Smart Home/ IoT - aktuálně ani ne v plenkách

Úvod

Za chvíli se stanu majitelem menšího staršího rodinného domku, kde mě čeká rekonstrukce. Neb jsem IT pozitivní, a chtěl bych kombinaci starého rozumu z pohledu topení (neregulovatelné, ale velmi příjemné www.biofire.cz) a moderního přístupu (říditelné dodatkové topení a pár dalších blbinek) vrhnul jsem se na Internet v domnění, že si jen poobjednávam komponenty (snímače, spínače, kartu do počítače, a framework resp nějaké all-in-one s Linuxem a bude za chvíli hotovo…a jako obvykle jsme dost těžce narazil.

Chytrý dům/Smart Home/HomeKit, IoT ?

Protože jsem rozmlsaný komfortem produktů Apple (ale databáze mám na Linuxu :o) ), mrknul jsem i na Homekit….Možná někdy bude velmi zajímavý, ale odhaduji tak 3 roky. Z mého pohledu je to spíš idea, a hlavně potřebný HW v nedohlednu…a to nemluvím o avizovaných cenách, proti tomu je i Apple troškař...

Tudíž jsme spadl na zem a začal jsem hledat nějakou jinou univerzální platformu…Člověk by čekal, že v roce 2015, kdy už má být IoT na silně vzestupné křivce a marketingová bublina už skoro hrozí prasknout, bude spousta udělátek se standardním rozhranním (typicky silové prvky, snímače atd, vše ideálně přes wi-fi nebo rádio (868MHz) a za rozumný peníz. Skutečnost je ale daleko za očekáváním….

Prozkoumávám web a nacházím různá řešení, ale drtivá většína nesplňuje moji představu - mám iPhone/iPad tak proč bych proboha klikal v nějakém LCD based rozhranní z roku (a hlavně přoč za něj i platit, řešit update firmware atd), každá platforma má svoje termostaty, svoji centrální jednotku, takže rozvodná skříň slaboproudu by mohla směle konkurovat Temelínu :o). Možná jsem hledal špatně, ale zatím jsem nenašel nic, co by splňovalo základní požadavky z pohledu rozsahu s nadnosti zavedení. I proto vzniká tento článek, snad se ozve někdo, kdo vytáhne králíka z klobouku...tipy vítány.

Co je pro mě chytrý dům ?

Opět spousta marketingu…na rovinu…televizi mám jednu a pouštím ji 2x do týdne na déčko dceři…žádné hyper sound systémy, atd, stejně tak limatizace, rekuperace a pod…

Co podle mě potřebuje “chytrý dům” ? (některé části mohou být “optional”, ale v závěru podávám vysvětlení proč takto…):

1. Základní zabezpečení bezpečnosti - prostorová čidla, magnetická čidla na okna, alespoň jedna IP kamerka, napojení na PCO resp. na mobil uživatelů domu, automatický alert potvrzeného alarmu na Policii ČR
2. Ovládání vjezdových vrat - ideálně telefonem,resp. přes mobilní data (otevři/ zavři) - ukončí hádky kdo otevíral bránu ručně minule a kdo je na řadě teď
3. Měření spotřeby elektřiny - ideálně formou možnosti rozdělení světla, zásuvky (per okruh), topení, TUV - není nad to vědět, kde utíkají penízky (i kvůli potřebě solidní regulace chci jít do elektrického topení, protože primární topení jsou neregulovatelná akumulační kamna, které vytápí hlavní prostory) - do budoucna integrace s dodavatelem energie (samoodečet + výkonový profil - custumizace cen dodávek, ale to je za horizontem...), zde je možnost sbírat informace z jednotlivých zařízení přes API, tedy až to budou umět  a podporovat...nyní spíše na úrovni wattmetru na zájmových okruzích (vím, kolik jsem spotřeboval, znám parametry zařízení, vím z eventů, kdy byl který v provozu) 
4. Regulace topení - nakonec přímotopy (s ohledem na primární způsob vytápění a potřebu důsledné regulace, včetně pohledu na investiční náklady) - co místnost, zjednodušeně - co místnost, to přímotop + teplotní senzor + podlahové vytápění jen koupelna separé - vše chci ovládat z mobilního telefonu i s možností na dálku, včetně komfortního nastavení regulace  - toto z jednoduchého důvodu - topení představuje pro klasické domy zásadní nákladovou položku, která je navíc nejlépe ovlivnitelná bez omezení komfortu…(podotýkám, že nemám pasivní dům, ale dům z roku 1940, který připravuji k zateplení)
5. Protože jsme “digitální rodinka”, tak potřeba i solidního wi-fi router jako hlavního připojovacího uzlu - připojení na net, ideálně v kombinaci se zálohováním počítačů
6. A protože pracuji i na dálku (pevná IP), tak i solidní zabezpečení, forwarding VPN  atd - ideálně bezpečné, a bez potřeby mých updatů, když za mě někdo vyřeší i adaptivní firewall a útoky na zranitelnosti - halejujá...
7. Oddělený okruh elektřiny pro připojení kritické infrastruktury (do pracovny pro počítače a právě pro systém chytrý dům) - zalohování APS, případně malý agregát...ale to už si vymýšlím, bude stačit, když se bude umět po nové startu sám dát dohromady...

