¿Qué hace que un hogar sea inteligente? Una guía de protocolos y aplicaciones

Este es un resumen de un artículo de una serie de cinco partes sobre las tecnologías que permiten el IoT. Se puede ver el artículo completo en wevolver.com.

Introducción

Gracias a los avances tecnológicos, la definición de qué es un hogar inteligente siguió evolucionando con cada vez más aplicaciones y capacidades. Sin embargo, lo que no ha cambiado es que los hogares inteligentes están formados por múltiples sistemas que trabajan en conjunto para automatizar una vivienda y que esta sea cómoda y esté libre de estrés.

En los últimos tiempos, el IoT (Internet de las cosas) fue un impulsor clave de la transformación de los sistemas para hogares inteligentes. El IoT llegó con la promesa de que pudiéramos conectar elementos y objetos de nuestro entorno a Internet. Esto ha generado una transformación enorme y dinámica en muchos sectores y verticales, incluidos los hogares inteligentes. Gracias al IoT, los dispositivos para hogares inteligentes que antes solo compartían datos entre sí y dentro de los límites del hogar, ahora pueden compartir datos en Internet. Esto permite que los usuarios de hogares inteligentes interactúen con sus hogares y con su infraestructura en tiempo real, desde cualquier lugar. Esto hizo que las soluciones para este tipo de hogares sean “más inteligentes” y les abrió camino a varias aplicaciones nuevas, gracias al uso de la computación en la nube y el aprendizaje automático/AI (inteligencia artificial) para procesar datos, evaluar escenarios en tiempo real y tomar decisiones inteligentes más allá de la típica lógica preprogramada. Estos potenciales se están aprovechando y han dado lugar a la aparición de varios dispositivos/soluciones nuevos para hogares inteligentes.

Los protocolos de comunicación son los principales facilitadores de los sistemas para hogares inteligentes y el proceso de habilitación para el IoT. Estos proporcionan la infraestructura y dictan los términos mediante los cuales los dispositivos se comunican para automatizar cosas en el hogar. Este artículo proporcionará una guía de los protocolos y estándares de comunicación que habilitan las tendencias actuales en los hogares inteligentes.

Protocolos de comunicación para hogares inteligentes

Las aplicaciones para hogares inteligentes se basan en la capacidad de múltiples dispositivos, sensores, actuadores, etc., para comunicarse entre sí. Desde el termostato que se comunica con el aire acondicionado para regular la temperatura en el hogar, hasta los sensores de movimiento que apagan las luces en una habitación vacía. Esto hace que los protocolos de comunicación sean una parte integral de las aplicaciones para hogares inteligentes. Sin embargo, debido a las variaciones en las características, las capacidades, el modo de operación y los requisitos, los fabricantes adoptan varios protocolos de comunicación para diferentes aplicaciones. Algunos de los protocolos de comunicación populares para hogares inteligentes incluyen:

1. Wifi

2. Zigbee

3. Z-Wave

4. BLE (bluetooth de baja energía)

5. Matter

Arquitectura de soluciones para hogares inteligentes:

Comprensión de la relación entre los protocolos de comunicación y la aplicación del IoT en hogares inteligentes

Si bien los factores triviales como la preferencia del fabricante (el deseo de crear una línea de productos con el mismo protocolo, etc.) a veces contribuyen en el proceso de toma de decisiones, la elección de un protocolo de comunicación para los sistemas de hogares inteligentes siempre está dictada en última instancia por los requisitos de la aplicación. Algunas de las características de las aplicaciones que determinan los protocolos utilizados incluyen:

1. Volumen de datos

2. Energía

3. Ciclo de operación

4. Compatibilidad de plataforma

5. Costo

Unificación: Concentradores para hogares inteligentes y concentradores/puertas de enlace multiprotocolo

Tener múltiples dispositivos domésticos inteligentes distribuidos en diferentes aplicaciones en el hogar rápidamente se vuelve mucho para administrar. Un control/interfaz diferente para cada aplicación desgasta al usuario e impide alcanzar el nivel de sincronización que debería existir entre las aplicaciones del hogar inteligente para que este sea realmente inteligente y autónomo.

Para solucionar esto, se desarrollaron los concentradores para hogares inteligentes. Los concentradores para hogares inteligentes (puente o puertas de enlace) son dispositivos de hardware que permiten a los usuarios unificar sus dispositivos domésticos inteligentes para que se puedan controlar por medio de una interfaz única.

