Smart Home (& Office) - průvodce světem chytrých domácností a kanceláří

Pohodlí Smart Home domácnosti

Ať už jde o domov, nebo práci, trávíme zde velkou část dne, týdne, roku, života. Kvalita takto stávaného času zásadním způsobem promlouvá do pocitu spokojenosti. Správně navržená smart home řešení přicházejí s prvky starající se o pohodlí i zdraví všech členů domácnosti i firmy.

1. Osvětlení

   Chytře navržené osvětlení se automaticky přizpůsobuje aktuálním potřebám a fázi dne. Funkce automatického nastavení intenzity a barvy osvětlení navodí pohodovou atmosféru, postupná redukce modrého spektra světla dopomůže s přípravou i oddálením spánku.

   Z pohledu efektivity, nemusíme svítit neustále - nýbrž pouze v době, kdy potřebujeme, a formou, která je pro daný moment vhodná.

2. Kvalita vzduchu

   U moderních tepelně izolovaných nemovitostí je kvalita vzduchu přímo úměrná řízenému větrání oknem / ventilátorem / rekuperační jednotkou (nucené větrání). Automatizace větrání poté zaručuje udržování vzduchu definovaných kvalit bez zbytečných tepelných ztrát vlivem nadměrného větrání nebo vzniku zdravotních rizik z větrání nedostatečného.

   Teplota

   Nízké teploty mohou potlačit imunitní systém a napomáhat šíření virů.

   Vlhkost

   CO2

   TVOCs

   PM2.5

   Radon

3. Tepelný komfort

   Chceme-li šetřit náklady za energie (vytápění a chlazení) a současně naše zdraví, lze inteligentně využívat vlastností a vybavení nemovitosti.

   Máme-li nemovitost zděnou, můžeme v létě na noc automaticky otevírat okna a noční "chlad" akumulovat do zdí. Abychom o nasbíraný chlad brzy nepřišli, je nutné zabránit rozehřívání oken slunečními paprsky - a to venkovním stíněním. Pokud nemáme pasivní stínění přesahem střechy, případně je nedostatečné, lze stínit venkovními žaluziemi, kdy úroveň stínění je řízena polohou slunce.

   Dále lze ovládat prvky aktivního tepelného managementu nemovitosti - typicky podlahového vytápění / chlazení, chlazených stropů, klimatizace a podobně.

4. Zabezpečení

   Senzor na dveřích a oknech vás může upozornit, kdykoli jsou otevřené. Pohybové senzory a kamery informovat o pohybu nevyžádaných osob. Chytré zámky osvobodit od starosti s klíči, ať už v rámci vaší rodiny nebo zpřístuňení bytu a kanceláři - a to jak na místě, tak i vzdáleně. Využijete to například v případě poskytovávání krátkodobého ubytování, pouštění kurýrů do předsíně a podobně.

5. Kompletní dohled

   Na co si vzpomenete, na to existuje senzor. Senzory jsou malé, napájené bateriemi, poměrně robustní a odolné vůči vlivům prostředí. Umístit je lze kdekoli a díky tomu mít perfektní přehled o všem ve Vaší nemovisti i jejím okolí. Mít přehled nejen o stavu aktuálním, ale v podobě datového grafu i historickém. Například, moderní lednice teplotu neukazuje, nicméně miniaturní baterií napájený senzor v ní vložený vám ji v čase měří dokonale.

6. Zábava a personalizace

   Váš dům váše členy může přivítat. Příjemnou teplotou díky tomu, že ve správný čas před příchodem pustil topení / chlazení. Otevřením vrat brány díky detekci vašeho přijíždějícího vozu. Na základě detekce osoby spustit oblíbenou hudbu / pokračovat v rozposlouchaném podcastu např. při jízdě autem domů. A mnoho dalšího!

Vaše chytrá nemovitost peníze šetří i vydělává

Chytrá domácnost není jen o pohodlí, ale i o efektivitě. Správně navržené a implementované smart home systémy mohou výrazně snížit náklady na energie a zvýšit celkovou efektivitu provozu nemovitosti.

Nižší náklady na energie vlivem chytrého řízení

• Redukce nákladů na svícení tím, že svítíte jen tehdy, kdy potřebujete (detekce osob v prostoru)
• Redukce nákladů na vytápění a chlazení (prediktivní detekce osob v prostoru)
• Řízení elektro-vytápění a chlazení dle aktuálních spotových cen (vytápění a chlazení řídíte dle průběhu denních spotových cen)
• Chytré řízení FVE a baterií - V momentě drahých energií elektřinu do sítě prodáváte, v době záporných cen naopak elektřinu ze sítě odebíráte a ukládáte si ji do baterií

Protokoly pro chytrou domácnost

Protokoly umožňují komunikaci a integraci různých chytrých zařízení a systémů v domácnosti. Veškerá komunikace se sbíhá v hubu, skrze nějž je zpřístupněné i grafické uživatelské prostředí pro kontrolu stavu a ovládání chytré domácnosti.

