацию о местонахождении жилья).

Контроллер Kauri управляет всеми устройствами в локальной сети ZigBee с помощью скриптов Python. Поэтому, если возникнут проблемы с Интернетом, система продолжит исправно выполнять свои задачи.

«Коробку» для самого контроллера — корпус — производят многие компании.

При его выборе лучше исходить из района эксплуатации – улица, дом.

Если контроллер будет размещен снаружи, выберите IP не ниже 65 (чтобы выдерживать дождь).

Подбираем контроллер для помещения (дома, завода, склада) с IP40. Если нам нужно герметичное устройство (для работы под водой), выбираем IP66. Выбирая жилье для комнаты, следует обратить внимание на ее внешний вид; в доме оно должно выглядеть эстетично.

И здесь мы думаем о безопасности.

Сама сеть ZigBee обеспечивает криптографическую защиту данных.

Совет по развитию является координатором сети Zigbee. Сеть может быть относительно открытой (ключи безопасности обмениваются при подключении нового датчика) или закрытой (ключи не обмениваются, то есть необходимый ключ безопасности встроен в сам датчик).

Недостаток открытой сети в том, что если кто-то сможет перехватить ключ в момент подключения, то расшифровать всю передаваемую информацию не составит труда.

И это особенно опасно, когда речь идет, например, о работе завода.

В нашем случае настройки будут заданы на уровне конфигурации сети, а это значит, что клиент сам выберет способ подключения датчиков и тип безопасности.

В России, к сожалению, не производят подходящие комплектующие.

Вся технология ZigBee, микропроцессоры, матрицы – все это принадлежит американцам.

В России микроэлектроника практически не развита; они даже резисторы не делают. Для космической отрасли производятся в основном отечественные комплектующие, и все это стоит сумасшедших денег.