Más allá de la capacidad de acceder a múltiples dispositivos/aplicaciones desde una sola interfaz, los concentradores permiten a los usuarios crear relaciones e interacciones entre esos dispositivos/aplicaciones. Para dispositivos basados en protocolos que no están basados en IP, a veces se usan concentradores para transmitir datos de los dispositivos a Internet (y viceversa).

Sin embargo, la existencia de los concentradores reveló aún más desafíos de interoperabilidad que han afectado a los sistemas para hogares inteligentes debido a los múltiples protocolos. Por ejemplo, si adquiere algunos dispositivos para hogares inteligentes basados en Zigbee con un concentrador basado en Zigbee, “no se le permite” tener un conjunto de otros dispositivos/aplicaciones basados en otro protocolo que no sea Zigbee, a menos que planee obtener otro concentrador basado en ese protocolo o ejecute esos dispositivos/aplicaciones de forma independiente.

Los concentradores o puertas de enlace multiprotocolo (como el concentrador Samsung Smartthings y el concentrador Wink 2, que permiten a los usuarios interconectar dispositivos en función de múltiples protocolos, incluidos Zigbee, Z-wave, wifi, entre otros) brindan una forma para solucionar este problema, pero tienen un precio extra que supone una carga adicional para los usuarios y dificulta la adopción de soluciones para los hogares inteligentes.

Los desafíos de interoperabilidad, entre otros factores, y sus efectos en la adopción de un hogar inteligente hacen necesaria la unificación de protocolos y estándares; aquí es donde entra en juego un protocolo/estándar como Matter.

Matter: Por qué es importante

Según una investigación realizada por Google y Accenture en 2020, una de las principales barreras para la adopción de hogares inteligentes es la falta de interoperabilidad entre las soluciones para estos. Según el informe, que se centró en la región de Asia-Pacífico, “los consumidores no compran dispositivos debido a la falta de comprensión o no utilizan sus capacidades a pleno. En muchos hogares, los dispositivos están en gran medida desconectados entre sí, lo que significa que la experiencia no es tan fluida y sus capacidades inteligentes no se utilizan en su totalidad”. Este es un problema claro para todos y, con el tiempo, los proveedores y fabricantes de soluciones para hogares inteligentes han intentado crear un estándar o protocolo unificado por medio de uniones para formar alianzas. Un buen ejemplo de esto es la alianza Zigbee.

Si bien se logró un progreso importante, los desafíos fundamentales con algunos de los protocolos sobre los cuales se construyeron las alianzas redujeron su viabilidad e impidieron que las alianzas alcanzaran su verdadero potencial.

Aquí es donde aparece Matter, un estándar de comunicación diseñado con simplicidad, seguridad y el tipo de elegancia necesaria para hacer que los hogares sean realmente inteligentes y estén interconectados.

Matter cumple con todos los requisitos que las alianzas y los estándares anteriores no lograron cumplir.

Además de ser un protocolo respaldado y desarrollado en conjunto por los principales actores de la industria del hogar inteligente (un hecho singular), Matter es extremadamente importante para el futuro de los sistemas de hogares inteligentes basados en IoT debido a su naturaleza abierta y su arquitectura basada en IP que le da a cada dispositivo una dirección única. Estos dos factores reducirán las complejidades en la implementación de la solución y abordarán los problemas de seguridad y privacidad al aprovechar el sólido trabajo ya realizado para otros protocolos basados en IP.

Conclusión

Los sistemas para hogares inteligentes se encuentran definidos por las aplicaciones y, a medida que la tecnología continúa avanzando, especialmente con Metaverse próximo a llegar, las aplicaciones y capacidades evolucionarán y se volverán más complejas. Los protocolos de comunicación seguirán desempeñando un papel integral en estas transformaciones, por lo que también deben evolucionar. La necesidad de una experiencia de hogar inteligente verdaderamente integrada aumentará y, con más dispositivos domésticos conectados a Internet, se profundizarán las preocupaciones sobre la seguridad, la privacidad, la eficiencia energética, entre otras. Así, para conseguir una verdadera experiencia integrada de hogar inteligente, deben entrar en juego los protocolos que se benefician del conocimiento completo disponible para la seguridad, que permiten una privacidad de alto nivel, una implementación más fácil y una interoperabilidad mejorada.

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