Какие протоколы дистанционного управления должны поддерживать термостаты систем отопления, вентиляции и кондиционирования?

Какие протоколы дистанционного управления должны поддерживать термостаты систем отопления, вентиляции и кондиционирования? Часто задаваемые вопросы, ориентированные на процесс закупок.

Покупка термостатов для современных систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха означает выбор устройств, которые будут надежно и безопасно работать в течение многих лет в различных системах и у разных производителей. Ниже приведены 8 конкретных, часто упускаемых из виду вопросов, которые задают отделы закупок и инженеры, — с четкими и практическими ответами, которые вы можете использовать в запросах предложений и технических заданиях на закупку.

1) Для многозонных жилых систем: какой беспроводной протокол обеспечивает наилучшее сочетание дальности действия, задержки и надежности при передаче сигнала через стены?

Рекомендация: отдавайте предпочтение Thread (IPv6 вместо 802.15.4) или Zigbee для обеспечения надежности ячеистой сети и низкой задержки; добавьте Wi-Fi для облачных функций и удаленного управления; включите BLE для ввода в эксплуатацию.

• Почему: Thread обеспечивает самовосстанавливающуюся ячеистую сеть и нативный IP-протокол (упрощает требования к шлюзу). Zigbee имеет широкую поддержку устройств, но не является нативным IP-протоколом. Оба работают на частоте 2,4 ГГц и поддерживают низкое энергопотребление, маршрутизацию по ячеистой сети и хорошее проникновение сигнала через стены в обычных домах.
• Когда предпочтительнее использовать Wi-Fi: Если вам необходимо прямое подключение к интернету/облаку и высокая пропускная способность (например, для передачи подробных данных телеметрии, прошивки через облако). Ожидайте более высокого энергопотребления устройств с батареями.
• Практические условия закупки: Термостат должен поддерживать ячеистую сеть Thread или Zigbee и Wi-Fi (минимум 2,4 ГГц) с настройкой BLE. Устройства должны поддерживать повторные попытки, настраиваемые тайм-ауты пакетов и восстановление ячеистой сети.

2) Нужно ли мне сейчас требовать поддержки Matter и Thread для обеспечения совместимости с продуктами разных производителей?

Да — требуется готовность к использованию Matter в качестве минимального целевого показателя совместимости, а Thread — в качестве предпочтительной IP-сети с низким энергопотреблением. Matter (стандарт прикладного уровня на основе IP) быстро становится базовым стандартом для совместимости систем умного дома. Thread обеспечивает надежную передачу данных по сети и подключение по IPv6, которые Matter использует для устройств с низким энергопотреблением.

• Условия закупки: Устройства должны быть сертифицированы по стандарту Matter или готовы к сертификации по стандарту Matter и поддерживать Thread (где применимо) или эквивалентную IP-сеть. Поставщик должен предоставить сроки и план сертификации по стандарту Matter, если он в настоящее время не сертифицирован.
• Почему это важно: Matter снижает потребность в проприетарных мостах и ​​упрощает долгосрочную интеграцию с основными экосистемами (голосовые помощники, домашние концентраторы, сторонние приложения).

3) Какие протоколы должны поддерживаться в коммерческих зданиях для интеграции с системами управления зданием (BMS) и устаревшим оборудованием систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC)?

Обязательно: поддержка BACnet (BACnet/IP и BACnet MS/TP), Modbus RTU/TCP и наличие шлюза OpenTherm для модуляции котлов. Для VRF/комплектного оборудования необходимо уточнить API производителя или шлюзы BACnet/Modbus.

• Обоснование: BACnet является доминирующим стандартом BMS в коммерческих системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Modbus по-прежнему используется во многих терминальных устройствах и контроллерах. OpenTherm широко используется для модуляции управления котлами в Европе.
• Пример требований к закупке: Термостат должен изначально поддерживать BACnet/IP и BACnet MS/TP, Modbus TCP и/или RTU. В случае отсутствия такой поддержки поставщик должен предоставить протестированный шлюз с документацией и результатами испытаний в лаборатории тестирования BACnet (BTL).
• Примечание по сети: для интеграции и мониторинга требуется поддержка VLAN, 802.1X и SNMP или REST API.

4) Как обеспечить совместимость термостата с устаревшими отопительными приборами (например, газовыми котлами с модулирующим управлением) без привязки к производителю?

