Xiaomi Smart Home at Scale 101

Smart home, home for smarts

หลังจากที่ได้ลองคลุกคลีกับอุปกรณ์หลากชนิดจากค่าย Xiaomi ในคราวนี้จะเล่าเรื่องอุปกรณ์ในกลุ่ม Smart device for home automation กันบ้าง

ภาพถ่ายชั้นแสดงสินค้าจากสาขาหนึ่งในปักกิ่ง

TLDR; อุปกรณ์ส่วนใหญ่ใช้งานผ่าน wireless เช่น Wifi บ้าน, Zigbee, BLE ในการเชื่อมต่อ ทำให้การเริ่มใช้งานสามารถเริ่มได้จาก scale เล็กๆ ไม่กี่ชิ้น ไม่ต้องลงทุนในการเดินสาย และเมื่อต้องการที่เพิ่มเติมอุปกรณ์ สิ่งที่ต้องดูก็มีแค่ internet bandwidth จะเพียงพอในการใช้งาน ณ จุดนั้นๆหรือไม่เท่านั้นเอง

Smart home คืออะไร อย่างไหนเรียก smart home?

เอาเข้าจริง smart home คือผลพลอยได้จากการวิจัยในเรื่อง Self-Monitoring Analysis and Reporting Technology (ที่เคลมๆกันคือมาจาก IBM แต่ความจริงน่าจะมีหลายหน่วยงานที่เริ่มทำเรื่องนี้ ดังนั้นจึงขอข้ามเรื่องความเป็นมาไป เพราะที่มาไม่ชัดเจน) ซึ่งการทำวิจัยด้านนี้ สิ่งที่ต้องมีคืออุปกรณ์ที่สามารถเก็บข้อมูลจากพื้นที่แล้วส่งข้อมูลกลับมายังฐานข้อมูลส่วนกลาง เพื่อทำการประมวลผลและดำเนินการต่อๆไป

แน่นอน ด้วยความเป็นมนุษย์ เราพยายามที่จะหาเครื่องมือหรือกระบวนการวิธีที่จะทำให้การส่งข้อมูลจาก sensor มาที่ data center (ถ้าสมัยนี้ก็คงเรียกเป็น cloud) ได้ง่ายที่สุด และคุ้มค่าที่สุด สิ่งเหล่านี้ถูกพัฒนามาอย่างต่อเนื่องด้วยเทคโนโลยีการสื่อสาร ใหม่ๆ ที่ดียิ่งขึ้น เสถียรมากขึ้น และเข้าถึงได้ง่ายมากขึ้น (wireless tech eg. 4G, 5G, BLE, UWB, Mesh, etc.) จากการมุ่งเน้นการทำ embeded system เพื่อสื่อสารและความคุมอุปกรณ์ใน scale เล็กๆ ก็ได้เปลี่ยนไปในรูปแบบที่ scale กว้างขึ้น ตอบสนองกับกลุ่มธุรกิจที่หลากหลายมากขึ้น

เป็นที่มาของ IoT หรือ Internet of Things

มาถึงจุดนี้หลายๆคนอาจจะถึงบางอ้อแล้วว่า Smart home ก็เป็นหนึ่งในผลลัพธ์ของการพัฒนาของ research หลายๆด้าน ทั้ง chip and sensor design, system on chip (SoC), network communication, cloud computing, และเรื่องอื่นๆที่ร่วมด้วยช่วยกันผลักกลุ่มงานวิจัยนี้ออกมาสู่ตลาด และท้ายสุดแล้วเข้ามาสู่บ้านที่เราๆท่านๆอาศัยอยู่

โอเค มันเกิดจากงานวิจัยหลายๆงานรวมกัน แล้วสรุปบ้านหลังนึง กว่าจะเป็น smart home ต้องเป็นยังไง ?

เมื่อมันไม่ได้มาจากแหล่งเดียว ทำให้ความเห็นเรื่อง definition ของ smart home มีหลากหลายมาก แต่จะขอ reference ไปหา source ที่รู้สึกว่าตรงกับความเห็นส่วนตัวที่สุด

Learning, H. and Network, I., 2003. Extra Care Strategic Developments in North Yorkshire (Case Study №1). Housing Learning and Improvement Network, Department of Health, London.