Nejběžnější protokoly pro Smart Home

• Wi-Fi: Bezdrátový protokol vhodný pro chytrá zařízení, která vyžadují vyšší přenosovou rychlost, jako jsou kamery nebo hlasové asistenty.
• Zigbee a Z-Wave: Protokoly známé pro svou energetickou účinnost a schopnost vytvářet rozsáhlé sítě mezi zařízeními. Jsou ideální pro senzory, zámky, osvětlení a jiná zařízení, která nepotřebují vysokou šířku pásma.
• Bluetooth a Bluetooth Low Energy (BLE): Často se používají pro zařízení, která jsou v poblíž hlavního ovládacího zařízení, jako jsou chytré hodinky, termostaty nebo zámky.
• Thread: Úsporná mesh síť postavená na IPv6, zaměřená na spolehlivost, bezpečnost a škálovatelnost. Využívá stejné rádiové pásmo (IEEE 802.15.4, 2,4 GHz) jako Zigbee, se Zigbee však není kompatibilní - zařízení Thread komunikují přes tzv. Thread Border Router (např. Apple TV, HomePod mini, Google Nest Hub nebo Home Assistant s vhodným adaptérem).
• Matter: Otevřený standard vyvinutý pod Connectivity Standards Alliance (Apple, Google, Amazon, Samsung a další), který sjednocuje ovládání zařízení napříč ekosystémy. Zařízení s logem Matter funguje v Apple Home, Google Home, Amazon Alexa, SmartThings i Home Assistantu a lze ho sdílet mezi nimi. Matter běží nad Wi-Fi, Ethernetem nebo Threadem a ovládání probíhá lokálně, bez nutnosti cloudu.
• Infrared (IR): Starší, ale stále používaný protokol pro dálkové ovládání televizorů, klimatizací a dalších zařízení.
• HomeKit: Platforma (a protokol HomeKit Accessory Protocol) od společnosti Apple, která umožňuje integraci chytrých zařízení s produkty Apple, jako je iPhone nebo Siri. Dnes podporuje i zařízení Matter.
• Hlasoví asistenti Amazon Alexa, Google (Google Assistant postupně nahrazuje Gemini for Home), Siri... - I když nejsou technicky protokoly, tito hlasoví asistenti mohou sloužit jako centrální body pro ovládání a integraci různých chytrých zařízení.

V praxi se zpravidla používá kombinace více protokolů - vždy dle toho, který konkrétní protokol koncové zařízení / senzor podporuje. Nejhojněji používaným při menších smart sítích je Wifi, při větších Zigbee. Pro nová zařízení je dobré upřednostnit podporu standardu Matter (ideálně přes Thread), který zajišťuje kompatibilitu napříč platformami a do budoucna.

Dostupná řešení

Ve Smart Home systémech se angažuje mnoho společností. Výsledkem jejich působení jsou uzavřené i otevřené systémy. Uzavřené systémy by měly být z podstaty věci odladěnější, avšak jsou omezené pouze na použití podporovaného spektra zařízení. Naproti tomu, při otevřeném systému lze používat komponenty různých výrobců - je potřeba si jen hlídat podporu otevřených systémů a používaný protokol.

1. Snadno integrovatelná řešení "Platformní řešení"

   Do této kategorie zařazuji Smart Home řešení s minimálními bariérami vstupu a používání. Typicky jde o první kontakt se Smart Home jako takovým. Ovládaní probíhá skrze přívětivou aplikaci v mobilním telefonu.

   Tuya Smart

   Tuya je globální platforma pro chytrou domácnost. Poskytuje komplexní řešení pro připojení a inteligentní řízení různých domácích zařízení. Je známá svou otevřenou platformou, která umožňuje výrobcům rychle integrovat chytré technologie do svých produktů. Díky tomu je možné zakoupit celou řadu zařízení různých kvalit / spolehlivosti, které je možné ovládat odkudkoli přímo z aplikace, a to prostřednictvím internetového propojení.

   Ústředním prvkem Smart Home na bázi Tuya řešení je mobilní aplikace Tuya Smart. Jde o uživatelské rozhraní, skrze nějž lze přidávat a ovládat jednotlivá Tuya kompatibilní zařízení. Při Tuya řešení je na pozadí cloudová platforma společností Tuya, na níž se sbíhá propojení mezi aplikací Tuya Smart a v ní přidanými zařízeními chytré domácnosti. Výhodou je možnost ovládání domu i vzdáleně, nevýhodou závislost na externím serveru - ať už z hlediska bezchybné funkcionality (výpadky komunikace) a bezpečnosti. Nevýhodou naopak závislost na připojení k internetu a obecné obavy kolem soukromí a bezpečnosti dat uložených v cloudových službách.

   Tuya podporuje širokou škálu zařízení a protokolů. Zařízení využívající Wifi protokol (typicky zařízení napojená přímo v síti - žárovky, zásuvky) lze integorvat s Tuya Smart aplikací přímo, pro bateriemi poháněná zařízení využívající protokoly Zigbee, Thread, Bluetooth a podobně je nutné do domácnosti přidat Tuya kompatibilní hub, jenž se stará o komunikaci s Tuya Severem namísto samotných zařízení.

