Akıllı ev teknolojileri yazımda akıllı ev sistemlerinin kablolu ve kablosuz olmak üzere iki farklı şekilde haberleştiğini yazmıştım. Kablolu sistemler genellikle kablo mesafesine göre RS232 veya RS485 ile haberleşmeyi kullanırlar. Kablosuz haberleşmede ise farklı kablosuz standartları kullanılmaktadır. Bu yüzden evinize bir sistem kurmadan önce hangi kablosuz standartını seçmeniz gerektiğine başlangıçta karar vermeniz sonradan sisteminize yapacağınız ilaveler, kurduğunuz sistemde haberleşme problemleri ve kopmalar yaşamamanız için önem kazanmaktadır. Kablosuz standartları olarak RF (radyo frekansı) haberleşme, Bluetooth, Zigbee, Zwave ve WIFI kullanılmaktadır. Bu standartlardan aşağıda kısaca bahsediyor olacağım. Her kablosuz standart için çok daha fazla detayı içeren bilgiyi diğer yazılarımda bulabileceksiniz.

RF Haberleşme

Kablosuz (RF) Teknoloji 3 Hz ile 300 GHz spektrum içerisinde elektromanyetik dalgaların işletilmesidir. Elektromanyetik dalgaların varlığı ilk olarak 1864 yılında James Maxwell tarafından öne sürüldü. 1887 yılında Heinrich Hertz tarafından varlığı kanıtlandı. 1895 yılında Guglielmo Marconi tarafından icat edilen radyo ile birlikte iletişim içinkullanılabilecek bir teknoloji olduğu ortaya çıktı.

Radyo frekansı ile haberleşme bir çok cihazda olduğu gibi akıllı ev sistemleri ve kablosuz alarm sistemlerinde de kullanılmaktadır. Genel olarak en çok kullanılan frekanslar RF 315, RF 433 olup RF 868 de kullanılan cihazlar bulunmaktadır. Diğer haberleşme türlerinin aksine RF haberleşme bir verici ve bir alıcının tek yönlü haberleşmesiyle olup bağlı olan cihazların anlık durumları görülememektedir, yani RF kapı sensörü açıldığı zaman sinyal göndermekte ve sonrasında sensörü kapalı mı yoksa açık mı olduğu görülememektedir.

Bunun dışında frekans karışması konusunda sıkça sorunlar yaşanabilmektedir. Konulduğu ortama göre çekim mesafesi kısa olabilmekte veya araya giren engeller çekim mesafesini düşürebilmektedir. Hava durumuna göre iletişimde sorunlar yaşanma ihtimali vardır.

Bluetooth

Bluetooth 1994 yılında kablosuz veri transferi yapmak üzere Ericsson tarafından icat edildi. Ericsson’un yaptığı bu icat diğer firmaların da ilgisini çekmiş, başta telefonlar olmak üzere günümüzde bir çok cihazda kablosuz veri aktarımı için kullanılır hale gelmiştir. Bluetooth kullanan cihazlardan telefonlar, kablosuz kulaklıklar ve oyun konsollarının kolları en çok bilinenlerdir.

Bluetooth, 2.4 ve 2.485GHz kablosuz aktarım bandını kullanan radyo frekansı ile çalışmaktadır. Çok düşük bir frekans kullandığı için uzun pil ömrü sağlamaktadır. Mesafesi açık alanda yaklaşık 50 metreyi bulabilmektedir.

Düşük frekans kullanımı, uzun pil ömrü ve farklı cihazların birbirine bağlanabilme esnekliği bluetooth’un akıllı ev sistemleri için üretilen ürünlerin haberleşmesinde, veri alıp göndermesinde  kullanılmasını sağlamıştır.

Bluetooth’un akıllı ev ürünlerinde kullanılmasının dezavantajı ise evinizin dışından bu ürünlere direk erişim imkanınızın olmaması. Bu cihazların internet üzerinden kullanılabilmesi veya erişilebilmesi için bluetooth destekli ağ geçidi merkezi (gateway hub) denilen cihazların kullanılması gerekmektedir.

Bağlantılarda kopma sorunu olmaması için ağ geçidi merkezini (gateway hub) tüm cihazların orta noktasına koymanız daha doğru olacaktır.

Bluetooth kullanılan ev cihazlarına örnek olarak ısı ve nem sensörlerini, akıllı kapı kilitlerini sayabiliriz. Akıllı ürünlerde en bilinen markalardan olan Çinli Xiaomi firmasının ürünleri de en güzel örnektir.

Z-Wave

Z-Wave 1999 da Danimarkalı bir firma olan Zensys tarafından genellikle akıllı ev sistemlerinin haberleşmesi için oluşturulmuş kablosuz iletişim protokolüdür. Amerika’da 2002 yılından itibaren kullanılmaya başlanmıştır.

