TABLE OF CONTENTS:
Autor: Paweł Nicewicz, Projektant-Programista
Może Was zastanawiać dlaczego projektant i programista w software house pisze artykuł o IoT. Otóż, po pierwsze dlatego, że jestem człowiekiem wielu talentów. Jednym z nich jest to, że jestem typem majsterkowicza i nie mam tu na myśli naprawiania kranów, o czym za chwilę PPo drugie, w Solwicie potrafimy transformować produkty codziennego użytku na takie, które są smart. O tym jak to robimy napiszemy wkrótce. Dziś postanowiłem, że zdradzę Wam kilka sposobów na to jak stworzyć własny, domowy system IoT, opowiem ile to kosztuje i ile pieniędzy zaoszczędzicie na rachunkach dzięki kilku drobnym usprawnieniom.
W sieci można znaleźć wiele interpretacji na temat IoT. Skrót ten oznacza po prostu Internet Rzeczy (ang. Internet of Things). Można spotkać się też z IIoT, w którym podwójne „I” nie wynika z omyłki pisarskiej, a oznacza rozszerzoną wersję, tj. Przemysłowy Internet Rzeczy (ang. Industrial Internet of Things). Ogólnie rzecz ujmując IoT i IIoT to praktycznie to samo tylko rozdzielone na warstwie biznesowej ze względu na zastosowanie. W obecnym, przepełnionym elektroniką świecie, bardzo często możemy spotkać się z powyższymi określeniami, jednak czym one tak właściwie są? Większość z nas żyje w zupełnej nieświadomości, korzystając z nich na co dzień w domu czy pracy. Spotkaliście się z sytuacją, w której wypoczywając beztrosko na wakacjach postanowiliście użyć swojego smartfona, żeby uruchomić lub monitorować dowolne urządzenie zlokalizowane w domu? Pojawił się rachunek za prąd pomimo, że nikt nie spisywał waszego licznika? W biurze, w którym pracujecie, możecie poczuć się niczym Jedi i otworzyć zdalnie okno czy zasłonić roletę? Jeżeli tak, to korzystacie właśnie z IoT ! IoT to zbiór urządzeń komunikujących się ze sobą przez internet lub sieć wewnętrzna, które ułatwiają nam codzienne życie, zwiększają wydajność lub czuwają nad bezpieczeństwem naszym, bądź naszego domu. W przemyśle IoT, a właściwie IIoT, służy głównie do poprawy wydajności, redukcji kosztów lub monitorowania na przykład procesu produkcyjnego, co w konsekwencji może doprowadzić do zwiększenia jakości wytwarzanych produktów. Przykłady firm, które „na własnej skórze” wykorzystują IIoT nie trzeba szukać daleko, albowiem w biurowcu należącym do firmy Solwit powstał system zapewniający zarządzanie i monitorowanie całego budynku. Rozwiązanie to okazało się na tyle innowacyjne, że aktualnie stanowi produkt, który sprzedawany jest komercyjnie.
Dzisiaj praktycznie wszystkie nowe budynki biurowe, a często nawet nowo powstałe budynki mieszkalne są już wyposażone w rozwiązania IoT.
Dlaczego potrzebujemy IoT w domu? Pytanie dość podchwytliwe, ponieważ większość z nas chwilę się zastanowi i stwierdzi, że trzeba będzie wydać kilkaset albo kilka tysięcy złotych, a korzyść z tego niewielka, bo co nam da np. automatyzacja światła w salonie czy samojezdny odkurzacz? Odpowiedź z kolei jest bardzo prosta. IoT w domu pozwoli nam zaoszczędzić niemałą sumkę pieniędzy. Same rozwiązania wcale nie muszą pochłonąć przysłowiowego worka pieniędzy. Dzisiaj oczywiście mamy gotowe rozwiązania, które składamy jak klocki lego i wszystko działa „out of the box”. Są też rozwiązania budżetowe, które działają w ten sam sposób. Istnieje też kolejna droga – droga majsterkowicza. Internet usuwa granice i poszerza horyzonty. Wystarczy chwila szperania, a znajdziemy rozwiązania stworzone przez pasjonatów, które będą kosztowały ułamek ceny nawet tych budżetowych gotowych rozwiązań, a zapewnią nam funkcjonalność tych z najwyższej półki. Wracając więc do pytania „Dlaczego potrzebujemy IoT w domu?”, to jeżeli oszczędność pieniędzy wydanych na eksploatację mieszkania czy domu was nie przekona, to może satysfakcja stworzenia czegoś samemu idąc drogą majsterkowicza?