Ищите явную поддержку OpenTherm (там, где он используется в котлах) или документированные варианты управления с помощью реле/аналоговых устройств. Если термостат изначально не поддерживает OpenTherm, потребуйте сертифицированный шлюз или интеграционный модуль.

• Контрольный список закупок: Устройство должно поддерживать OpenTherm для модуляции управления котлом ИЛИ включать в себя независимый от производителя шлюз с документацией по сопоставлению. Поставщик должен предоставить результаты испытаний и примеры интеграции в полевых условиях.
• Почему: RS485/Modbus и OpenTherm обеспечивают детерминированные заданные значения и диагностику, которые простые реле включения/выключения не могут воспроизвести.

5) Для термостатов с батарейным питанием: как следует сбалансировать энергопотребление и скорость отклика при выборе протокола?

Основные компромиссы: протоколы mesh-сети с низким энергопотреблением (Thread, Zigbee) используют нечастые циклы пробуждения радиосети и маршрутизацию между соседними узлами для увеличения времени автономной работы, в то время как Wi-Fi потребляет больше энергии, но обеспечивает постоянное подключение к интернету. Для достижения баланса:

• Для термостатов с батарейным питанием выбирайте Thread/Zigbee, чтобы обеспечить срок службы батареи более 1 года в типичных конфигурациях.
• Используйте Wi-Fi для устройств, работающих от сети (дисплейные концентраторы), или для функций, доступных только из облака. Гибридные устройства часто используют энергоэффективную ячеистую сеть для управления и сетевой шлюз для подключения к облаку.
• Пункт договора о закупках: Аккумуляторное устройство должно продемонстрировать работу в течение как минимум X месяцев при типичном использовании (определение примера: X изменений заданных параметров в день, X показаний температуры в день). Предоставить протоколы лабораторных испытаний для подтверждения заявленного срока службы батареи.

6) Какие функции безопасного обновления по беспроводной сети (OTA) и управления устройствами следует обязать использовать для парка термостатов?

Необходимые вещи:

• Для обеспечения безопасности передачи данных используется TLS 1.2/1.3 или эквивалентный протокол; для управления и обновления ПО (OTA) — взаимная аутентификация с использованием сертификатов устройств (PKI).
• Подписанные образы прошивки с защитой от безопасной загрузки и отката для предотвращения "окирпичивания" или распространения вредоносного ПО.
• Возможность планирования массовых обновлений, поэтапного развертывания и удаленного отката; ведение журналов аудита и проверка целостности обновлений.
• Условия закупки: Поставщик должен поддерживать подписанные обновления прошивки (цифровая подпись кода), безопасную загрузку, TLS 1.2/1.3 с взаимной аутентификацией и предоставлять API управления устройствами для массовой рассылки обновлений по воздуху (OTA) с возможностью подготовки и отката. Поставщик должен предоставить политику раскрытия уязвимостей и сводку результатов SOC/тестирования на проникновение.

7) Подходят ли субгигагерцовые радиомодули (433/868/915 МГц, LoRa) для дистанционного управления в кампусах и на больших территориях?

Да — радиомодули, работающие в диапазоне ниже ГГц, обеспечивают превосходное распространение сигнала и дальность действия на больших территориях, в подвалах и на промышленных объектах, где многолучевое распространение и затухание на частоте 2,4 ГГц создают проблемы. Примеры применения:

• Простое управление включением/выключением и телеметрия с датчиков: собственные радиочастотные протоколы 433/868/915 МГц или стандарты, такие как LoRaWAN, для низкочастотной телеметрии на большие расстояния.
• Ограничения: Многие устаревшие протоколы в диапазоне ниже 2,4 ГГц являются проприетарными, обеспечивают ограниченную безопасность и не имеют маршрутизации в ячеистой сети — выбирайте их только в том случае, если вам необходимы дальность действия и время автономной работы, которые не может обеспечить диапазон 2,4 ГГц.
• Рекомендации по закупкам: Если требуется использование частот ниже ГГц, необходимо обеспечить шифрование AES-128/256, аутентификацию устройства, соответствие частотным требованиям целевого региона и документально подтвержденную совместимость шлюзов. Предпочтение следует отдавать стандартам (LoRaWAN) перед проприетарными радиочастотными решениями, если это не оправдано соглашением об уровне обслуживания (SLA) поставщика.

8) Какие сертификаты, подтверждения соответствия требованиям и безопасности следует включить в запрос предложений (RFP), чтобы снизить риски интеграции и ответственности?

