Domotica basisstations | 31-maart-2020 |

Smart home controllers

Voor scenario's in huisautomatisering wordt vaak een domotica basisstation geïntroduceerd. Deze zogeheten smart home controllers of smart home platforms laten apparatuur en onderdelen in je huis samenwerken op basis van scenario's die gebruikers opstellen aan de hand van hun dagelijks leven.

Voordat we het over domotica basisstations kunnen hebben, moeten we eerst even iets uitleggen over de manier waarop een smart home functioneert, oftewel communiceert. Die communicatie verloopt namelijk via zogenaamde protocollen.

Protocollen

Smart apparaten en smart bouwdelen die automatisch aangestuurd kunnen worden, maken gebruik van een zogenaamd communicatieprotocol dat zich op een bepaalde frequentie bevindt. Het ontvangen van informatie via sensoren en daarbij het aansturen van de actor (apparaat of bouwdeel) gebeurt in het protocol. Nu is het geval dat er in huisautomatisering meerdere protocollen worden gebruikt. Als je in webshops op zoek bent naar een bepaald product, dan kun je vaak via een selectietool aangeven voor welk protocol je iets zoekt.

Hieronder vatten we de verschillende protocollen even voor je samen.

Protocollen die we al kennen

Bluetooth: kennen we van onze smartphone. Daarmee ontstaat er verbinding tussen de muziek op onze telefoon en draadloze speaker of headphones. Er zijn ook verlichting, slimme deurknoppen, weerstations en oventhermometers op de markt die met Bluetooth werken. Het is belangrijk om bij het kopen van een product te controleren welke versie van Bluetooth wordt ondersteund, omdat Bluetooth constant wordt doorontwikkeld.
Infrarood: de afstandsbediening voor de stereo of tv werkt op infrarood. Er is ook verlichting op de markt die kan worden aangestuurd met infrarood. Maar ook bewegingsmelders en thermometers werken met sensoren die op infrarood reageren.
WiFi: veel beveiligingssystemen en camera's werken met WiFi, maar ook slimme thermostaten en sensoren (beweging/koolmonoxide). Er is ook een apparaatje op de markt dat traktaties schiet voor je hond of kat als jij daar met de app opdracht toe geeft. Op de camera in het apparaat kun je zien of je huisdier in de buurt is en hoe het reageert.

Typische smart home protocollen

Thread: het Thread protocol is draadloos en verbruikt weinig energie, waardoor batterijen minder vaak hoeven te worden vervangen of opgeladen. Daardoor is het interessant voor bijvoorbeeld rookmelders en slimme deurbellen. Verder wordt Thread goed onderhouden en doorontwikkeld, waardoor we met grote zekerheid kunnen zeggen dat het wel even mee gaat. Doordat het een relatief nieuw protocol is (2014) zijn er in Nederland nog niet veel producten op de markt die hiermee werken.
ZigBee: ook het ZigBee protocol verbruikt weinig energie en is daarom ook erg interessant voor jouw smart home. Net als WiFi is het draadloos, maar het lagere energieverbruik is dus voordeliger. Verder is ZigBee een MESH netwerk (zie het kader hieronder).
Z-Wave: dit is één van de meest toegepaste smart home protocollen binnen smart home en domotica, wat aan zijn stabiliteit is te danken. Het signaal gaat namelijk ook door muren heen. Verder is ook met Z-Wave het energieverbruik lager dan met WiFi. Daarnaast kunnen apparaten met elkaar probleemloos gekoppeld worden, wat in Zigbee nog wel eens fout kan gaan. Z-Wave is ook een MESH netwerk (zie het kader hieronder).
868 MHz: dit is eigenlijk een radiofrequentie, maar wordt gebruikt voor apparaten die complexe data of juist veel data moeten versturen, zoals een weerstation. 868 MHz is geen MESH netwerk en dus niet heel erg stabiel. Wel zijn apparaten voor dit protocol vaak goedkoper dan apparaten voor MESH netwerken.
433 MHz: dit is ook een radiofrequentie en lijkt heel veel op 868 MHz, alleen wordt er gecomunniceerd op een andere frequentie. Deze frequentie wordt voornamelijk gebruikt voor eenvoudige bediening van bijvoorbeeld verlichting of dakramen door middel van een afstandbediening. Er kunnen ook opdrachten gegeven worden met de smartphone, maar je kan niet zien of die ook worden uitgevoerd, omdat de communicatie slechts in één richting verloopt.

