5 августа

GSM модули для умного дома

Блог компании ИнтемсУмный домИнтернет вещей


Еще каких-то лет 20 назад наличие дома персонального компьютера с выходом в интернет было редкостным явлением. А про домашние устройства, которые могут подключаться к интернету говорили как о научной фантастике. Сегодня такие устройства — уже даже не ниша, а целый рынок интернета вещей (Internet-of-Things, IoT).

По прогнозам Gartner, в этом году количество устройств IoT должно вырасти на 21% по сравнению с 2019 годом и достигнуть 5,8 миллиардов. При прочих равных растут и все связанные с этим отрасли.

Интернет вещей получил популярность среди бытовых потребителей благодаря возможностям объединения домашних приборов ежедневного использования, программного обеспечения и специализированных (часто облачных) сервисов. IoT-устройства сильно зависят от стандартов взаимодействия устройств, протоколов связи и сетевых технологий. Для эффективного и надежного функционирования каждого отдельного продукта важна бесперебойная и коллективная работа сегментов аппаратного и программного обеспечения, а также сегмента сервисов… Поставщики решений для умного дома должны учитывать риски несовместимости устройств в рамках этих трёх сегментов и обеспечить их бесперебойную работу.

В этой статье поговорим о специализированных устройствах для умного дома — GSM-модулях, принципах их работы, преимуществах и недостатках при совместном использования различных IoT-устройств в домашнем (и не только) хозяйстве. Подробности под катом.

Принципы работы GSM-модулей


GSM-модуль — это устройство, работающее в качестве мобильного телефона или модема, которое используется для связи любого устройства по сети. GSM-модулю для работы требуется SIM-карта и он работает в диапазоне сети, которую поддерживает он сам и мобильный оператор.



В зависимости от производителя и назначения, передача команд управления на GSM-модуль может выполняться следующими способами:

  • Телефонный вызов (дозвон)
    Приняв звонок и получив номер абонента, система сопоставляет его с номерами из внутреннего списка. При совпадении с одним из номеров она передает сигнал на блок управления приводом. Звонок при этом сбрасывается. У недостаткам этого способа управления можно отнести то, что в память устройства можно записать ограниченное количество номеров пользователей, как правило несколько сотен, что для многих целей может быть недостаточно.
    Также недостатком будет то что телефонный вызов может быть ассоциирован только с одной командой, например открыть шлагбаум.

  • SMS
    Технология приёма и передачи коротких текстовых сообщений с помощью сотового телефона по своим возможностям, плюсам и минусам соответствует возможностям телефонного вызова.

    За одним но важным исключением, текст сообщения может и часто имеет значение, в зависимости от текста SMS устройство может выполнять те или иные команды. Часто используется для администрирования устройств, например для добавления новых пользователей или удаления старых.

  • Мобильное приложение
    Один из самых удобных способов управления с помощью мобильного приложения.
    Удобный графический интерфейс позволяет управлять устройством с планшета или смартфона с доступом в интернет из любой точки мира.

Администрирование и настройка устройств


Существует масса устройств и все они отличаются друг от друга, но большинство возможностей для администрирования устройств можно свести к трем:

При помощи компьютера
Для подключения устройств к компьютеру как правило используется USB соединение, как например в Лидер GSM или ethernet как например в ЭРА-2000 GSM. На компьютер устанавливается программное обеспечение и уже с помощью него, можно задавать рабочие режиму, добавлять или удалять пользователей, скачивать журнал доступа и много чего еще.
Из плюсов этого способа можно отметить, графический интерфейс, и практически неограниченные возможности, и естественно это единственный способ с помощью которого можно проводить манипуляции с устройством при отсутствии мобильной связь.
Недостаток тоже есть, он в том что требуется физическое подключение с помощью кабеля, а значит придется побегать.

При помощи SMS
Блок управления GSM-модулем также можно настроить с помощью команд переданных посредством SMS. Главный минус этого способа администрирования заключается в том все команды придется набивать вручную, и то что обратно от устройства получит данные будет практически невозможно.

Облако или мобильное приложение
При наличии таких возможностей, вся настройка происходит через через личный кабинет предоставляемый производителем, для входа используется обычный браузер. Либо через приложение установленное на мобильном телефоне.

Настройка и управление прибором возможно с любого компьютера, планшета или телефона с доступом в интернет из любой точки мира, например у устройств PAL ES даже никаких конфигурационных ПО и предварительных настроек не требуется делать.