Elements of Smart Home
1. Internal network — wire, cable, wireless
2. Intelligent control — gateway to manage the systems
3. Home automation — products within the homes and links to services and systems outside the home

ทั้ง 3 องค์ประกอบ เป็นพื้นฐานต่อการสร้าง/พัฒนา/ปรับปรุง (building blocks)ให้บ้านของเรากลายเป็น smart home

โดยที่ smart home solution เจ้าต่างๆในตลาดก็จะมีสินค้าหรือบริการที่เสริมทั้ง 3 องค์ประกอบๆ แตกต่างกันไป เช่น

1. Internal network
   1.1. สร้าง network ที่เหมาะสมกับ home automation (RG6 Hub, Fiber Switch, Wifi Router, RFID Trigger, LAN in-wall, etc.)
   1.2. เสริม network ให้ครอบคลุมบ้านมากขึ้น (Wifi extender, Mesh hub, etc.)
2. Home automation
   2.1. Connected sensors/device (IoT device): สวิตช์ไฟ, มอเตอร์รางเลื่อน, หลอด LED, หม้อหุงข้าว, เครื่องกรองอากาศ, etc.
   2.2. Edge (hub): หน่วยควบคุมอุปกรณ์พิเศษเช่น Bluetooth gateway, Zigbee gateway, UWB gateway, etc.
3. Intelligent control
   3.1. Official controller (มายังไง ใช้อย่างนั้น)
   ในส่วนของการควบคุมหรือใช้งานอุปกรณ์ ส่วนใหญ่จะแบ่งออกเป็นสองแบบ
   3.1.1 Mobile/web controller เช่น Apple home, MiJia, IKEA Home smart
   (TRÅDFRI), etc.
   3.1.2 Interface controller เช่น Alexa, Google home, XiaoAi, etc.
   3.2. Unofficial controller (DYI controller for API and open-source) เช่น HASS.io, OpenHab, Domoticz, etc. [ในส่วนของ unofficial controller อาจจะมีการเขียนบทความทางเทคนิคเพิ่มเติม จากการใช้งานจริง]

ตัว unofficial controller ส่วนใหญ่จะอยู่ที่ชั้น EDGE

อยากมี smart home บ้าง (อยากทำบ้านของตัวเองให้เป็น smart home บ้าง) ต้องทำยังไง ?

แน่นอนว่าหากมองไปที่โครงการอสังหาฯราคาสูงๆ น้อยรายที่จะไม่ใส่คำว่า smart home เข้ามาในใบโฆษณา ทำอะไรได้มากน้อย ตรงความต้องการลูกบ้านหรือไม่ตรงก็สุดแล้วแต่ผู้อยู่อาศัยที่เลือกซื้อโครงการนั้นๆ

แต่ถ้าเกิดเราอยากที่จะอัพเกรดที่อยู่อาศัยของเราให้เป็น smart home เราต้องมองเรื่องไหนบ้าง ก่อนที่จะเริ่ม shopping หาของเข้าบ้าน

1. อยากแก้ปัญหา/อำนวยความสะดวกใน “จุดไหน” ของบ้าน ?
   ความต้องการของเจ้าบ้านหรือลูกบ้านที่มีต่อบ้านของตัวเอง ไม่ได้เหมือนกันทุกคน ต่างสภาพพื้นที่ ต่างบริบท แต่คนที่อยู่อาศัยจริงมักจะมีปัญหาที่อยู่ในใจเสมอ
   เช่น
   - บ้านอยู่ชั้นสอง ล่างระเบียงก็มีท่อแขวนลอย ถ้ามีคนปีนขึ้นมาจะทำยังไงดี?
   - พึ่งได้ข่าวว่าห้องชั้นบนแก๊ซรั่ว แล้วห้องเรามันจะรั่วบ้างมั้ย? มีคนแก่อยู่ในบ้านด้วย
   - ระหว่างที่ลงรถไปปลดล๊อกกุญแจรั่ว ไฟมืดมาก ถ้ามันสว่างจะทำให้รู้สึกปลอดภัยขึ้นรึปล่าวนะ?
2. มี Smart home solution ขอเจ้าไหนที่มี home automation sensor ที่แก้ไขปัญหาของเราได้ ?
   - IKEA smart home
   - Amazon smart home
   - Google connected home (Nest)
   - Samsung SmartThings
   - Alibaba Raven
   - Xiaomi MiJia