Los van bovenstaande protocollen zien we vaak ook te volgende vermeldingen:

NFC: dit betekent Near Field Communication en is een contactloze communicatiemethode die gebruikmaakt van de ISM-frequentieband op 13,56 MHz. NFC heeft meestal een bereik van circa 10 centimeter en is daarmee geschikt als ticketsysteem of betaalmiddel. Daarvoor moet de smartphone wel uitgerust zijn met NFC.
RTD: staat voor Real Time Transport Protocol. Dit protocol wordt gebruikt om audio en video via internet te verzenden. Het wordt dan ook meestal gebruikt voor streamingmediasystemen en voor videoconferentiesystemen.
RTS: wordt ook vaak als RTSP genoteerd en dat betekent Real Time Streaming Protocol. Wordt ook gebruikt voor streamingmediasystemen.

MESH

In een MESH netwerk wordt het signaal continu naar meerdere andere gekoppelde apparaten doorgestuurd (van station naar station). Daarmee ontstaat er een stabiele en sterke verbinding.

ZigBee en Z-Wave zijn MESH netwerken waarin ondersteunende apparaten de verbinding constant naar minimaal twee nodes (stations) doorsturen. Met Thread kun je ook een MESH netwerk maken (gebruikt namelijk dezelfde frequentie en chips gebruikt als ZigBee).

WiFi is geen MESH netwerk, maar het is wel mogelijk een WiFi MESH router te plaatsen, die bestaat uit meerdere stations.

Domotica basisstations

Voor degene die echt een serieuze stap zetten richting een smart home, zal het lastig zijn om alleen apparaten aan te schaffen die allemaal met hetzelfde protocol werken. Met een domotica basisstation, oftewel smart home controller, kun je apparaten die werken met verschillende protocollen met elkaar laten communiceren. Een Nederlandse ontwikkelaar laat maar liefst 7 protocollen in hun home controller samen komen. Er zijn ook home controllers op de markt die op één protocol zijn ontwikkeld, waarin je alle apparaten in dat protocol met elkaar in verbinding brengt. Ook leveren fabrikanten home controllers waarin je hun apparaten aan elkaar kunt koppelen, ook als ze met verschillende protocollen werken.

Een andere mogelijkheid is om alleen software aan te kopen, waarin je meerdere apparaten aan elkaar kunt koppelen die met de tablet of smartphone zijn te bedienen. Daarmee is het vaak mogelijk om de apparaten vanaf verschillende smartphones of tablets te bedienen, dus voor meerdere gebruikers. Grote internationale spelers op de markt hebben dergelijke software ontwikkeld.

Pas met de home controller of de software ontstaan er scenario's, waarin meerdere apparaten samen werken op bepaalde commando's. Bijvoorbeeld dat als je weggaat en de beveiliging inschakelt, er lampen uitgeschakeld worden met uitzondering van enkele die op aanwezigheid moeten duiden, dat de gordijnen schuiven dicht, dat de verwarming lager wordt gezet. Of je laat bij thuiskomst, zodra het alarm uitgeschakeld wordt, je favoriete playlist afspelen en de sfeerverlichting inschakelen. Of wat dacht je ervan om de lampen te laten reageren als die via het weerstation vernemen dat er teveel pollen in de lucht aanwezig zijn - essentieel voor mensen met hooikoorts.

