لماذا تفضل الأجهزة المنزلية الذكية أجهزة الراديو دون جيجاهرتز؟ استكشاف إيجابيات وسلبيات أجهزة Sub-GHZ

من المتوقع أن تستمر أجهزة الراديو Sub Ghz في هيمنتها على سوق الأجهزة المنزلية الذكية في المستقبل المنظور، حيث أنها توفر مزيجًا رائعًا من الأداء والموثوقية والفعالية من حيث التكلفة.

على الرغم من أن البروتوكولات اللاسلكية القياسية مثل BLE وZigBee تمت تجربتها واختبارها، إلا أنها قد تكون عرضة للتهديدات الأمنية لأنها تحتوي على تنسيقات رسائل معروفة بشكل عام، وتقنيات تعديل الإشارة، ومعدلات البيانات. لذلك، من الضروري تطوير بروتوكولات لاسلكية خاصة لتطبيقات إنترنت الأشياء الحساسة، مثل أتمتة المنزل الذكيوالمكاتب الذكية و أنظمة أمن الأعمال.

هناك إيجابيات أخرى لاستخدام بروتوكولات الشبكة اللاسلكية الخاصة بـ Sub 1Ghz. سأضع هذه الأمور جنبًا إلى جنب في مواجهة السلبيات/التحديات لمعرفة المسار الأفضل لحلول إنترنت الأشياء الخاصة بك. سأوضح لك أيضًا كيف Roombanker يمكن أن تساعدك على حل هذه التحديات. دعونا ندخل مباشرة في ذلك!

لماذا النظر في أجهزة الراديو الفرعية جيجاهرتز في المقام الأول؟

طويلة المدى

تتمتع بروتوكولات Sub-GHZ بنطاق أطول من نظيراتها جيجاهرتز بسبب انخفاض معدلات التوهين، والحيود (الانحناء) الأفضل، والانتشار الفائق.

تضعف جميع موجات الراديو عند مرورها عبر عوائق مثل الجدران. لكن معدلات التوهين لإشارات دون جيجاهرتز أقل من معدلات التوهين لموجات جيجاهرتز عند اختراق كل عائق، مما يعني أنها تستطيع اختراق المزيد من الجدران.

تميل موجات الراديو أيضًا إلى الانحناء عندما تصطدم بحواف صلبة، مثل زوايا المباني. تتمتع إشارات الترددات الفرعية المنخفضة بزوايا حيود أعلى، مما يعني أنها تنحني أكثر حول العوائق. وهذا يقلل من تأثير الحجب، ويزيد النطاق.

حتى عند الإرسال على خط مستقيم دون أي عوائق، تواجه الترددات الفرعية جيجاهرتز خسائر أقل في المسار، مما يؤدي إلى نطاق إرسال أطول. بشكل عام، تصل إلى كيلومتر واحد على الأقل، بينما تصل إشارات جيجاهرتز إلى بضع مئات من الأقدام فقط.

الحد الأدنى من التدخل

إشارات جيجا هرتز، وتحديدًا النطاق 2.4 جيجا هرتز، مزدحمة لأن البروتوكولات مثل BLE وWiFi وZigBee تعمل على هذا التردد. ونظرًا لكثرة الهواتف والأجهزة الطرفية وأفران الميكروويف والأجهزة الأخرى التي تستخدم هذه الترددات، فهناك احتمال أكبر للتداخل.

لكن بروتوكولات جيجاهرتز الفرعية تُستخدم في الغالب للاتصالات طويلة المدى ومنخفضة دورة التشغيل، وبالتالي فإن موجات الأثير ليست مزدحمة نظرًا لعدم تشغيل العديد من الأجهزة لها. ولذلك، فإن نقل الإشارة أكثر موثوقية.

انخفاض استهلاك الطاقة

تنقل بروتوكولات الاتصال بتردد فرعي جيجاهرتز الإشارات عند مستويات طاقة منخفضة مع تحقيق نفس ميزانيات الارتباط. علاوة على ذلك، فإن الحد الأدنى من التداخل في هذا النطاق يعني أن هناك عددًا أقل من محاولات إرسال البيانات بنجاح، مما يحافظ على الطاقة من البطارية.