Kolejne na pozór trudne pytanie, lecz z zaskakująco prostą odpowiedzią, która zawarta jest tak naprawdę w tytule. Dzięki zaoszczędzeniu energii, którą zużywamy, i tu może być zaskoczenie, ponieważ największa oszczędność nie kryje się w energii elektrycznej, a energii, którą zużywamy do ogrzania naszych domów czy mieszkań. W dzisiejszych czasach większość oświetlenia jest ledowa, więc tutaj skrócenie czasu świecenia lamp o kilka minut w ciągu doby nie odbije się znacząco na naszych rachunkach, chyba, że tego oświetlenia posiadamy bardzo dużo, ale to już raczej skrajne przypadki. Z kolei na „prądo-żernych” urządzeniach, takich jak pralka czy suszarka do prania, musi zadziałać nasza konsekwencja lub ograniczenie ilości uruchomień, ponieważ IoT tutaj za bardzo nie pomoże. To jakiego rzędu może być oszczędność na ogrzewaniu? Kwotowo to bardzo indywidualna kwestia, ale procentowo to już jestem w stanie odpowiedzieć. W zależności od technologii budynku i jego izolacji jest to przedział od 15% do 30%. Biorąc na przykład mieszkanie 60m2 w nowym budownictwie jest to 1500-2000zł w okresie grzewczym, więc całe rozwiązanie pozwalające sterować ogrzewaniem zwróci się z nawiązką już w pierwszym okresie grzewczym. Tak znacząca różnica w ilości zużytej energii do ogrzania mieszkania wynika głównie z dwóch czynników. Pierwszym jest ciągła automatyczna regulacja pozwalająca utrzymać stałą temperaturę przy wykorzystaniu niezbędnego minimum energii. Nie ma przypadku kiedy mieszkanie jest przegrzane ani kiedy jest zimne i potrzebujemy bardzo dużo energii, aby ogrzać je do temperatury zadanej. Drugim czynnikiem jest detekcja przeciągu czy otwierania okien. W sytuacji kiedy zostanie wykryta taka sytuacja, ogrzewanie zostanie natychmiast wyłączone, aby nie ogrzewać powietrza, które za chwile zostanie wywiane z pomieszczenia na zewnątrz, a energia zużyta do jego podgrzania zmarnowana. Wyliczenia i wnioski są wynikiem doświadczeń, które przeprowadziłem w swoim mieszkaniu – u każdego mogą być inne – trzeba to wziąć pod uwagę.
Głównie chodzi o bezpieczeństwo nieruchomości, ponieważ w skrajnych przypadkach IoT jest w stanie uratować nam życie. Można zamontować masę urządzeń, które będą monitorowały temperaturę, jakość powietrza, wykrywały potencjalne zagrożenie pożarem czy zatrucia gazem, np. czadem. System będzie wcześnie ostrzegał nas czy naszych bliskich, a nawet wzywał automatycznie odpowiednie służby. Istnieje jednak funkcjonalność IoT, która zacznie poprawiać bezpieczeństwo naszej nieruchomości bez zwiększania kosztów. Niesamowite, a jednak. Funkcjonalnością tą jest symulowanie obecności w domu. Większość systemów IoT jest w stanie nauczyć się naszej aktywności i podczas naszej nieobecności symulować nasze rutynowe zachowania, jak zapalanie światła w salonie czy sypialni w określonych godzinach, zasłanianie i odsłanianie rolet oraz tym podobne. Można zadać pytanie, w jaki sposób poprawia to bezpieczeństwo naszej nieruchomości? Chroni ją przed włamaniem odstraszając potencjalnych rabusi, ponieważ takie osoby zazwyczaj obserwują obiekt, który mają zamiar ograbić i wyczekują momentu, kiedy będzie pusty, aby przystąpić do dzieła. Dużą rolę odgrywają tutaj modele uczenia, które symulują nasze zachowanie w sposób naturalny.
Pamiętamy przecież scenę z filmu „Kevin sam w domu”, kiedy rabusie obserwowali domy i doskonale wiedzieli, który jest pusty, ponieważ zapalały się konkretne światła o dokładnie znanych im godzinach. W przypadku wyuczonych modeli, które symulują naszą obecność, taka sytuacja nie będzie miała miejsca. Model uruchomi oświetlenie, ale w sposób naturalny dokładnie tak, jak my byśmy to zrobili, czyli za każdym razem inaczej, co skutecznie odstraszy przestępców zainteresowanych obiektem, ponieważ nigdy nie będą pewnie kiedy obiekt jest pusty. Zachodzi tutaj także sytuacja, kiedy ułatwiające nam życie elementy IoT takie jak oświetlenie, są w stanie spełnić kolejną funkcję, która znacząco zwiększa nasze bezpieczeństwo. W Solwicie pracujemy nad bardzo podobnymi rozwiązaniami dla przemysłu. Rozwiązania te potrafią się same uczyć i w ten sposób wykrywać potencjalne zagrożenia czy wady produkowanych elementach. Są to także elementy IoT, a tak naprawdę IIoT.