Akıllı evlerin popülaritesi arttıkça, evlerde çok daha fazla sayıda akıllı cihaz kullanılır oldu. Sensörler, ampüller, ısıtma kontrolleri, klimalar, prizler gibi akıllı cihazların bir çoğu kendi aralarında haberleşmek için Z-Wave protokolünü kullanmaktadır. Dünya geneline baktığımızda 100 milyondan fazla Z-Wave destekli ürün olduğunu söyleyebiliriz.

Z-Wave WIFI ile kıyaslandığında çok daha düşük güç tüketimi yapmakta olup, Bluetooth’dan çok daha fazla menzile sahiptir. Z-Wave cihazlar aralarında iletişim kurmak için düşük enerjili radyo dalgaları kullanmaktadır. Yeni nesil cihazlarda artık iletişim mesafesi arttırılmış, daha düşük enerji kullanımı ile uzatılmış pil ömrü sunan, kablosuz yazılım güncelleme (OTA) desteği olan Z-Wave Plus kullanılmaktadır.

Z-Wave cihazlar 800 – 900MHz radyo frekans aralığında çalıştığı için parazitlenme sorunu yaşamamaktadır. Ancak tüm dünyada aynı standart frekansı kullanmadığından Amerika’dan aldığınız cihazın Türkiye’den veya başka bir Avrupa ülkesinden aldığınız cihazlarla beraber çalışmama ihtimali bulunmaktadır. Z-Wave Amerika’da 908-916 MHz ISM bandını, Japonya’da 922-926 MHz ISM bandını, Avrupa’da ise 868 MHz RFID bandını  kullanmaktadır.

Z-Wave ürünlerine internet üzerinden erişmek için Z-Wave destekli ağ geçidi merkezi (gateway hub) kullanmanız gerekmektedir.

Zigbee

Zigbee standartı 2003 yılında IEEE tarafından 802.15.4 standartı olarak tanımlanmıştır. Zigbee destekli ilk ev otomasyonu da 2007 yılında kullanılmaya başlanmıştır. Zigbee genel olarak 2.4GHz frekansını kullanmakta olup, Amerika kıtasında 915 MHz ve Avrupa’da 868 MHz de kullanabilmektedir. 2,4 GHz frekansında 10 kanal ile 250 kbps, 915 MHz frekansında 6 kanal ile 40 kbps ve 868 MHz frekansında 1 kanal ile 20 kbps hızlarına erişilebilmektedir. Zigbee kullanan ürünlerin erişim mesafesi, iletim gücü ve çevre etkilerine bağlı olarak 10 ile 75 metre arasında değişmektedir.

Güvenirlik, çok sayıda düğüm desteği, hızlı ve kolay kurulum, uzun pil ömrü, düşük maliyet Zigbee cihazların ortak özellikleridir. Kullanım alanları olarak bina ve ev otomastonları, sağlık sektörü, güvenlik, tarım ve endüstriyi gösterebiliriz.

Zigbee ürünlerine internet üzerinden erişmek için Zigbee destekli ağ geçidi merkezi (gateway hub) kullanmanız gerekmektedir.

WIFI

1997’de IEEE tarafından 802.11 standartları oluşturulmuştur. Daha sonraları 802.11 (2 Mbps) standartı geliştirilerek 802.11a (54 Mbps), 802.11b (11 Mbps), 802.11g (54 Mbps), 802.11h (54 Mbps), 802.11n (300 Mbps) ve 802.11ac (6.7 Gbps max) standartları oluşturulmuştur. Kablosuz sinyallerle iletilen verilerin başkaları tarafından okunamaması için de WEP, WPA ve WPA2 gibi şifreleme yöntemleri kullanılmaktadır. WIFI günümüzde neredeyse hemen her cihazda kullanılmaktadır.

Bu kadar geniş ve yaygın kullanım alanı WIFI’nin akıllı ev sistemlerinde de kullanılmasını sağlamıştır. WIFI’nin akıllı ev ürünlerinde kullanılabilmesi için düşük güç tüketimiyle çalışan ve uzun pil kullanımı sağlayabilen çipler geliştirilmiştir. Bu çiplerden en çok bilinen ve kullanılanı ESP8266 serisi çiplerdir ve 2 aya yakın kullanım sağlamaktadır.

WIFI ile çalışan ürünleri sorunsuz kullanabilmeniz için kullanmakta olduğunuz modem veya router’ın kaliteli olması ve yüksek sayıda WIFI bağlantısını desteklemesi gerekmektedir. Aksi taktirde bağlı olan cihaz sayınız arttığı zaman hız problemleri ve kopmalar yaşayabilirsiniz. Yine aynı şekilde kopma sorunu yaşamamanız için WIFI’nizin evinizin her yerinden çekiyor olması gerekmektedir.

WIFI akıllı ev ürünlerine ağ geçidi merkezine (gateway hub) ihtiyaç duymadan internet üzerinden direk erişim sağlayabilirsiniz.