أقل تكلفة

البطاريات غالية الثمن، وبما أن معظم الأجهزة ذات الترددات الفرعية تعمل عليها، فهي المكونات الأعلى تكلفة في التصميم. لكن بروتوكولات الترددات الفرعية هذه تستهلك القليل من الطاقة، لذا لا تحتاج الأجهزة إلى بطاريات كبيرة ومكلفة. تعمل معظم العقد النهائية باستخدام بطاريات معدنية رخيصة الثمن، AA أو AAA، مما يقلل من تكاليفها.

يتطلب الحد الأدنى من الصيانة

تدوم البطاريات في الأجهزة ذات الترددات الفرعية جيجاهرتز لسنوات إن لم يكن لعقود. يؤدي ذلك إلى تقليل تكاليف الصيانة والمهام المرتبطة باستبدال البطارية أثناء فترة خدمة المنتج أو حل إنترنت الأشياء.

لماذا تطوير بروتوكولات الاتصالات اللاسلكية الخاصة بـ GHZ؟ 

استخدام حالة عدم التطابق

قد لا تناسب بروتوكولات الاتصال اللاسلكية القياسية، بما في ذلك البروتوكولات الموجودة في النطاق الفرعي جيجاهرتز، حالة الاستخدام الخاصة بك. يمكن لعوامل مثل الإنتاجية غير الكافية والدعم المحدود للعقدة النهائية استبعاد جميع البروتوكولات من حل IoT المحدد الخاص بك، مما يجعل من الضروري تطوير حل خاص. 

الأمن الفطري

تعد البروتوكولات القياسية أكثر عرضة للهجمات لأن معدلات البيانات وبنية الحزمة وتقنيات تعديل الإشارة الخاصة بها معروفة. ولكن مع بروتوكولات Sub GHZ الخاصة، تكون هذه الخصائص محجوبة، مما يجعل من الصعب على المتسللين اختراق الشبكة.

انخفاض استهلاك الطاقة

عند تطوير بروتوكول خاص، لديك سيطرة كاملة على جميع الوظائف التي يمكن أن تزيد أو تقلل من استهلاك الطاقة. لذا يمكنك تحسين العمليات والخوارزميات لتقليل استخدام الطاقة بشكل أكبر مما تقدمه البروتوكولات القياسية.

أقل تكلفة

تم تصميم بروتوكولات الاتصال اللاسلكية القياسية لخدمة سوق واسعة، لذا فهي تحتوي على ميزات متعددة تزيد من متطلبات الذاكرة والمعالجة. لكن تخصيص بروتوكول خاص ليناسب حالة الاستخدام الخاصة بك يلغي الميزات غير الضرورية، مما يقلل من متطلبات الأجهزة، مما يسمح لك بنشر أجهزة أصغر حجمًا وأرخص.

توافق الجهاز

يؤدي أيضًا تطوير بروتوكول اتصال لاسلكي خاص إلى تعزيز توافق الأجهزة لأنك ستتعامل مع مزود واحد، والذي سيقوم ببناء أجهزة متكاملة رأسيًا.

على سبيل المثال، إذا كنت شريكًا معنا في Roombanker لتطوير الخاص بك الصفحة الرئيسية الآلي الحلول التي تعمل على شبكات خاصة، يمكنك التأكد من أن محور ذكيأجهزة الاستشعار، منظمات الحرارة الذكية، المقابس الذكية, مفاتيح الجدار, التبديلاتوما إلى ذلك، ستعمل جميعها وتترابط بسلاسة.

الموارد لهذا الجزء: https://www.silabs.com/support/training/sub-ghz-proprietary-and-connect-software-stack

تطبيقات المنزل الذكي باستخدام أجهزة Sub-GHZ

إدارة الطاقة

أنظمة إدارة الطاقة تم تصميمها لإبقاء المستخدمين على اطلاع دائم باستهلاك الطاقة في منازلهم باستخدام البيانات في الوقت الفعلي حول متى وأين يتم استخدام الطاقة، والتقارير التاريخية، والرؤى، والتكامل متعدد المشاهد.

يحتوي هذا التطبيق على ثلاث فئات للأجهزة.

