Sterowanie wszystkim z jednego miejsca. Integracje systemów smart home

Mnogość dostępnych rozwiązań – od prostych, sterowanych przez aplikację punktów oświetleniowych po skomplikowane systemy wykorzystujące energię słoneczną i działanie pomp ciepła – sprawia, że kluczowe jest zapewnienie możliwości ich współpracy i programowania z jednego, wspólnego "serca" całego systemu smart home. Czy to jest możliwe? Jak najbardziej, o czym można się przekonać na przykładzie działania systemu Sinum, polskiej firmy TECH Sterowniki.

Falowniki w instalacji fotowoltaicznej, pompy ciepła, regulatory temperatury, programatory oświetlenia, sprzęt audio i TV – te i wiele innych urządzeń, które składają się na współczesny inteligentny dom, muszą ze sobą współpracować. Tylko wtedy można w pełni wykorzystać potencjał wynikający z pracy tych nowoczesnych urządzeń. Aby być najbardziej efektywne, muszą one działać w oparciu o instrukcje wysyłane z jednej centrali, która "wie wszystko" i umożliwia pełną optymalizację takiej współpracy.

Jak to się dzieje, że za pomocą takiej centrali możemy sterować tak różnymi urządzeniami, jak pompa ciepła czy falowniki z jednej strony, a np. systemy audio z drugiej? Kluczem jest tutaj znalezienie wspólnego języka, jakim mogą porozumiewać się te urządzenia. Na rynku od lat istnieje kilka standardów, które są wykorzystywane przez producentów sprzętu smart home. Dzięki temu jedne firmy mogą oferować urządzenia, które bez problemu zintegrują się ze sprzętem innych. Wystarczy, że obie strony wykorzystają określony standard porozumiewania się, czyli tzw. protokół komunikacyjny.

Najbardziej popularny to znane od wielu lat Modbus RTU/TCP oraz HTTP/MQTT. Przyjrzyjmy się ich możliwościom na przykładzie systemu Sinum, oferowanego przez polską firmę TECH Sterowniki, która jest producentem urządzeń sterowania m.in. ogrzewaniem czy oświetleniem oraz wielu innych, składających się na cały system inteligentnego domu.

Wszystko w jednej centrali

System Sinum opiera się na możliwości sterowania działaniem wielu urządzeń z jednego miejsca, którym jest centrala EH-01. To ona odbiera dane od podłączonych (przez kabel lub bezprzewodowo) elementów systemu i pozwala na sterowanie nimi, ustawianie automatyzacji i analizowanie ich działania, np. pod kątem optymalizacji kosztów.

Centrala umożliwia komunikację z różnymi urządzeniami i modułami, zarówno od Sinum, jak i od innych producentów. Zbiera i analizuje dane oraz umożliwia sterowanie sprzętem dzięki wykorzystaniu standardowych protokołów oraz własnego protokołu komunikacji RS.

Dzięki temu użytkownicy mają dostęp do centrali zarówno lokalnie, jak i zdalnie, mogą sterować całym domem za pomocą smartfona, tabletu lub komputera z dowolnego miejsca na świecie. Mają też możliwość wprowadzania harmonogramów, automatyzacji i scen do posiadanych urządzeń.

Komunikacja pomiędzy samymi urządzeniami (takimi jak sterowniki i czujniki ogrzewania czy oświetlenia) odbywa się przewodowo lub bezprzewodowo, a centrala ma różne porty komunikacyjne, w tym cztery gniazda RS do komunikacji z urządzeniami firmy TECH Sterowniki. Obsługuje też dodatkowe wejścia MODBUS do sterowania urządzeniami zewnętrznymi, gniazda USB i port na kartę microSD, co umożliwia zapisywanie ustawień i pobieranie logów z pracy urządzenia.

To wszystko daje ogromne możliwości konfiguracji urządzeń podłączonych do centrali dzięki wykorzystywaniu przez nią popularnych protokołów komunikacyjnych, o jakich wspomnieliśmy na początku, a którym teraz przyjrzymy się nieco bliżej.

Protokół Modbus RTU/TCP

Modbus jest jednym z najstarszych i najbardziej sprawdzonych protokołów komunikacyjnych używanych w automatyce przemysłowej i systemach zarządzania budynkami. Został opracowany jeszcze w latach 70. przez firmę Modicon jako prosty, niezawodny sposób komunikacji między sterownikami logicznymi a innymi urządzeniami.

Modbus RTU (Remote Terminal Unit) pozwala na komunikację z wieloma punktami na jednej linii szeregowej. Jest kompatybilny z różnymi urządzeniami, takimi jak sterowniki czy czujniki. Nie wymaga przy tym zaawansowanego sprzętu ani dodatkowej infrastruktury sieciowej.

Modbus TCP (Transmission Control Protocol) to wersja protokołu Modbus przeznaczona do komunikacji za pośrednictwem sieci ethernet. Dzięki temu jest idealnym rozwiązaniem dla nowoczesnych systemów automatyki przemysłowej i budynkowej, w których można wykorzystać istniejącą sieć. Modbus TCP oferuje szybką i niezawodną transmisję i pozwala na zastosowanie standardowych mechanizmów bezpieczeństwa sieciowego.