อย่างที่กล่าวไปว่า smart home solution เจ้าต่างๆในตลาดก็จะมีสินค้าหรือบริการที่เสริมทั้ง 3 องค์ประกอบๆ แตกต่างกันไป แต่วันนี้เราจะโฟกัสที่ Xiaomi Mijia 米家

showcase ของ home automations (door sensors + curtain motor)

หลายๆคนคงเคยเห็นสินค้า Xiaomi หลายๆตัวผ่านตากันมาบ้าง ไม่ว่าจะเป็นมือถือ, ทีวี, กระเป๋า, และอื่นๆ แต่วันนี้จะจัดเรียงให้อยู่ในรูปแบบของ 3 Elements of Smart Home

Internal network

ในส่วนของสินค้าที่ Xiaomi ได้เสนอขายการสร้าง network
เช่น Router หลากหลาย bandwidth รวมไปถึง function ที่น่าสนใจคือ

1. Config ง่ายผ่าน app ทั้ง ACL หรือ IPv6 boost
2. กำหนดการใช้งานราย device ไม่ว่าจะจำกัดความเร็ว หรือว่ากำหนดสิทธิในการเข้าถึงไฟล์
3. สามารถ download file ลง internal storage และ streaming ดูใน app ได้เลย (ถ้าใช้ในจีนจะมีหนังฟรีให้โหลดเก็บไว้, ว่างเมื่อไหร่ก็เชื่อมกับ router เพื่อดูได้)
4. Guest wifi control ถ้าไม่อยากเปลี่ยน password wifi บ่อยๆ ก็ใช้ function นี้ หาก guest login ด้วย WeChat account และเป็นเพื่อนกับเจ้าของ router ก็สามารถใช้งานได้เลย
5. Security และ boost up function อื่นๆ

นอกจาก router และ repeater แบบที่เคยเห็นทั่วไปแล้ว อยากจะแนะนำสินค้าอีกตัวที่เคยได้ยินมาซักพัก แต่ไม่ค่อยเห็นที่ไทย คือ Electric Wifi Extender

ความสามารถของสินค้าตัวนี้คือใช้เต้าเสียบไฟบ้าน แทนสายแลน (ใช้เทคโนโลยี OFDM + QAM) ในการส่งสัญญาน ทำให้เราปล่อยสัญญาณ Wifi ไปจุดต่างๆของบ้านได้โดยที่ไม่ต้องเดินสายระโยงระยาง (จากการใช้งานจริงความเร็วสูงสุดจะเท่าๆกับตอนต่อ Access point จากสัญญาน Wifi 2.4 G, ประมาณ 45 MB/sec)

Intelligent control

ในการควบคุม Smart Home ของ Xiaomi ในสมัยก่อน อุปกรณ์แต่ละตัว จะมี application เป็นของตัวเอง จากประสบการณ์ที่เคยใช้เมื่อก่อน เช่นเครื่องชั่งน้ำหนัก, เครื่องวัดความดัน และอื่นๆ (และใช้ยากมากกกกกกกก เพราะภาษาจีนล้วนเลย)

แต่ ณ ปัจจุบัน การควบคุมอุปกรณ์จะถูกรวมไว้ที่ Application เดียว ที่ชื่อว่า MiJia (米家) ซึ่งก็เป็นชื่อแบรนด์สินค้ากลุ่ม smart device ของ Xiaomi เองด้วย

การควบคุมจะแบ่งออกเป็นสามส่วนหลักๆ

1. Scene and rule control
   สร้าง sequence ของเหตุการณ์ เช่นหากมีคนเข้าประตูมาให้เปิดไฟ
2. Automation trigger
   รับค่าจาก device เพื่อเริ่ม scene หรือว่าควบคุมโดยตรงเหมือน remote control ก็ได้
3. Output notification
   หลังจากที่เกิด scene แล้ว สามารถเลือกได้ว่าจะให้ส่ง notification เข้า 米家 app หรือว่าให้ส่งข้อความเข้า Wechat (ใช้ได้บาง scene หรือบาง device) หรือส่งข้อมูลขึ้น cloud เช่น recorded video เป็นต้น