• المحاور مثل هذا Roombanker مركز أمن الوطن. وهو متوافق مع البروتوكولات القياسية مثل ZigBee وBLE، ولكنه يدعم أيضًا بروتوكولاتنا الخاصة بروتوكول RBF. يمكن للجهاز تغطية ما يصل إلى 64 غرفة وتوصيل ما يصل إلى 128 جهازًا طرفيًا.
• أجهزة استشعار الطاقة الذكية، مثل العدادات أحادية الطور وثلاثية الطور.
• أجهزة الأتمتة، والتي تشمل مفاتيح الحائط الذكية والمقابس الذكية.

التشغيل الآلي للمنازل

تعمل أتمتة المنزل على تعزيز راحة المساحة الصالحة للعيش من خلال الدمج أجهزة مراقبة درجة الحرارة والرطوبة، أجهزة التشغيل الآلي مثل التبديلات, المقابس الذكية, مفاتيح الجداروأجهزة التحكم مثل سلاسل المفاتيح. في وسط هذه الشبكة يوجد مركز أمان المنزل.

إنذار أمني (كشف التسلل)

يعد حل إنترنت الأشياء هذا واسع النطاق لأنه يتضمن مجسات الحركة PIR مع نطاق كشف يصل إلى 12 مترًا وحصانة للحيوانات الأليفة تصل إلى 10 كجم، وهو أمر عملي للغاية. أجهزة الاستشعار المغناطيسية للأبواب تغطية الأبواب والنوافذ لكشف أولى علامات الاقتحام، بينما أزرار الذعر تمكين تفعيل التنبيه اليدوي لطلب المساعدة الفورية.

يتطلب النظام أجهزة التحكم مثل لوحات مفاتيح التنبيه و keyfobs لتسليح/نزع سلاح النظام، و صفارات الإنذار (داخلي و خارجي) التي يمكن للمستخدمين تكوينها بشكل كامل عن بعد.

لكن العنصر الأكثر أهمية هو المحور. بالنسبة لهذا التطبيق، يجب أن يحتوي على وصلات ربط متعددة مثل Ethernet وLTE وWiFi لتوفير أقصى قدر من الموثوقية في حالة تعطل شبكة واحدة. يحتوي مركزنا الذكي على هذه الوصلات الخلفية، بالإضافة إلى بطارية ليثيوم مدمجة توفر ما يصل إلى 8 ساعات من النسخ الاحتياطي في حالة انقطاع التيار الكهربائي.

مراقبة البيئة الداخلية

يجب أيضًا أن تكون المنازل الذكية آمنة من الحرائق وتسرب المياه والأعطال الكهربائية. يوفر حلنا مراقبة في الوقت الحقيقي للمساحات الداخلية باستخدام دخان و أجهزة كشف تسرب المياه، والتي يمكن أن تؤدي إلى تنشيط التنبيه الداخلي وتنبيهات هاتف المستخدم.

الحل أيضًا يتم التحكم فيه عن بعد التبديلات لقطع إمدادات المياه والغاز، ومفاتيح الحائط لقطع التيار الكهربائي.

تحديات تطوير أجهزة Sub-GHZ للشبكات الخاصة

عملية معقدة

يعد تصميم وتطوير لغة اتصال لاسلكية مخصصة ومملوكة من البداية عملية معقدة تتطلب خبرة في الأجهزة. يجب على مصممي البروتوكول فهم جميع جوانب الاتصالات الراديوية، والتي تشمل طبقة PHY (لخصائص الإرسال والمتطلبات التنظيمية)، وبنية الحزمة، والتحليل لتوقيت الشبكة.

عملية مكثفة الوقت

نظرًا لأن تطوير هذه البروتوكولات اللاسلكية الخاصة أمر معقد، فإن العملية تستغرق وقتًا ويمكن أن تؤخر إطلاق المنتج.

دعم محدود

يتطلب كل منتج فني يعمل على بروتوكولات الاتصال اللاسلكية هذه دعمًا فنيًا بمرور الوقت ليكون ناجحًا في السوق. في معظم الحالات، يكون الدعم المتاح محدودًا، وقد يؤثر ذلك على جدوى حلول إنترنت الأشياء.