Минимальный набор сертификатов и документов, которые необходимо запросить:

• Функциональность и совместимость: сертификация Matter (где применимо), сертификация Thread/Zigbee/Wi-Fi (Wi-Fi CERTIFIED).
• Коммерческая интеграция: регистрация в лаборатории тестирования BACnet (BTL) или протоколы испытаний; документация о соответствии Modbus; документально подтвержденное соответствие OpenTherm, если используется.
• Нормативно-правовые требования: CE (ЕС), FCC/ISED (Северная Америка), RCM (Австралия) или местные разрешения на использование в диапазонах ниже ГГц.
• Документы, подтверждающие безопасность: сводка результатов тестирования на проникновение, спецификация программного обеспечения (SBOM), процесс подписания микропрограммного обеспечения, политика раскрытия информации об уязвимостях, соглашение об уровне обслуживания (SLA) для критически важных исправлений безопасности.
• Пример условий закупки: Поставщик должен предоставить копии/ссылки на соответствующие сертификаты (BTL, Wi-Fi CERTIFIED, Matter, CE/FCC), сводку результатов тестирования на проникновение за последние 24 месяца, спецификацию материалов (SBOM) и документированное соглашение об уровне обслуживания (SLA) по устранению неполадок/реагированию на инциденты.

Практический контрольный список по интеграции, который можно вставить в запрос предложений (RFP).

• Необходимые протоколы (отметьте галочками): Wi-Fi (2,4 ГГц), Thread, Matter, BLE (ввод в эксплуатацию), BACnet/IP, BACnet MS/TP, Modbus TCP/RTU, OpenTherm.
• Безопасность: TLS 1.3, взаимная аутентификация, подписанное программное обеспечение, безопасная загрузка, политика раскрытия уязвимостей.
• В операционном плане: подготовка и откат обновлений по беспроводной сети (OTA), API для массового управления устройствами, настраиваемые ограничения частоты событий/телеметрии, отчеты о проверке питания/батареи.
• Соответствие требованиям: Предоставьте копии сертификатов и разрешений на использование радиооборудования для целевых рынков.

Преимущества SYSTO — почему стоит выбрать SYSTO для развертывания систем дистанционного управления системами отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха?

SYSTO предлагает многопротокольные термостатические решения и услуги по интеграции, предназначенные как для жилых, так и для коммерческих объектов. Ключевые преимущества включают:

• Поддержка нескольких протоколов: Thread/Matter и Wi-Fi для развертывания в жилых помещениях, а также встроенная поддержка BACnet и Modbus для интеграции с коммерческими системами управления зданием (BMS).
• Безопасность по умолчанию: подписанная прошивка, безопасная загрузка, TLS с взаимной аутентификацией и прозрачная обработка уязвимостей.
• Инструменты развертывания: управление облачными ресурсами/устройствами с поэтапным обновлением по беспроводной сети (OTA), откатом и диагностикой всего парка устройств для минимизации выездов специалистов на места и простоев.
• Соответствие глобальным стандартам и варианты локальной радиосвязи: сертифицированные устройства и документированные ссылки на интеграцию для распространенных котельных и VRF-систем.
• Профессиональные услуги: системная интеграция, разработка пользовательских шлюзов и поддержка при вводе в эксплуатацию на месте для снижения проектных рисков.

Для команд, занимающихся закупками, включение устройств SYSTO в спецификацию упрощает интеграцию, ускоряет получение сертификатов и снижает долгосрочные затраты на техническую поддержку.

Ссылки

• Альянс стандартов подключения — Вопрос: спецификация и подробности сертификации. (Дата обращения: 01.06.2024) https://csa-iot.org
• Thread Group — Обзор сетевых технологий Thread и их преимущества для маломощных устройств. (Дата обращения: 01.06.2024) https://www.threadgroup.org
• OpenTherm — протокол OpenTherm для связи между котлом и термостатом. (Дата обращения: 01.06.2024) https://opentherm.org
• BACnet.org / ASHRAE — Стандарт BACnet и интеграция с системами управления зданием (дата обращения: 01.06.2024) https://www.bacnet.org
• Организация Modbus — Спецификация Modbus и примеры использования. (Дата обращения: 01.06.2024) https://modbus.org
• Документы Wi-Fi Alliance — программы WPA3 и Wi-Fi CERTIFIED. (Дата обращения: 01.06.2024) https://www.wi-fi.org
• EnOcean — обзор беспроводных датчиков для сбора энергии. (Дата обращения: 01.06.2024) https://www.enocean.com