Co nepotřebuji:

• Ovládání klimatizace
• Ovládání osvětlení - připadá mi to s ohledem na cenu řešení v RD jako absolutně vyhozené peníze (protože mám doma notorické nezhasínače, tak stejně budou LED nebo úsporky), návratnost v desítkách let 
• Media centrum atd
• LAN rozvody po domě (jen kablík mezi patry, pro pobočný wi-fi), neb jsme všichni wi-fi based a 150MBit duplex postačuje :o), holt, když už budu potřebovat, tak se připojím přímo do routeru (1Gb LAN předpoklad)
• Audio rozvody 
• Vědět ze lednička právě chladí, sporák právě vaří..-změním názor, pokud budu moci vybrat z menu a automatická kuchyně sama vyrobí večeři…ale to až tak za 5-8 let…:o), hlavně mi stačí znát spotřebu (po oblastech), když máte lednici A++, tak stejně už spotřebu nemáte moc jak ovlivnit...

A hlavně nechci řešit integraci a komunikaci několika platforem mezi sebou (viz synergické efekty dole), s ohledem na roztříštěnost trhu a očekávaný rozvoj by to bylo “smart Hell at home”

Co jsem doposud zjistil ? 

Hledal jsem usilovně 2 dny po všech různých webech, skrze anglický a český web (čínštinu bohužel neovládám), narazil jsme na spoustu pojmů, ale hlavně dojmů...neuvádím jednotlivé výrobce, můžete sami pohledat...

Další poznatky:

• Za regulaci el. topení dáte  předběžně 2x více, než za samotné konvektory…(při decentralizované regulaci) - běžně stojí senzory 1800, aktory 1600, programovatelné termostaty - široké cenové rozpětí od 1500 až po desítky tisíc…
• Ceny regulovatelných LED žárovek neřeším….
• Když bych si aktuálně udelal seznam, tak bych potřeboval nejméně 3 jednotky (bezpečnost, topení, wi-fi), spousta káblíků, konfigurace atd…
• Z pohledu IoT - kde bych čekal rozumný peníz, tak jsou šílené částky ( snímač teploty s komunikací stovky Kč, nebylo vyjímkou i 1800…). když se podívám na součástky i na jednoduché kontrolery (Atmel, Rapsberry PI, Andruino), tak bych čekal teplotní senzor s komunikací v řádu do 250Kč, výkonové spínače do 500Kč, a k tomu centrální prvek (standalone, karta do počítače, která s tím umí komunikovat v řádu jednotek tisíc, ale s kompletně webovým UI dostupným přes LAN)
• Raději nezkoušejte udělat propočet návratnosti, protože o tom to opravdu není, snad kromě regulace topení, a i tam to za současných cen je na několik let...

Narazil jsem i na pár společností, které tvrdí, že nabízejí all-in-one, ale na základě informací z jejich webů (TechSpec, video návody atd) je silně převažující funkčnost, kteoru nepotřebuji a naopak výrazně chybí základní funkce zabezpečení domu a regulace otopných soustav integrované do all-in-one. Podle dostupných cen (opět zdroj web) jsou to hlavně ceny úplně mimo rámec reálné návratnosti….typicky vyšší desítky tisíc, kdy morální životnost odhaduji tak maximálně na 5 let…(s ohledem na očekávaný boom v této oblasti)

Závěr:

Ať si každý udělá svůj závěr, ale minimálně po dvou dnech pátrání mi připadá IoT v oblasti chytrých domů totálně v plenkách, a jdoucí směrem uzavřených řešení, které ve výsledku vedou k rozvodné skříni ala Temelín…