Приборы добавляются в личный кабинет или мобильное приложение, как правило по серийному номеру. А далее в зависимости от вендора, вам доступно множество возможностей. Добавление и удаление пользователей, просмотр журналов событий, настройки логики срабатывания тревожных оповещений и многое другое.

Типовая конструкция GSM-модуля
GSM-модуль состоит из радиоблока, процессора, памяти и интерфейсов для интеграции с периферийным оборудованием. В зависимости от модели, GSM-модули, помимо голосовой связи и SMS, могут поддерживать GPRS-передачу данных.



Дополнительно, некоторые GSM-модули оснащаются GPS-передатчиком для передачи координат места, где они находятся.
Самые продвинутые модели поддерживают взаимодействие с мобильными приложениями и облачными сервисами производителя соответствующего оборудования.

Преимущества GSM-модулей


Ниже несколько основных преимуществ использования сети мобильных операторов для управления удаленными устройствами в сравнении с другими каналами: Wi-Fi, Bluetooth или Ethernet.

Возможность управления имея под рукой самый простой телефон (если устройство управляется звонком или через SMS). Телефон может не иметь возможности установки мобильного приложения, подключения по Bluetooth или Wi-Fi, но даже с самого простого кнопочного аппарата (например, с легендарного Nokia 3310) можно позвонить или отправить SMS.

Нет единой точки отказа. При использовании сети Wi-Fi и нескольких IoT-устройств возникает единая точка отказа — Wi-Fi-роутер. Отключение электричества или неполадки у оператора связи за один раз сделают недоступными сразу все устройства. При отдельном беспроводном подключении каждого устройства к сети мобильного оператора такого эффекта не возникнет. Дополнительного резервирования можно добиться дублированием важных устройств и их подключения к сетям различных операторов.

Управление устройствами на любом расстоянии. Находясь на любом расстоянии есть возможность наблюдать за происходящим и управлять устройствами. Например, покормить рыбок.

Недостатки GSM-модулей


Недостатки у GSM-модулей тоже есть. Разберём основные.

Плата за сим-карту и необходимость контроля за балансом. Каждое устройство — отдельная статья расходов. Операторы часто требуют регулярно совершать платные действия, чтобы сим-карта не блокировалась. Кроме этого, баланс на каждой сим-карте должен быть под контролем, чтобы оператор не ограничивал возможности коммуникации и было возможно обратиться к устройству через мобильный интернет, SMS или по звонку.

Нестабильная связь при неблагоприятной погоде. Электромагнитное излучении грозового фронта может влиять на качество сигнала, а молния потенциально может вывести из строя оборудования оператора связи. Событие маловероятное, но возможное.

Невозможность использования в отдаленных местностях и изолированных помещениях. Отдаленные местности — места с отсутствием стабильного покрытия мобильными операторами. Изолированные помещения — подвалы, экранированные металлоконструкциями помещения и другие места, где нет возможности приёма радиосигнала с базовой станции.

Киберугрозы. Если устройство управляется по звонку или через SMS, злоумышленник может подменить номер и получить доступ к управлению периферийным оборудованием. Поиск выдаёт множество подобных сервисов. При использовании более продвинутого оборудования с поддержкой управления через мобильное приложение облачного сервиса такие риски снимаются сами собой.

Глушение сигнала сотовой сети. Специальное оборудования для глушения сигнала от GSM-модуля к базовой станции позволит предотвратить оповещение о проникновении. Такое оборудование также широко представлено в продаже.

Обзор GSM-модулей


Различные GSM-устройства достаточно давно вошли в нашу жизнь, в этом разделе мы расскажем о GSM-устройствах различного назначения и приведем примеры конкретных моделей. Ниже о:

GSM-сигнализациях
GSM-модулях для управления доступом
GSM-управлении для котла отопления
GSM-модулях для автомобиля
GSM-выключателях
GSM-розетках

GSM-сигнализации


В базовый комплект GSM-сигнализации обязательно входит контроллер и, в зависимости от комплектации, могут входить видеокамеры, датчики движения, датчики открытия двери или окна, датчики дыма или воды. Если нет нужды в дополнительных датчиках, можно приобрести базовый комплект сигнализации и в дальнейшем дооснастить его дополнительными датчиками. Оснащение комплектов сигнализаций дополнительными датчиками — дань курсу придания универсальности устройствам. В некоторых моделях сигнализаций контроллеры, в целях резервирования канала, могут оснащаться 2 или 3 слотами для сим-карт.