ตัวอย่าง scene และการเชื่อม device (home automation)

นอกจากการควบคุมด้วยการใช้งาน scene และ remote control ใน MiJia แล้ว ทาง Xiaomi ก็ยังมีสินค้าที่สามารถสั่งการและควบคุมด้วยเสียง ชื่อว่า เสี่ยวอ้าย XiaoAI, 小爱 ที่ทำงานเหมือนกับ Amazon Alexa, Google home, และอุปกรณ์อื่นๆในต่างค่าย (แต่ทำงานรวมกับอุปกรณ์ที่กำหนดเท่านั้นนะครับ)

ที่นี้ มาถึงส่วนยากละ

Home automation

เนื่องด้วยจำนวนของอุปกรณ์ที่มีจำนวน … มาก จึงขอเรียบเรียงออกมาในรูปของ 12 กลุ่มย่อยดังนี้

1. Camera group

กล้องแต่ละตัวจะมีความสามารถและราคาที่แตกต่างกันออกไป (แต่ส่วนใหญ่ก็ราคาถูกหล่ะ ตั้งแต่ 500 บาท ขึ้นไป) แม้แต่ในรุ่นที่ราคาต่ำที่สุด (Xiao Fang) ก็มี motion detection ให้แล้ว รวมไปถึงสามารถทำ timelapse, walky talky จาก MiJia app ไปได้แบบ realtime, เก็บข้อมูลเข้า SD card เฉพาะตอนที่มีการเคลื่อนไหว, rotating memory อะไรพวกนี้
หากรุ่นที่ราคาสูงขึ้นมานิดเช่น Basic 1080P ก็จะมี function cloud storage มาให้ ไม่ต้องใช้ SD card จ่ายเพิ่มเดือนละ 50 บาท, motion/movement detection, partial scope for detection ทำให้กำหนดบริเวณที่จะให้มีการตรวจจับ รวมไปถึงการ set sensitivity ได้ด้วย

2. Power switch group

ปลั๊กพวกนี้จะเป็นตัวที่ทำให้เราเปลี่ยนอุปกรณ์เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้านเรา ให้กลายมาเป็น IoT device ได้ง่ายที่สุด ไม่ว่าจะเป็นโคมไฟตั้งโต๊ะ, พัดลม, แอร์
รวมไปถึง switch พวกนี้ส่วนใหญ่จะเป็น configurable switch สามระดับ single click / double click / long press ซึ่งก็เอาไปผูกกับ trigger ใน scene ต่างๆได้

3. Lighting group

ครับ หลอดไฟที่สามารถคุมผ่าน scene ได้ เปลี่ยนสีจาก preset แล้วแต่รุ่น

4. Household security group

โดยที่พวก control hub สามารถ add child device ดังต่อไปนี้ได้

จะสังเกตุว่า device อาจจะมีความใกล้เคียงกันกับตัวอื่นๆ นอก child device list แต่ว่าอุปกรณ์ดังกล่าว จะเป็นอุปกรณ์ที่สามารถใช้งานได้เมื่อมี gateway เท่านั้น เพราะว่าใช้ wireless communication protocol เฉพาะทาง ไม่ว่าจะเป็น Zigbee หรือ BLE (Bluetooth)

5. Air treatment group

ขอยกตัวอย่างที่เคยใช้ ผมทำการสร้าง scene ที่ตรวจสอบว่า เมื่อ location จากมือถือเข้าใกล้ location บ้าน และณ ตอนนั้น Air Quality Index ในบ้านมีจำนวนที่สูงกว่า 90 ก็จะให้เครื่องฟอกอากาศเริ่มทำงานโดยอัตโนมัติ