   Vyjma aplikace, díky jednoduchému propojení s hlasovými asistenty, s veškerými Tuya zařízeními přidanými v aplikaci lze komunikovat i přes Amazon Alexa, Google Assistant nebo Siri.

   Apple HomeKit

   Platforma pro správu chytré společnosti Apple umožňuje snadno a bezpečně ovládat různá chytrá zařízení a příslušenství pomocí Apple výrobků, jako jsou iPhone, iPad, Apple Watch nebo Mac. Jak je u Apple zvykem, sílou systému je sladěnost, slabostí uzavřenost.

   • Správa všech zařízení kompatibilních s HomeKit je prostřednictvím aplikace Domácnost (Home) dostupné na iOS a macOS. Skrze ni lze nastavit automatizované scény a pravidla, které umožňují zařízením pracovat společně a reagovat na různé podmínky, jako je čas dne, poloha uživatele nebo detekce pohybu.
   • Aplikace Domácnost podporuje zařízení s certifikací HomeKit (Works with Apple Home) a také zařízení se standardem Matter. Ty nabízí široká škála výrobců osvětlení, zámků, termostatů, kamer, žaluzií a mnoha dalších produktů.
   • Centrální hub (brána / kontrolní jednotka pro komunikaci smart zařízení) v případě řešení Apple Homekit je převzata jiným Apple zařízením, konkrétně může jít o následující:
     • Apple TV (Apple TV HD nebo 4K; modely 4K s Ethernetem fungují i jako Thread Border Router). Stálá dostupnost TV v síti umožňuje ovládat propojená HomeKit zařízení vzdáleně (mimo domov) a nastavovat automatizace.
     • HomePod / HomePod mini (Inteligentní reproduktor, zároveň Thread Border Router). Kromě běžných funkcí inteligentního reproduktoru může HomePod umožnit ovládání zařízení pomocí Siri, vytváření automatizací a vzdálený přístup.

     iPad dříve mohl sloužit jako domácí centrum, s novou architekturou aplikace Domácnost (od iOS/iPadOS 16) však tuto roli již nepodporuje.

   • HomeKit klade důraz na bezpečnost a soukromí. Data jsou šifrována a zpracovávána přímo na zařízení uživatele, což minimalizuje riziko úniku dat.
   • HomeKit je úzce integrován se Siri, Applovým hlasovým asistentem, což umožňuje uživatelům ovládat zařízení pomocí hlasových příkazů.
   • HomeKit podporuje více uživatelům sdílet kontrolu nad zařízeními, což je ideální pro rodiny a spolubydlící.

2. Firemní řešení

   Řešení pro ty, kteří hledají komplexní a plně integrovaný systém chytré domácnosti, a jsou ochotni investovat do pokročilého a vysoce funkčního systému.

   Loxone

   Loxone je přední výrobce systémů pro chytrou domácnost. Produkty výrobce se používají v domácnostech, podnicích a veřejných prostorách po celém světě. Řešení je zaměřeno na rozsáhlou automatizaci a integraci různých aspektů. Jde o komplexní systém, který slouží k centralizovanému ovládání osvětlení, vytápění, bezpečnosti, zábavních systémů, stínění oken, a dalších prvků.

   Loxone je uzavřeným systémem, s vlastními kompatibilími zařízeními a uživatelským rozhraním. Je navržen tak, aby byl flexibilní se snadnou rozšiřitelností dle potřeb uživatele. Samozřejmostí je důraz na bezpečnost a možnosti komplexní integrace a automatizace.

   Z výše uvedeného vychází i několik vlastností / nevýhod:

   • Náklady: Počáteční náklady na instalaci Loxone mohou být vyšší ve srovnání s jednoduššími řešeními pro chytrou domácnost, zejména kvůli potřebě komplexní instalace.
   • Závislost na jednom výrobci: Loxone je uzavřenější systém, což znamená, že je většinou omezen na produkty a komponenty od stejného výrobce.
   • Instalace a údržba: Systém může vyžadovat profesionální instalaci a údržbu.
   • Komplexita: Vysoká úroveň integrace a automatizace může být pro některé uživatele příliš složitá, zejména pokud nejsou zvyklí na pokročilé technologické systémy.

   Cubee

   Alternativní řešení k Loxone

3. Otevřená řešení

   Ve Smart Home světě se angažuje spousta firem vyrábějící řadu obdobných zařízení. Ty jsou dostupná jak pod vlastní aplikací pro řízení Smart Home, tak mnohdy aplikacemi třetích stran, jako je Tuya, Apple HomeKit nebo některém z integračních řešení. Přávě integrační řešení jsou nástroji pro hračičky - umožňují propojení mnoha systémů, avšak integrace jsou mnohdy poněkud krkolomné vlivem mnoha závislostí. Jednou z populárních platforem pro Smart Home integraci je Home Assistant.

   Nastavení a provoz Home Assistantu vyžaduje určité technické zdatnosti, avšak oplátkou poskytuje flexibilní a rozšířitelnou platformu pro automatizaci domácnosti, která může být přizpůsobena specifickým potřebám a preferencím. O tom, jak na Home Assistant, popisuji v sekci Home Assistant.