Protokół Modbus umożliwia zdalne monitorowanie i sterowanie maszynami i urządzeniami przemysłowymi oraz zbieranie danych z różnych sensorów i urządzeń pomiarowych. Jest często używany do kontroli systemów oświetlenia i klimatyzacji w budynkach, umożliwia monitorowanie zużycia energii i optymalizację systemów energetycznych. Pozwala też np. na monitorowanie i sterowanie systemami nawadniania lub kontrolowanie systemów fotowoltaicznych.

W systemie Sinum centrala komunikuje się za pomocą tego protokołu z takimi urządzeniami jak pompy ciepła, rekuperatory, klimatyzatory czy liczniki energii.

Protokół HTTP/MQTT

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) to protokół komunikacyjny używany do przesyłania danych w sieci internet. Jest to podstawowy protokół używany do komunikacji między serwerami a klientami w sieciach komputerowych – korzystamy z niego za każdym razem, gdy przeglądamy strony internetowe na naszym komputerze czy smartfonie. Umożliwia zdalny dostęp do urządzeń smart home za pośrednictwem przeglądarki internetowej lub aplikacji mobilnej. Dzięki niemu urządzenia te mogą łatwo komunikować się z innym sprzętem i serwisami internetowymi.

Z kolei MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) to lekki protokół komunikacyjny, który jest szczególnie przydatny w aplikacjach IoT (Internet Rzeczy) ze względu na swoją efektywność i niskie zużycie zasobów. Umożliwia szybką i niezawodną komunikację w czasie rzeczywistym między sprzętem smart home. Jest skalowalny i może obsłużyć tysiące urządzeń komunikujących się jednocześnie.

HTTP i MQTT umożliwiają tworzenie zaawansowanych scenariuszy automatyzacji, pozwalając urządzeniom komunikować się ze sobą i podejmować decyzje bez interwencji użytkownika. Dzięki wykorzystaniu tych protokołów urządzenia smart home mogą być zintegrowane z różnymi usługami internetowymi, takimi jak serwisy pogodowe, kalendarze czy platformy mediów społecznościowych, co pozwala na tworzenie jeszcze bardziej zaawansowanych scenariuszy automatyzacji.

TECH SBUS i RS

Firma TECH Sterowniki wykorzystuje w systemie Sinum nie tylko powszechnie używane protokoły, o których wspomnieliśmy powyżej, ale też korzysta z własnych standardów. Jednym z nich jest szyfrowany protokół komunikacyjny TECH SBUS, dzięki czemu do centrali systemu Sinum można podłączyć dodatkowe moduły i urządzenia.

System korzysta dodatkowo z protokołu TECH RS, który daje wiele dodatkowych możliwości, pozwalając na jeszcze bardziej efektywną pracę centrali i umożliwiając wzbogacenie go o nowe funkcje. Dzięki niemu można podłączyć do centrali Sinum aż cztery urządzenia firmy TECH Sterowniki, np. listwy do ogrzewania podłogowego, rekuperatory, sterowanie pompą ciepła czy kotłem peletowym. W ten sposób można połączyć z nimi pracę innych elementów systemu ogrzewania (choćby czujników czy regulatorów temperatury w pokojach w systemie ogrzewania strefowego) i tworzyć automatyzacje i sceny dobrane do potrzeb.

Nieograniczone możliwości

Dziś coraz więcej domów wykorzystuje urządzenia sprawiające, że stają się one w większym lub mniejszym stopniu "smart". Korzystamy ze sterowanych aplikacją systemów oświetleniowych czy grzewczych. Możemy zaprogramować przez telefon poranne włączenie się systemu audio, by wstawało nam się przyjemniej. Zdalnie włączamy i wyłączamy zabezpieczenia antywłamaniowe czy czujniki pożarowe albo otwieramy smartfonem drzwi do domu, jeśli stoimy w korku, a przed drzwiami czekają niezapowiedziani goście.

Stąd już tylko jeden krok do tego, by wszystkie te elementy zgrać w jeden system, taki jak Sinum od firmy TECH Sterowniki. Umożliwia on pełną integrację i optymalizację różnych urządzeń domowych. W jednym miejscu, za pomocą centrali EH-01, użytkownicy mają pełną kontrolę nad swoim domem, niezależnie od tego, czy chodzi o oświetlenie, ogrzewanie czy systemy audio.

Dzięki zastosowaniu protokołów Modbus RTU/TCP oraz HTTP/MQTT system Sinum gwarantuje nie tylko bezproblemową komunikację między urządzeniami różnych producentów, ale także oferuje zaawansowane możliwości automatyzacji i zdalnego sterowania. Dodatkowe rozwiązania, takie jak własny szyfrowany protokół komunikacyjny umożliwiają rozbudową o dodatkowe moduły i urządzenia, co sprawia, że system Sinum jest jednym z najbardziej zaawansowanych i elastycznych rozwiązań na rynku inteligentnych domów.