В отличие от сигнализаций, подключенных к пульту охранной компании, GSM-сигнализации имеют лишь один канал оповещения — мобильная связь. То есть при недоступности этого канала, злоумышленник окажется в помещении незамеченным. Сигнализации, подключенные к пульту охраны имеют дополнительные каналы подключения: Wi-Fi, Ethernet, проводная телефонная линия, а GSM используют в качестве резервного канала. Однако, нужно учитывать, что пультовая охрана — это обязательная абонентская плата и плата за каждый вызов. Если сравнивать GSM-сигнализации с обычными тревожными аналогами (без GSM и подключения к пульту охраны), последние могут быть рассчитаны разве что на неопытных злоумышленников, следовательно, такой вариант желательно не рассматривать вовсе.

Ниже приведены 3 популярных модели по данным Яндекс.Маркет.

  • Carcam GSM alarm kit — цена 3990 рублей
    В комплект входят модуль GSM, модуль Wi-Fi и 2 беспроводных датчика: инфракрасный датчик движения и магнитоконтактный датчик открытия двери или окна. Датчики подключаются к главной панели управления на частоте 433 МГц. Поддерживается управление через мобильное приложение.

  • Sapsan GSM 4G CAM — цена 25 749 рублей
    GSM сигнализация с датчиками и 2-мя уличными видеокамерами. В комплект входит контрольная панель, уличная Wi-Fi-камера, датчик движения, датчик открытия окна, пульт постановки / снятия с охраны и комплект антенн. Особенностью устройства является возможность работы в качестве Wi-Fi маршрутизатора. Доступно управление через мобильное приложение.

  • Ajax Hub Kit Black — цена 14 990 рублей
    В комплект входит центральная панель, датчик движения и датчик открытия. Дополнительно можно подключиться до 100 устройств. Между собой датчики общаются по защищенному беспроводному каналу.

Вообще тема с охранными сигнализациями гораздо шире и интересней рассматриваемого нами в этой статье контекста, они используются для охраны дома, периметра, складов, магазинов и в каждом случае есть своя специфика.

GSM-модули для управления доступом


Это универсальные устройства, к которым подключается любые преграждающие устройства: автоматические ворота, шлагбаумы, турникеты, картоприемники, электромеханические или электромагнитные замки, почтовые ящики и лифты. Управление аналогичными устройства без поддержки GSM требует нахождения в непосредственной близости с ними. Например, если вы уехали в отпуск или находитесь на самоизоляции, а кому-то нужно попасть на территорию с ограниченным доступом, удалённо открыть шлагбаум, турникет или помещение не составит труда.



Большую популярность GSM-модули получили в системах управления въездом в поселки и жилые комплексы, объекты коммерческого назначения со значительным количеством абонентов. Они могут управлять любыми автоматическими преграждающими устройствами — шлагбаумами, боллардами, автоматикой для ворот.

Ниже приведем три популярных устройства по версии наших покупателей.

  • Eldes Esim 320 2G/3G — цена 15 900 рублей
    Это автономный GSM-контроллер для управления шлагбаумом (воротами) с телефона. Устройством можно управлять с телефона, через WEB-интерфейс или мобильные приложения.

  • DoorHan GSM 3.0 — цена 10 250 рублей
    Модуль предназначен для управления шлагбаумами, приводами, системами освещения и другими типами электрооборудования. Поддерживает передачу дистанционных команд через контакты типа NO, NC.

  • Pal SG314-GI-WR — цена 25 999 рублей
    Это универсальный контроллер, который смело можно считать вершиной не только по цене, но и по функционалу. Контроллер имеет возможность подключения считывателя с выходным интерфейсом Wiegand 26, неограниченный лог событий, неограниченное количество пользователей за счёт использования специального приложения и поддерживает работу с некопируемыми пультами.

    Pal SG314-GI-WR позволяют открывать исполнительное устройство не только при помощи телефонного вызова (звонка), но и при помощи мобильного приложения PalGate (доступно для iOS и для Android), проксимити карты и некопируемого пульта дистанционного управления с шифрованием на базе криптопротокола AES 128.

    Из-за простоты подмена телефонного номера, производитель не рекомендует использовать телефонный вызов как способ доступа, по умолчанию эта опция отключена и для использования ее нужно активировать, но делать это конечно не стоит так как это сильно упростит задачу потенциальным злоумышленникам.
    Приборы PAL ES настраиваются только через облачный личный кабинет. Настройка и управление прибором возможно с любого компьютера, планшета или телефона с доступом в интернет из любой точки мира, никаких конфигурационных ПО и предварительных настроек не требуется.