Jak pisałem wcześniej, dróg jest kilka. Gotowe rozwiązanie oferujące budowę niczym z klocków lego, budżetowe odpowiedniki takich systemów i droga finansowo najkorzystniejsza, czyli droga majsterkowicza. Idąc ścieżką majsterkowicza, która może wydawać się trudna, tak naprawdę nie mamy się czego bać, bo nie wymaga to specjalnych umiejętności ani wiedzy, a jedynie odrobinę więcej czasu jaki potrzebujemy, aby zestawić wymarzone rozwiązanie, ponieważ wszystkie szlaki zostały już przetarte. W sieci znajdziemy opisy krok po kroku co i jak należy zrobić, a także jakich komponentów użyć. Jeżeli nie mamy dostępu do dedykowanych serwerów, aby tam postawić „mózg” naszego IoT, to nie ma czym się martwić. Doskonale się tutaj sprawdzi mikrokomputer raspberry pi, który kosztuje około 150zł. Porównując go z gotowym rozwiązaniem to ceny centralek oscylują w granicach 500-600zł, a oprogramowanie dla naszego „mózgu” jest darmowe i ogólnodostępne. Możliwości jest kilka do wyboru, jednak najpopularniejszym, a zarazem najlepszym systemem jest HomeAssistant, czyli potężne narzędzie tworzone przez pasjonatów, które zostało doprowadzone do stanu, w którym osoba bez umiejętności i wiedzy technicznej jest w stanie uruchomić i skonfigurować dla siebie IoT. Idąc dalej, weźmy na przykład włącznik światła, aby przerobić nasze światło, np. w salonie na mądre to przełączniki z gotowych systemów kosztują w granicach 120-200zł. Nie jest to astronomicznie wysoka kwota, jednak kiedy policzymy przełączniki w domu i przemnożymy przez tę kwotę to uzyskamy wynik co najmniej czterocyfrowy, a to już mocno może się odbić na budżecie. Podążając drogą majsterkowicza, możemy skorzystać z modułu takiego jak sonoof mini, który kosztuje w granicach 15-20 zł i w niczym nie odbiega od modułu czy przełącznika oferowanego w gotowych systemach, a pozwoli nam także zachować fizyczny przełącznik bez konieczności jego wymiany. Takie sytuacje można by było wymieniać przy każdym elemencie IoT. Wniosek jest więc taki: im więcej czasu poświecimy na czytanie i zbieranie informacji, tym mniej pieniędzy wydamy, podążając oczywiście drogą majsterkowicza.
Można to rozpatrywać w dwóch przedziałach – krótkoterminowym i długoterminowym. W obu przypadkach odpowiedź jest taka sama, czyli dużo. W krótkim terminie weźmiemy pod uwagę inwestycję w sprzęt. Idąc wcześniej wspomnianą drogą majsterkowicza, koszty będą o około 70-80% niższe niż w przypadku gotowych rozwiązań. Jak to się przełoży na kwoty, zależy już zupełnie od konkretnych przypadków i ilości sprzętu jaki chcemy zainstalować. Jedna osoba zadowoli się inteligentnym oświetleniem i jako majsterkowicz zmieści się w 300 zł nie wydając 1000 zł na gotowe rozwiązanie, kolejna będzie chciała do tego ogrzewanie, monitoring, nadzór aktywności i automatyczne rolety. Tutaj kwota gotowego rozwiązania może oscylować już od kilkunastu do kilkudziesięciu tysięcy złotych. Przechodząc do oszczędności w długim terminie, tak jak pisałem wcześniej, na samym ogrzewaniu jest to różnica na poziomie 15-30% w zależności od technologii budynku, więc części związane z ogrzewaniem zwrócą się już w pierwszym okresie grzewczym. W późniejszym etapie to już czysty zysk, a raczej pieniądze nie wypływające z naszego portfela. Oświetlenie zwracać się będzie dłużej, ponieważ różnica w rachunkach za prąd będzie marginalna chyba, że nie posiadamy żarówek energooszczędnych czy ledowych. Oszczędność tutaj nie przekracza 3-5% w skali miesiąca. Co do elementów zwiększających bezpieczeństwo to ich stopa zwrotu jest nieoceniona. Wystarczy, że raz odstraszą rabusi, a już się zwrócą finansowo, oszczędzając nam ogrom stresu związanego z włamaniem do nieruchomości.
IoT to przyszłość w świecie, w którym technologia idzie do przodu i staje się coraz bardziej dostępna, a co za tym idzie tania.. Pozwala nie tylko dodać funkcjonalności do mieszkania czy domu i pozytywnie wpłynąć na naszą wygodę, ale przede wszystkim znacząco zredukować koszty eksploatacji. Inwestując w nową technologię i wdrażając IoT w domu, nie tylko robimy krok w przyszłość, ale wydając niewielką kwotę obniżamy sobie rachunki, a także dokładamy swoją małą cegiełkę do poprawy gospodarki energetycznej, co ma pozytywny wpływ na klimat. Już dzisiaj IoT jest dostępne praktycznie dla każdego. Wystarczy znaleźć rozwiązanie dopasowane do swoich potrzeb, a jeżeli jest za drogie to zbudować je samemu korzystając z materiałów dostępnych w sieci, zostając majsterkowiczem.