Home controllers reageren met een aparte spraakinterface ook op je stem, die daarvoor wel aangesloten moet kunnen worden op de home controller. Leveranciers van home controllers geven aan welke spraakinterfaces te gebruiken zijn. De Nederlandse ontwikkelaar van de home controller heeft sommige versies voorzien van een ingebouwde spraakinterface. Voor stemgebruik is echter wel een basisniveau Engels noodzakelijk, omdat de meeste spraakinterfaces en home controllers daar nu eenmaal op ontwikkeld zijn. De home controller van eigen bodem kan aangestuurd worden met commando's in onze eigen taal.

Beveiliging

Waar we bij een smart home niet omheen kunnen, is veiligheid. In hoeverre zijn apparaten over te nemen of te hacken? Codes die worden verstuurd voor bijvoorbeeld het automatisch openen van garagedeuren zijn vrij eenvoudig te kopiëren door een buitenstaander, waarna hij of zij de garagedeur op een onbewaakt moment kan openen en de garage leeghaalt. Morele hackers zoeken constant naar dit soort gevoeligheden om ze vervolgens door te spelen naar fabrikanten, maar kwaadwillende hackers zijn net zo goed actief en minder galant.

Algemeen kan gesteld worden dat alle apparaten die direct op WiFi zitten gevoelig zijn voor hackers en in potentie op te nemen zijn in een botnet (robot netwerk). Daarin worden door cybercriminelen virussen verspreid waarmee de beveiliging kan worden gekraakt om bijvoorbeeld sites plat te leggen. Deze WiFi apparaten fungeren namelijk meer als hardware, een elektronisch product. Die kunnen gemakkelijk van buitenaf geblokkeerd worden, waardoor er lekken ontstaan.

Home controllers of protocollen als ZigBee of Z-Wave fungeren als software, als een brug (bridge), en zijn daardoor veel minder makkelijk te hacken. Ontwikkelaars van deze home controllers of protocollen zijn doorgaans grote spelers die hun goede naam niet op spel zetten en blijven daarom constant veiligheidupdates sturen.

Naar verwachting zijn er aan het eind van dit jaar in totaal al 30.000.000.000 apparaten verbonden met internet. Gecombineerd met het gegeven dat slechts 20% van de gebruikers weet hoe apparaten beveiligd kunnen worden tegen hacks, is het onderzoek van de TU Delft naar onveilige en al gehackte IoT-apparaten in Nederland geen overbodige luxe. Zij brengen daarin bijvoorbeeld de botnets van besmette apparaten in kaart. Het onderzoek loopt tot en met 2021.

Privacy

Apparaten waar menig smart home is uitgerust, zoals een slimme thermostaat, beveiligingscamera's en smart speakers (home assistents), slaan de gegevens op die ze registeren. Er ontstaat daarmee dus een bron aan informatie over het dagelijkes gebruik én privélevens, waar menig bedrijf hun verdienmodel maar wat graag op wil baseren. Deze data, en vooral als er veel gebruikers in het spel zijn, wordt ook wel het nieuwe goud genoemd. De beter doorontwikkelde producten hebben instellingen, waarmee je eventueel data kunt afschermen van de buitenwereld. Maar let op met apparaten die in het buitenland zijn gemaakt, zoals in de VS of in China, daar gelden heel andere privacynormen dan in Europa. Bovendien worden apparaten geleverd met een wachtwoord, waarmee de boel geïnstalleerd kan worden. De eerste prioriteit daarna is om het wachtwoord te veranderen. En misschien niet slechts één keer, maar met een bepaalde interval én ook telkens significant anders dan de vorige én dan andere wachtwoorden van andere apparaten. Ten slotte, sluit apparaten niet direct aan op WiFi, zoals we onder Beveiliging al schreven. Als je geen gebruik maakt van een home controller (bridge), dan kun je ook een WiFi voor gasten aanleggen voor de aansluiting van alle apparatuur.

Bronnen: productinformatie van leveranciers, gebruikersreviews op diverse forums, Wikipedia (protocollen), TU/e, Rijksoverheid

« Nieuws overzicht