Kết nối nhà thông minh: Lịch sử của các giao thức không dây - và tại sao giao thức không dây lại chiếm vị trí quan trọng

(21/12/2018)
Nếu làm việc trong lĩnh vực IoT, có thể bạn đã quen thuộc với các báo cáo hàng năm và dữ liệu về các cơ hội phát triển của nhà thông minh. Một báo cáo gần đây từ Crimson Hexagon phát hiện ra rằng "từ năm 2014 đến năm 2017, công nghệ nhà thông minh ngày càng được ưa chuộng, với hơn 60% ủng hộ từ người sử dụng”.

Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc người tiêu dùng chọn nhà thông minh – đó là giải trí, tiện lợi, tăng hiệu quả và góp phần giảm chi tiêu năng lượng, an ninh. Tuy nhiên rào cản lớn nhất mà phần lớn những người tham gia ngành công nghiệp IoT đều biết đó là khả năng tương tác và số lượng giao thức không dây ngày càng được sử dụng nhiều trong các thiết bị nhà thông minh.

Các giao thức không dây như Z-Wave và Wi-Fi là xương sống của cơ sở hạ tầng IoT; trong một số trường hợp ngôn ngữ giữa các thiết bị này tạo ra các hệ sinh thái đóng hoặc đứt đoạn, gây gián đoạn hoặc thậm chí nhầm lẫn hơn cho người dùng.

Mô hình ngôi nhà thông minh ngày càng phổ biến nên số lượng giao thức và chức năng của chúng cũng tăng lên. Các kỹ sư, nhà phát triển và nhà sản xuất đang cố gắng tạo ra những trải nghiệm tốt nhất cho người dùng bao gồm giới thiệu các giao thức và công nghệ mới để thống nhất kết nối tất cả các sản phẩm. Sau đây là lịch sử ngắn gọn của quá trình phát triển mô hình nhà thông minh.

Thứ nhất, chức năng của giao thức không dây trong nhà thông minh là gì? Nói một cách đơn giản, giao thức là ngôn ngữ hoặc chức năng của cách thiết bị truyền đạt và hiểu nhau. Nhiều thông tin trích dẫn nguồn gốc sự ra đời của giao thức nhà thông minh hiện đại là những năm 1970 với việc tạo ra X10: giao thức truyền thông đa năng đầu tiên cho các thiết bị điện tử. Ngay sau đó, một loạt các giao thức khác bao gồm Z-Wave, cũng như UPB, Wi-Fi và Insteon đã được phát triển để giải quyết các vấn đề khác nhau cho các thị trường điện tử tiêu dùng và thị trường kiểm soát nhà.

UPB ra đời vào năm 1999 bằng cách sử dụng đường dây điện cho tín hiệu và điều khiển, tạo độ tin cậy và tốc độ truyền cao thông qua hệ thống dây điện hiện có trong nhà. Đó là một công nghệ kỹ thuật cao, khó khăn đối với những người có ít kiến thức kỹ thuật để áp dụng. Việc giới thiệu Wi-Fi vào đầu những năm 90 để truyền tải các gói dữ liệu lớn; vai trò của Wi-Fi ngày nay trong ngôi nhà thông minh cho phép các thiết bị kết nối và cho phép người dùng điều khiển từ xa các thiết bị gia đình. Wi-Fi có hạn chế như khả năng nhiễu thiết bị cao và công suất lớn không lý tưởng cho các sản phẩm chạy bằng pin. Sau Wi-Fi, là một làn sóng giao thức mới như Z-Wave và Insteon, được thiết kế để điều khiển nhà bằng cách cung cấp kết nối hiệu quả, năng lượng thấp và sử dụng mạng lưới để tăng cường tín hiệu mạng.

Công nghệ mới cho nhà thông minh

Được thiết kế bởi Smartlabs Inc., Insteon được thiết kế để thu hẹp khoảng cách giữa các giao thức dựa trên giao thức dây điện và không dây. Đây giải pháp tối ưu vào thời điểm đó, nhưng hệ sinh thái khép kín đã gây khó khan cho người dùng.