6. Sensor

ใช้หลักๆคือ motion detector กับ door sensor เช่นหลังห้าทุ่มเป็นต้นไป เมื่อ motion sensor ที่ตั้งอยู่บริเวณทางเดินจากห้องนอนไปห้องน้ำตรวจพบการเคลื่อนไหว ก็ให้เปิดไฟกิ่งทางเดิน ทำให้ไม่ต้องเปิดไฟดวงหลักให้แสบตา
หรือเอา door sensor ไปใส่ไว้ในลิ้นชักที่เก็บของมีค่า หากตั้งเป็น alarm mode ไว้ตัว gateway ก็จะส่งเสียง และกล้องก็จะเก็บภาพพร้อมส่งเข้า WeChat ทันที

7. Kitchen electronics group

กลุ่มนี้ส่วนตัวไม่เคยใช้ แต่ว่าเอามาให้เป็น reference

8. Entertainment group

กลุ่มนี้ส่วนตัวไม่เคยใช้ แต่ว่าเอามาให้เป็น reference

9. Home appliances group

อยากลองใช้เครื่องไล่ยุงมาก ว่าจะลองเร็วๆนี้

10. Automobile group

กลุ่มนี้ส่วนตัวไม่เคยใช้ แต่ว่าเอามาให้เป็น reference

11. Health group

อันนี้เป็นตัวอย่างของ automation ที่อาจจะไม่ต้องมี scene เลยก็ได้ แต่ว่าใช้ application MiJia แอปเดียวในการใช้งาน

12. IR remote group

กลุ่มนี้ส่วนตัวไม่เคยใช้ แต่ว่าเอามาให้เป็น reference

บทสรุป

หลังจากที่ได้เห็นครบทุกองค์ประกอบของ Smart Home ในค่าย Xiaomi ทำให้เห็นว่าการมี Smart Home ในแบบที่สร้างขึ้นมาเพื่อตอบโจทย์ความต้องการของเราเอง ไม่ได้เป็นเรื่องยาก หรือต้องลงทุนด้วยราคาแสนแพงอย่างที่เคยคิด

จุดที่ทำให้ Smart Home ของ Xiaomi มีความน่าสนใจมีดังนี้

1. ราคาย่อมเยาว์ และคุ้มค่ากับสิ่งที่มันสามารถทำได้
2. ใช้ wireless solution ทั้งหมด ทำให้สามารถติดตั้ง/ย้าย/เปลี่ยน/เพิ่ม ได้ง่าย
3. Range ของอุปกรณ์ครอบคลุมการใช้งานของบ้านส่วนใหญ่ (ไล่ดูทั้ง 12 groups)

จุดที่อาจจะต้องพิจารณาในการเลือกใช้ Smart Home ของ Xiaomi

1. ข้อมูลทั้งหมด ได้มาจากการ research จากการใช้งานและติดตั้งในประเทศจีน หากซื้อหรือใช้ในไทยอาจจะมีการเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย (อ้าว) ทั้งในเรื่องของจำนวนสินค้าที่สามารถซื้อได้ หรือ cloud service ต่างๆเช่น rotating cloud video storage รายเดือน หรืออื่นๆ
2. Privacy ในการใช้งาน ความจริงอันนี้ไม่ใช่แค่กับของ Xiaomi แต่พูดถึง general privacy problem เช่น หากติดกล้องไว้ที่บ้าน ใครสามารถดูได้บ้าง หรือว่า หากมี motion detected แล้วnotification จะส่งไปที่ user คนไหน
3. การดูแลรักษาอุปกรณ์ การที่เราลงทุนกับ Smart Home ก็เหมือนเป็นการเพิ่ม facility ให้กับบ้านของเราเอง มีสระว่ายน้ำต้องเติมคลอรีนฉันใด อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกก็ต้องการการดูแลฉันนั้น แล้วแต่ว่าเราใช้อุปกรณ์แบบใด

การที่เปลี่ยนบ้านให้กลายเป็น Smart Home เป็นเรื่องที่ดี เพราะมันถูกลงทุนไปเพื่อแก้ปัญหา หรืออำนวยความสะดวกต่างๆ แต่การเปลี่ยนแปลงต่างๆควรผ่านการตกลงและพูดคุยกันระหว่างผู้อยู่อาศัย เพื่อให้การใช้งาน “บ้าน” หลังเดิม เพิ่มเติมคือความฉลาด เติมเต็มความต้องการของลูกบ้านทุกๆคนนะครับ : )