Kotiautomaatioverkot: Katsaus verkkoteknologioihin

Abstract

Älykodit ovat yleistyneet nopeaan tahtiin, koska ne helpottavat ihmisten arkea ja turvallisuutta sekä säästävät energiaa. Puheohjaus on tullut usealla kielellä älykoteihin virtuaaliavustajien mukana. Älykodeissa voidaan esimerkiksi ohjata valoja ja lämmitystä energian hinnan tai aurinkosähkön tuoton mukaan. Toimiakseen älykoti vaatii laitteiden ohjauksen verkottamista yhteen ja näitä verkkoja kutsutaan kotiautomaatioverkoiksi. Työssä tutustutaan yleisimpiin kotiautomaatioverkkoihin ja niiden ohjausprotokollien ratkaisuihin. Työn tavoitteena on vertailla eri verkkojen toteutuksia sekä arvioida teknologioita kotikäytössä. Koska kotiautomaatioverkot ovat usein langattomia, työssä tutustutaan ensimmäiseksi digitaalisen langattoman radion toimintaan. Aluksi tutustutaan radioiden taajuuskaistojen ja lähetystehon vaikutukseen enimmäistoimintamatkaan sekä esitellään digitaaliradioiden yksinkertaisimmat radiomodulaatiot. Kotiautomaatioverkot käyttävät hyvin yksinkertaisia modulaatioita, jolloin ne voidaan toteuttaa energiatehokkaaseen mikrokontrolleriin. Seuraavassa luvussa esitellään yleiset verkkotopologiat ja niiden käyttökohteet kotiautomaatioverkoissa. Työn jälkimmäinen puolisko keskittyy yleisimpien kotiautomaatioverkkojen esittelyyn ja niiden erikoispiirteisiin. Verkkoteknologiat voivat toteuttaa tiedonsiirron, protokollan tai molemmat. Lopuksi arvioidaan teknologioiden tulevaisuutta ja markkinaosuutta Suomessa sekä annetaan suosituksia verkon valinnasta kotiolosuhteissa. Kaikki yleisimmät langattomat kotiautomaatioverkot tukevat Mesh-rakennetta, joka mahdollistaa joustavan verkon luonnin ja laajentamisen. Langattomien verkkojen välillä on vain pieniä eroja käyttäjän näkökulmasta. Suurimmat erot löytyvät toimintamatkasta, tuettujen laitteiden määrästä ja protokollan avoimuudesta. Nämä rajoitteet tulevat harvoin käyttäjällä vastaan. Teknologioiden yksityisyyskäytännöt voivat olla myös kynnyskysymyksiä käyttäjille. Rakennusvaiheessa voidaan asentaa langallinen kotiautomaatioverkko, mutta jälkikäteen on helpompi käyttää langatonta verkkoratkaisua. Jos talossa on jo jokin kotiautomaatioverkko asennettu, kannattaa suosia olemassa olevaa verkkoa ja mahdollisuuksien mukaan saman valmistajan tuotteita paremman yhteensopivuuden takaamiseksi. Kun toteutetaan uusi verkko alusta asti, uusi avoin Matter-standardi vaikuttaa työssä tehdyn vertailun perusteella parhaalta vaihtoehdolta.