Công nghệ mạng lưới đầu tiên, Zigbee được phát triển bởi Liên minh HomeRF và là một giao thức độc quyền không dây với nhiều "cấu hình" không tương thích, được sử dụng chủ yếu trong các thị trường thương mại, năng lượng và điều khiển từ xa. Giống như Zigbee, Z-Wave là một giao thức mạng lưới được giới thiệu vào năm 2001 bởi công ty Zensys của Đan Mạch và ngày nay thuộc sở hữu của Silicon Labs. Z-Wave được xây dựng đặc biệt cho ngôi nhà thông; những người đam mê kiểm soát tại nhà và các nhà phát triển biết rằng để thành công, một tiêu chuẩn không chỉ sử dụng lượng điện năng thấp và không can thiệp vào các thiết bị điện tử gia dụng khác mà còn vận hành thông suốt khi có thêm thiết bị. Z-Wave là một trong những công nghệ lưới ban đầu để kiểm soát nhà vẫn còn phát triển đến ngày nay - Z-Wave được hỗ trợ bởi Liên minh Z-Wave, một tập đoàn của các nhà công nghiệp hàng đầu có hơn 2400 thiết bị Z-Wave được chứng nhận và có hơn 700 thành viên.

Thế hệ nhà thông minh mới

Trong những năm qua, khi nhu cầu sử dụng nhà thông minh sử dụng ít điện năng đã khiến những nhà sản xuất nghiên cứu phát triển công nghệ mới. Tân binh Thread và các tập đoàn như Bluetooth Special Interest Group (SIG) và Wi-Fi Alliance đã công bố phiên bản mới với ứng dụng Bluetooth Mesh and Wi-Fi HaLow.

Thread là sáng kiến của Google và các công ty lớn quan tâm đến phát triển mô hình ngôi nhà thông minh vào năm 2014. Thread xử lý IPv6 và được thiết kế để hoạt động với Google và Nest nhưng không giải quyết khả năng tương tác cấp sản phẩm. Bluetooth Mesh được chính thức giới thiệu bởi SIG vào năm 2017 và có chức năng khác so với hình thức truyền tải từ điểm đến điểm, hay còn gọi là Bluetooth. Vai trò của Wi-Fi đã được công bố ngay sau đó. Đáng chú ý, các kỹ sư từ các nhà cung cấp chipset đã bày tỏ lo ngại về các yêu cầu tiêu thụ điện năng của WiFi HaLow, đáng lo ngại rằng giao thức sẽ thu hút quá nhiều năng lượng cho các thiết bị thông minh chạy bằng pin để xử lý. Ngoài ra, nhiều giao thức mới hơn giống Wi-Fi HaLow cần thời gian để các nhà sản xuất chấp nhận để tạo ra sản phẩm hợp lý cho người tiêu dùng có thể là một trở ngại lớn cho việc đón nhận và thành công của mô hình.

Mô hình trong tương lai

Thị trường nhà thông minh sẽ tiếp tục phát triển và cho đến nay, chưa có một tiêu chuẩn hay công nghệ nào chiếm ưu thế. Wi-Fi sẽ là một phần không thể thiếu của bất kỳ ngôi nhà thông minh nào, đặc biệt nếu người dùng muốn có thể truy cập các thiết bị của họ từ bên ngoài. Bluetooth đã đóng một vai trò quan trọng trong thị trường khóa thông minh, cho phép người tiêu dùng dễ dàng mở khóa cửa khi họ đi đến cửa trước của họ bằng điện thoại thông minh của họ. Z-Wave tiếp tục là một công nghệ nổi bật bên trong hệ thống an ninh, đèn, bộ ổn nhiệt, ổ khóa cửa, cảm biến và các thiết bị ngoại vi khác cần thiết để làm cho ngôi nhà thực sự thông minh.

Tất cả các giao thức không dây đều có ưu điểm và nhược điểm của chúng, nhưng các yếu tố quan trọng nhất để áp dụng tiếp tục là khả năng tương tác và bảo mật của hệ thống và sự lựa chọn nhiều hơn của người tiêu dùng. Điều đó tùy thuộc vào tất cả chúng ta – các tập đoàn tiêu chuẩn, nhà sản xuất, nhà bán lẻ, nhà phát triển – các thành viên trong hệ sinh thái nhà thông minh, để tiến về tương lai và thực hiện cam kết xây dựng một cuộc sống kết nối.

Theo ictvietnam

Tin khác