Moderní technologie možná nejsou vaším šálkem kávy, nicméně čas od času vás okolnosti donutí mobilizovat duševní síly a něco nového se naučit. Veškeré odhodlání ale vezme za své ve chvíli, kdy se poprvé střetnete se zcela neznámým světem technických termínů a pouček, na které by člověk musel studovat ČVUT, aby je plně pochopil. Nevyhnete se tomu ani u internetu věcí. Protože chceme, abyste odhalili potenciál, který tento svět nabízí, chopili jsme se myši a klávesnice a sestavili přehled způsobů, jak lze v Česku „věci” na internet napojit.
Co internet věcí vlastně je?
Internet věcí (zkráceně IoT) bychom si mohli představit jako diskuzní místnost, kde se spolu místo lidí baví věci. Svoje okolí zkoumají pomocí senzorů a tyto informace si prostřednictvím internetu sdělují mezi sebou. V ideálním případě může např. záplavové čidlo zjistit, že teče pračka a hned tento „drb” předat zařízení, které dokáže zavřít přívod vody do celého bytu. Díky tomuto tlachání můžete ušetřit desetitisíce za opravy. Takový důmyslný systém spouštění akci má zatím ale jen málokdo.
Na jaké sítě můžete v souvislosti s IoT v Česku narazit?
Způsobů, jak data ze zařízení na internet dostat, je více. Jde to jak po kabelu, tak bezdrátově. Ti, kteří mají doma chytrou kabelovou televizi nebo televizi připojenou na internet přes ADSL jsou, poněkud nadneseně, součástí internetu věcí už nyní.
Ale i bez kabelu už možná máte doma připravenou půdu pro spuštění nějakého chytrého zařízení. Pokud je totiž u vás zavedená Wi-Fi, inteligentní senzor si doma zapojíte raz dva.
Využít můžete i svůj mobilní internet a navázat spojení mezi IoT zařízením a vaším mobilem pomocí speciálního Bluetooth (tzv. Bluetooth Low Energy – BLE). Někdy se výrobci chytrých domácností uchýlí k vytvoření domácí sítě, např. Z-Wave nebo ZigBee, která sdružuje informace ze snímačů a posílá je ve zhuštěné formě na váš domácí internet.
Všechny tyto možnosti mají jednu velkou nevýhodu – nízký dosah signálu. U Bluetooth může být chytré čidlo nejdále 150 m od příjmače zpráv, u Wi-Fi přibližně 50 a u Z-Wave dokonce jen 30 m. Výrobci se proto zaměřují také na vývoj zařízení s velkým dosahem.
Skutečně mazaným řešením je využít již existující mobilní sítě GSM. Podobně jako mobil, je i chytré čidlo vybaveno SIM kartou a může odesílat zprávy kdekoliv, kde existuje pokrytí signálem daného mobilního operátora. Dosah signálu tak může být až 35 km. Přesto má GSM síť své limity.
Francouzská společnost Sigfox se proto rozhodla vybudovat si speciální IoT síť na vlastní pěst. Ráda o sobě prohlašuje, že provozuje nejpomalejší internet na světě. U jednoduchých snímačů to ale vůbec není na škodu, protože tak malý datový provoz je zcela dostačující. Signál pak může díky tomu putovat až 50 km k nejbližšímu vysílači.
V těsném závěsu za Sigfoxem se drží konkurenční síť LoRa. Tu si může postavit kdokoliv, v Česku se do jejího provozu pustily České radiokomunikace a jihočeský Starnet. Oproti Sigfoxu má menší dosah (asi „jen“ 15 km), ale zase dokáže přenášet mnohem větší zprávy.
Nejjednodušší není vždy to nejlepší
Na Wi-Fi je skvělé, že ji má velká část lidí doma, takže není nutné platit nic navíc. Je tu ale jeden velký háček. Data se pomocí Wi-Fi sice přenášejí raketově rychle, u jednoduchých detektorů to ale může být na škodu. Proč? Protože se tím rychle spotřebovává energie. U kouřového čidla tolik nevadí, pokud zprávu dostanete o jednu vteřinu později. Problém nastává ve chvíli, kdy zapomenete vyměnit baterie nebo se odpojí proud a o požáru se dozvíte, až když budete mít z domova spáleniště.