    Приборы добавляются в личный кабинет по серийному номеру. Их количество в каждом аккаунте — не ограничено.
    В личном кабинете ведется неограниченный журнал доступа, события в котором хранятся сколь угодно долго, позволяющий посмотреть кто, когда и с помощью какого-типа идентификатора (дозвон, приложение, пульт, карта) открывал исполнительное устройство. Информация в режиме реального времени поступает на сервера производителя.

Мы провели детальное сравнение GSM-устройств разных производителей, и если перед вами стоит задача выбора, стоит с ними ознакомится так как разница в функционале огромна.

• Сравнение Eldes Esim vs Pal Es
• Сравнение DoorHan vs Pal Es
• Сравнение Лидер GSM vs Pal Es

GSM-управление для котла отопления


Системы для управления отоплением в доме предназначены для поддержания комфортной среды в помещениях и оповещении о любых нештатных ситуациях. Состоит из контроллера, датчиков температуры, напряжения и оснащено возможностью подключения дополнительных датчиков.

Несмотря на автоматическую работу современного отопительного оборудования и его способность поддерживать требуемую температуру без вмешательства человека, иногда возникают нестандартные ситуации, требующие корректировки работы устройства. Например, изменилась погода, возникли перебои с подачей газа, отключилось электричество, отопительное оборудование перегрелось и так далее.

Благодаря GSM модулю у вас есть не только своевременные оповещения, но и возможность максимально быстро реагировать на ситуацию, чтобы например, избежать заморозки контура отопления.



Модули управления котлами без GSM-модуля требуют присутствия на месте его нахождения, что может быть затруднительно в условиях, например, загородного дома и самоизоляции или отъезда в отпуск.
В этом разделе разберем три популярные модели по версии Яндекс.Маркет.

  • КотелОК — цена 3 990 рублей
    Устройство для контроля температуры в помещении. Дополнительно устройство контролирует наличие напряжения в сети. Подходит для управления электрическим котлом.

  • ZONT Smart — 9 020 рублей
    Система подходит для управления газовыми и электрическими котлами. Поддерживает работу до 120 радиодатчиков, включение отопления по расписание, в зависимости от уличной температуры. Для коммуникаций с внешним миром есть Wi-Fi, GSM и GPRS.

  • Кситал GSM 12Т — 9 090 рублей
    Устройство поддерживает работу с 12 зонами контроля и подключение датчиков температуры, движения, открытия дверей или окон, пожарной сигнализации. В случае возникновения нештатной ситуации система рассылает уведомления по SMS (можно ввести до 10 номеров).


GSM-модули для автомобиля


Это устройства охранной сигнализации для автомобиля. При наличии GSM-модуля такие устройства могут передавать владельцу телематические данные о состоянии машины и оповещать о нештатных ситуациях.



Автомобильные сигнализации без GSM-модуля имеют известный недостаток — радиус их действия ограничен дальностью работы брелка. Сигнализация с GSM оповестит хозяина о происходящем вне зависимости от дальности его нахождения. Некоторые GSM-сигнализации поддерживают управление и мониторинг через мобильные приложения. Это значительно расширяет возможности: отслеживание положения авто, немедленный запуск двигателя, запуск двигателя по температуре или по расписанию, открывание авто, поиск на парковке и прослушивание того, что происходит в авто. Кроме этого, смартфон можно полноценно использовать вместо брелка.
Ниже расскажем о 3 популярных моделях моделях по версии Яндекс.Маркет.

  • Starline x96 v2 sl — цена от 39 000 рублей
    Устройство поддерживает подключение к шинам CAN и LIN, отправляет владельцу оповещения о любых нештатных ситуациях с автомобилем и может дооснащаться модулем GPS-ГЛОНАСС для определения местоположения автомобиля при помощи бесплатного сервиса производителя сигнализации.

  • Pandora NAV-09 — цена от 10 450 рублей
    Модуль совместим с сигнализациями Pandora. Доступно управление посредством SMS и через мобильное приложение. В модуле также есть GPS для определения координат автомобиля, а в комплекте поставляется nano-SIM карта с предоплаченным балансом для начала работы.

  • Alligator online — цена 6 990 рублей
    Модуль дистанционного управления и мониторинга автомобиля. Работает с CAN-шиной автомобиля, для управления можно использовать мобильное приложение, голосовые команды или SMS. Может выполнять функции маршрутного компьютера: фиксировать время поездок и остановок, среднюю и максимальную скорости и пробег.


GSM-выключатели


Распространенные типы GSM-выключателей — устройства, предназначенные для крепления на DIN-рейку (в щиток). Их принцип работы аналогичен работе розеток — замыкание и размыкание реле.