الارتقاء بتجربة التعلم داخل الفصل الدراسي إلى المستوى التالي؟ Roombanker مساعدة في تطبيقات المنزل الذكي Sub-GHZ؟

فريق تطوير البروتوكول المتخصص

At Roombankerنحن نتبع الرؤية الجماعية لفريق من المحترفين ذوي الخلفيات والخبرة الواسعة في مجال الأمن والأتمتة المنزلية لتطوير حلولنا. نحن نستخدم حلول الإنذار الأمني ​​كأساس لنا ونبتكر في الخارج نحو العديد من التطبيقات، مثل إدارة الطاقة، وتتبع الأصول، والتشغيل الآلي للمنزل، ومراقبة الصحة، والمراقبة البيئية، والمزيد.

لذلك، لا داعي للقلق بشأن عملية التطوير المعقدة. نحن نعطي الأولوية للبساطة والراحة والتخصيص، لذلك يتعامل فريقنا القادر مع هذه الجوانب الفنية ليمنحك منتجات جاهزة للاستخدام تعمل على بروتوكولات لاسلكية خاصة. إن استخدام هذه الأجهزة الجاهزة يقلل من الوقت اللازم للتسويق.

القدرة على تطوير أنواع مختلفة من أجهزة Sub-GHZ

تتجلى خبرتنا أيضًا في قسم الأجهزة لدينا لأنه يمكننا تطوير مكونات مختلفة لمختلف حلول إنترنت الأشياء. يتضمن ذلك أجهزة الاستشعار والمرحلات والمفاتيح والمقابس، التي تعمل على الشبكة اللاسلكية الخاصة التي تم إنشاؤها بواسطة محاورنا متعددة البروتوكولات.

تحسين الشعور بالأمان

يعد الأمان سمة مميزة في البروتوكولات اللاسلكية الخاصة، ويمكننا ضمان اتصال المحور وعقده النهائية بشكل آمن باستخدام تقنيات مثل تشفير FHSS وAES-CCM.

على سبيل المثال، يستخدم البروتوكول اللاسلكي الخاص بشركة RBF FHSS (طيف انتشار قفز التردد) لمنع التشويش عندما يحاول متسلل كسر الاتصال باستخدام إشارات من نفس التردد. عندما يواجه RBF باستمرار التداخل أثناء الإرسال، فإنه يقوم بتبديل تردد مختلف، ولديه 50 قناة للاختيار من بينها.

يستخدم البروتوكول أيضًا تشفير AES-CCM (بمفتاح عشوائي)، والذي يتعاون مع FHSS لمنع تداخل الإشارة والنسخ المتماثل والاعتراض.

الامتثال للمعايير الإقليمية

غالبًا ما توفر الحكومات والهيئات التنظيمية الإقليمية لوائح وإرشادات معيارية للاتصالات اللاسلكية. نحن نأخذ هذه التعليمات في الاعتبار عند تطوير البروتوكولات الخاصة للتأكد من أن الحل الخاص بك مقبول وجاهز للاستخدام في السوق المستهدف.

الدعم الفني المتاح

Roombanker تقدم ثلاث وثائق دعم لكل جهاز، والتي تغطي البروتوكول اللاسلكي الخاص الذي يعمل عليه. وتشمل هذه مواصفات المنتج, أدلة المستخدمو أدلة البدء السريع.

إذا كنت مهتمًا بمنتجاتنا أو خدماتنا وترغب في استخدامها في حلول إنترنت الأشياء لديك، املأ هذا النموذج للبدء. يمكننا الشراكة إذا كنت موزعًا أو تاجرًا أو شركة أمان أو مُدمجًا أو مُثبِّتًا.

خذ بعيدا - الفرق بين أجهزة الراديو RBF Sub-GHZ والتقنيات اللاسلكية الأخرى

Roombanker نظام إنذار أمان لاسلكي يجمع بين سهولة الاستخدام والميزات الاحترافية، مما يوفر تركيبًا وإعدادًا سهلًا بنفسك مع دمج ميزات احترافية، بما في ذلك أجهزة الكشف المتقدمة ومركز أمان مخصص ودعم التكامل مع مراكز استقبال الإنذار، وما إلى ذلك، مما يجعله الخيار الأمثل لنظام إنذار أمان لاسلكي موثوق به، ويدعم إنذار التسلل، وإنذار تسرب الحرائق والمياه، وإنذار الذعر، وما إلى ذلك، ويخدم مجموعة من الشركات الصغيرة والممتلكات السكنية.