Detektor kouře byste si proto měli pořídit takový, aby vám v něm baterie vydržela několik let. Naopak u zabezpečovací kamery se použítí Wi-Fi nejspíše nevyhnete. Pokud chcete mít dálkový přístup k obrazu z kamery 24 hodin denně, vysokorychlostní internet je jediný způsob, jak toho docílit.
Na co při koupi myslet
Jak vidíte, při výběru čidla musíte zvážit mnoho parametrů. Některé otázky, na které byste si měli odpovědět jsou:
- Jaký má mít čidlo dosah?
- Stačí 30 metrů nebo to musí být v kilometrech, protože je mimo civilizaci?
- Jak často chci z čidla získávat zprávy?
- Jednou denně nebo nepřetržitě?
- Jak velké zprávy budou?
- Pár bitů nebo se bude jednat o video?
- Jak dlouho má vydržet baterie?
- Deset let nebo může zařízení být zapojené permanentně do zásuvky?
- Chci si čidlo koupit a dále už nic neplatit nebo mi nevadí měsíční poplatky za připojení k síti?
- Kolik zařízení bude na síť napojeno?
- Stovky nebo jen jedno?
- Jaká má být rychlost přenosu?
- 100 bit/s nebo 10 Mbit/s?
Také vám z toho jde hlava kolem? Nebojte většinou tuto volbu za vás udělali už sami výrobci. Přesto jsme některé údaje shrnuli v tabulce níže, abyste si mohli jednotlivé možnosti porovnat.
| Krátký dosah | Dlouhý dosah | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| WiFi | BLE | ZigBee | Z-Wave | GSM/3G/4G (tj. mobilní sítě) | LoRa | SigFox | |
| Max. dosah signálu | 50 m | 150 m | 100 m | 30 m | 35 km (případně až 200 km u mobilní sítě HSPA) |
15 km (2–5 km v zastavěných oblastech) |
50 km (3–10 km v zastavěných oblastech) |
| Max. počet napojených zařízení | dle výrobce | 200 | 1 000 | 232 | tisíce | tisíce | tisíce |
| Maximální velikost zprávy | 2 KB | 27 bajtů | 100 bajtů | 64 bajtů | N/A | 250 bajtů | 12 bajtů (+limit odeslaných zpráv) |
| Přenosová rychlost | typicky 150–200 Mbit/s | 1 Mbit/s | 250 kbit/s | 100 kbit/s | 10 Mbit/s (u 4G) | 50 kbit/s | 100 bit/s |
| Spotřeba energie | vysoká | střední | střední | střední | vysoká | nízká | nízká |
| Kde se síť například používá | bezpečnostní kamery | termostaty | systémy pro chytrou domácnost (ovládání světel apod.) | alarmy | jendoduchá čidla – detektory kouře, zaplavení, oxidu uhelnatého, teploty, vlhkosti apod. | ||
| Poplatky nad rámec ceny zařízení | jen za svůj internet | jen za svůj internet | za zakoupení a případně instalaci centrální jednotky | za tarif v rámci SIM | za připojení k LoRa | za připojení k Sigfox | |
Co si odnést na závěr?
Možností, jak připojit vašich zařízení na internet je nespočet. Vždycky ale musíte balancovat na pomezí tří vrcholů pomyslného trojúhelníku. Stejně jako nemůže existovat obr, který by jedl méně a běhal rychleji než trpaslík, tak také nenajdeme zařízení, které by mělo zároveň obrovský dosah signálu, nízkou spotřebu energie a závratnou přenosovou rychlost. Vždy je to něco za něco.
Věříme, že díky tomuto přehledu však odteď budete mít více jasno, jaké máte možnosti a podaří se vám zjistit, zda místo drahého čidla napojeného na Wi-Fi nestačí pořídit jednoduchý a levný senzor, který splní účel úplně stejně a ještě mu vydrží déle baterie. A co vy? Slyšeli jste ještě o jiné technologii, kterou lze aktuálně v Česku využívat? Napište to do komentářů.
Zdroj: Rs-online.com; Wikipedia; Adelantado F. et al. Understanding the Limits of LoRaWAN. IEEE Communications Magazine. 2017; Pikous T. Local Area Networks for Internet of Things. Bachelor’s Project. 2016.