GSM-выключатель может быть особенно полезен тем, кто постоянно беспокоится о невыключенном утюге или обогревателе. Даже если вы оставите его включенным, удаленное отключение электропитания принесёт спокойствие за сохранность помещения. В выключателе может быть одно или более реле. Для эффективного использования GSM-выключателей (например, чтобы вместе с утюгом не выключить холодильник), каждое встроенное реле должно быть подключено к различным сегментам электропроводки. В некоторых выключателях есть специальные управляемы выходы, к которым можно подключить периферийное оборудование, например, сирену.

Ниже расскажем о трёх популярных моделях по данным Яндекс.Маркет.

  • Мастер Кит MP0212 — цена 6 420 рублей
    GSМ выключатель на DIN рейку, устройство управляется при помощи отправки SMS. Отслеживать статус работы устройства можно по индикации светодиодов.

  • А-KIT-BOX с 4 автоматами на DIN рейке — цена 21 000 рублей
    В комплект поставки входят 4 автомата, каждым из которых можно управлять через SMS. Доступно получение состояния каналов, временное включение/выключение определенного канала или всех каналов на заданное время, установка единого пароля на все каналы, возможность установить отдельные пароли на каждый канал, уведомление о перезагрузке устройства, в случае пропадания-появления питания.

  • SimPal-D210 — цена от 3 490 рублей
    Устройство позволяет включать и отключать питание по звонку или с помощью SMS-команд. Этот контроллер имеет в комплекте термодатчик и два выхода для подключения проводных датчиков.При пропадании или восстановлении питания или ручном управлении включением, устройство будет отправлять оповещения по SMS. В отличие от GSM-розетки, этим выключателем можно управлять сразу группой обычных розеток, подключенных к одному контуру электропитания.


GSM-розетки


Розетки с GSM-модулем могут использоваться для удаленного включения и выключения электроприборов. Самый распространённый кейс — это управление обогревателем, часто выключатель имеет встроенный датчик температуры.



При помощи розеток с GSM можно быть спокойным за отключение электроприборов в случае, если вдруг что-то забыли выключить при уходе. А еще можно подготовить помещение к собственному приходу и, например, включить обогреватель.
На рынке также представлены устройства с управлением через Wi-Fi, они более популярны, т.к. для их работы достаточно одного интернет подключения. Но, в отличие от GSM-розеток имеют единую точку отказа — в случае выхода из строя Wi-Fi-маршрутизатора, все розетки станут неуправляемы. Обычные розетки без GSM или Wi-Fi управляются централизованно из щитка и преимуществ умных розеток не имеют (если только в щитке нет выключателя, управляемого через GSM или Wi-Fi).
Ниже приведем обзор трех попурных GSM-розеток из Яндекс.Маркета.

  • Orcam R2 GSM — цена от 3 650 рублей
    Управление устройством выполняется через SMS. Дополнительно можно подключить датчик температуры для автоматического включения обогревателя. Выключатель может отправлять данные по окружающей температуре.

  • Zamel GSM — цена от 3 686 рублей
    Устройством можно управлять при помощи голосовых вызовов и SMS. Есть функции безопасности — прием звонков и SMS только с определенных номеров. Для управления доступны три режима: включение, выключение, перезагрузка.

  • Alfa SC4-GSM — цена от 4 250 рублей
    Поддерживается управление через SMS сразу 4 электроприборами. Защита от несанкционированного реализовано при помощи отправки 6-значного кода вместе с командой на включение или выключение. Устройство имеет встроенный датчик температуры, может управлять включением или отключением климатического оборудования.


Многообразие GSM-устройств


В статье мы разобрали основные сферы применения GSM-модулей, изложили преимущества и недостатки. Мы конечно рассмотрели лишь малую часть из всего многообразия существующих GSM-устройств. Есть еще GSM-датчики температуры, GSM-датчики затопления, GSM домофоны GSM считыватель для СКУД и множество других.
Выбор, огромен и с каждым годом устройств интернета вещей вообще, и с GSM-модулями в частности становится всё больше.
С введением в массовую эксплуатацию 5G этот рост только усилится. Отчёт компании Ericsson говорит о 3,5 млрд IoT-подключений через сети мобильной связи в 2023 году и сообщает, что запуск сетей 5G в коммерческую эксплуатацию приведёт к стремительному росту мобильного интернета вещей (IoT).
Теги:GSM модули
Хабы: Блог компании Интемс Умный дом Интернет вещей
-1
3,1k 19
Комментарии 5
Лучшие публикации за сутки