1. V rámci tohoto malého výzkumu jsme narazil na jeden velmi zajímavý počin….projekt Turris Lite (https://lite.turris.cz/en/) a spolupráci CZ.Nicu a Jablotronu (https://www.nic.cz/page/2875/jablotron-a-cz.nic-spojili-sve-sily-a-pripravuji-system-pro-chytre-a-bezpecne-ovladani-domacnosti/ ,i když záznam tiskovky na webu je hodně rozpačitý….potřeba sdělit, ale neví se co přesně…). Podle mého takto může vypadat opravdové domácí IoT Heart - centrální prvek - výkonný router s rozšiřitelnou funkčností (linux OpenWrt), kompletní “servis” - zabezpečení, automatický update, ovládání GPIO, rozšiřitelnost, sdílená storage, v budoucnu i "appstore SW a HW, zkrátka má potenciál ekosystému.
2. CZ.NIC asi nebude mít zájem pokrýt celou oblast, ale pro komerčního leadera, který tuto oblast kreativně a dlouhodobě zastřeší se otevírá možnost vytvoření velmi zajímavého i výnosného ekosystému, které bude tvořit/vymýšet dílčí prvky (levné senzory, aktivní prvky, aplikace), které spolu budou umět mluvit (GPIO, I2C atd) a budou základem pro opravdové řešení ala chytrý dům….v ČR jsou tisíce lidí zabývajíc se elektronikou, jednočipy atd….od studentů elektrotechnických fakult po fandy z praxe…Co takhle soutěže - vytvořte návrh/prototyp dle požadovaného zadání, a my Vám zaplatíme (podíl na prodejích), hromadnou výrobu pak může zaštítit nekdo typu Jablotron (či jiný výrobce s výrobní  základnou), designu se meze nekladou, protože typickou jsou tyto zařízení maličká (ať žije 3D tisk).
3. Nad tímto HW postavit aplikační framework (inspirace andruino IDE), a pak přijdou ke slovu SW aplikace…a zde jsou už principy appstores známé a odzkoušené. A stejný scénář ala apple - HW a SW na jednom místě a velmi dobře integrovaný...

SW pro řízení chytrého domu:

Představa:

• Několik komfortní GUI (ideálně nativní aplikace, nebo HTML5), přizpůsobené platformě (IOS, Android)…přeci jen klasický “technický” web stávajících řešení to koncovému zákazníkovi neprodá (alespon podle ukázek z webů různých výrobců), GUI může být z různých zdrojů (GUIčkáři jsou hračičkáři, konkurence povede k rychlejšímu rozvoji) 
• Důraz na jednoduchou konfiguraci prvků systému a jednoduchost ovládání (jak HW, tak SW)
• API - message, objekty, řízení V/V operací (jednoduché jako raspberry) - spojení tvůrců SW navzájem i SW/HW, HW/HW
• Dokumentace - HowTo, Logy atd
• Pokročilé adaptivní samořízení - nevím jak vy, ale proč pořád vymýšlet týdenní plány regulace topení, které se mění, protože život je změna …dnes, v době učících mechanismů, ať se regulace naučí, jak Vaše rodina žije a podle toho ať reguluje (selflearning se zpětnou vazbou, loguje dočasné manuální přenastavení)…k tomu je ale třeba aby systém dokázal identifikovat přítomnost lidí v místnostech, otevření oken pro větrání, atd - zkrátka práce s daty (event based systémy, data mining atd) (klidně by mi nevadilo poskytovat anonymní statistiky pro cloudové řešení pro samoučení  pro potřebu kontrolních vzorků, srovnání modelů, učení se od druhých chytrých domů formou potvrzení hypotéz už jinde atd)

Idea na konec

A tím se dostávám zpět na začátek…kombinace zabezpečení a regulace přináší základní synergický efekt…senzory zabezpečení mohou sloužít jako zdroj informací o pohybu “přátelských osob” v prostorech, takže pak systému nemusím říkat na základě sledování vzorců chování (příchod domů, příprava večeře, pobyt v obývacím pokoji, hygiena, spánek) ať se systém sám naučí hledat úsporu (otevírání vrat - blíží se člověk, podle identifikace ovladače (telefon), ví kdo to je, co typikcy dělá po příchodu domů, přepdokládaný příchod dítěte ze školy (týdenní rozvrh se opakuje) atd…tomu se dá poměrně jednoduše naučit, případně konfigurovat - příští týden tady nejsme (a co to znamená pro chytrý dům, nechť si řeší sám - minimální teploty, kontrola zajištění domu atd), včetně vychytávek typu má přijet zimomřivá tchyně, hlásím poruchu regulace :o). K tomu přidejte informace o počasí z meteo stanice (resp. cloud weather), integraci s kalendářem obyvatelů a konečně vidím neco, co mi dává smysl…základní cíle splněny - komfort, spolehlivost, adaptibilita, rozumná ekonomická náročnost, resp. rozumná návratnost investice….

Případným zájemcům o rozvinutí tohoto konceptu jsem k dispozici (plošný spoj jsem dělal 2x v životě, nechce se mi bastlit ze součástek, raději bych si koupil nakoupil krabičky, kterou zapojím do infrastruktury a “just works” , můj primární zájem je o data a řízení podle nich…resp. analýzy dat...jsme zkrátka datař s chutí kecat občas do všeho...