Proč chytrá domácí zařízení preferují subGHz rádia? Prozkoumání výhod a nevýhod subGHz zařízení

Očekává se, že subGHz rádia si v dohledné budoucnosti udrží dominanci na trhu s inteligentními domácími zařízeními, protože nabízejí přesvědčivou kombinaci výkonu, spolehlivosti a cenové efektivity.

Přestože jsou standardní bezdrátové protokoly jako BLE a ZigBee osvědčené, mohou být zranitelné vůči bezpečnostním hrozbám, protože mají veřejně známé formáty zpráv, techniky modulace signálu a datové rychlosti. Proto je nutné vyvinout proprietární bezdrátové protokoly pro citlivé aplikace IoT, jako jsou například inteligentní domácí automatizace, chytré kanceláře a systémy zabezpečení podniků.

Existují i ​​další výhody používání proprietárních bezdrátových síťových protokolů s frekvencemi nižšími než 1 GHz. Porovnám je s nevýhodami/výzvami, abych zjistil, která cesta je pro vaše IoT řešení lepší. Také vám ukážu, jak na to. Roombanker vám může pomoci vyřešit tyto problémy. Pojďme se rovnou do toho pustit!

Proč vůbec zvažovat subGHz rádia?

Long Range

Protokoly subGHz mají delší dosah než jejich GHz protějšky díky nižším útlumům, lepší difrakci (ohybu) a lepšímu šíření.

Všechny rádiové vlny slábnou, když procházejí překážkami, jako jsou zdi. Útlum signálů v subGHz je však při průniku každou překážkou nižší než u GHz vln, což znamená, že mohou proniknout větším počtem zdí.

Rádiové vlny mají také tendenci se ohýbat, když narazí na pevné hrany, jako jsou rohy budov. Signály s nižšími frekvencemi pod GHz mají vyšší difrakční úhly, což znamená, že se více ohýbají kolem překážek. Tím se snižuje blokovací efekt a zvyšuje se dosah.

I při přenosu po přímé lince bez překážek dochází u subGHz frekvencí k nižším ztrátám na cestě, což má za následek delší přenosový dosah. Obecně dosahují alespoň 1 km, zatímco GHz signály sahají jen několik set stop.

Minimální rušení

Signály v pásmu 2.4 GHz, konkrétně v pásmu 2,4 GHz, jsou přeplněné, protože na této frekvenci pracují protokoly jako BLE, WiFi a ZigBee. Vzhledem k tomu, že tyto frekvence používá mnoho telefonů, periferií, mikrovlnných trub a dalších zařízení, existuje vyšší pravděpodobnost rušení.

Protokoly subGHz se však většinou používají pro komunikaci na dlouhé vzdálenosti s nízkým pracovním cyklem, takže éter není tolik přeplněný, protože ho neprovozuje mnoho zařízení. Přenos signálu je proto spolehlivější.

Nízká spotřeba energie

Komunikační protokoly v pásmu subGHz přenášejí signály s nízkým výkonem a zároveň dosahují stejného rozpočtu spojení. Minimální rušení v tomto pásmu navíc znamená méně opakovaných pokusů o úspěšný přenos dat, což šetří energii baterie.

Nižší cena

Baterie jsou drahé a protože většina zařízení s frekvencemi nižšími než GHz na nich běží, jsou to nejdražší komponenty v návrhu. Tyto subGHz protokoly však spotřebovávají málo energie, takže hardware nepotřebuje velké a drahé baterie. Většina koncových uzlů běží na levných knoflíkových, AA nebo AAA bateriích, což snižuje jejich náklady.

Vyžaduje minimální údržbu

Baterie v zařízeních s frekvencí nižší než GHz vydrží roky, ne-li desetiletí. To minimalizuje náklady na údržbu a úkoly spojené s výměnou baterií během životnosti produktu nebo IoT řešení.

Proč vyvíjet proprietární protokoly bezdrátové komunikace pro subGHz? 

Neshoda případů užití

Standardní bezdrátové komunikační protokoly, včetně protokolů v rozsahu nižším než GHz, nemusí vyhovovat vašemu případu použití. Faktory, jako je nedostatečná propustnost a omezená podpora koncových uzlů, mohou diskvalifikovat všechny protokoly z vašeho konkrétního řešení IoT, což si vyžádá vývoj vlastního řešení. 

Vrozená bezpečnost

Standardní protokoly jsou zranitelnější vůči útokům, protože jsou známy jejich datové rychlosti, struktura paketů a techniky modulace signálu. U proprietárních subGHz protokolů jsou však tyto vlastnosti skryty, což útočníkům ztěžuje prolomení sítě.

Nižší spotřeba energie

Při vývoji proprietárního protokolu máte úplnou kontrolu nad všemi funkcemi, které mohou zvýšit nebo snížit spotřebu energie. Můžete tedy optimalizovat procesy a algoritmy a snížit spotřebu energie ještě více, než nabízejí standardní protokoly.

Nižší cena

Standardní bezdrátové komunikační protokoly jsou navrženy tak, aby obsluhovaly široký trh, takže mají řadu funkcí, které zvyšují požadavky na paměť a zpracování. Úpravy proprietárního protokolu tak, aby vyhovoval vašemu případu použití, však eliminují nepotřebné funkce, což snižuje hardwarové požadavky a umožňuje nasadit štíhlejší a levnější hardware.

Kompatibilita zařízení

Vývoj proprietárního bezdrátového komunikačního protokolu také zvyšuje kompatibilitu zařízení, protože budete jednat s jediným poskytovatelem, který bude vytvářet vertikálně integrovaný hardware.

Například pokud s námi spolupracujete v Roombanker rozvíjet své automatizace domácnosti řešení běžící na proprietárních sítích, můžete si být jisti, že inteligentní rozbočovač, senzory, chytré termostaty, inteligentní konektory, nástěnné vypínače, reléatd., budou všechny fungovat a vzájemně se propojovat bez problémů.

Zdroje pro tuto část: https://www.silabs.com/support/training/sub-ghz-proprietary-and-connect-software-stack

Aplikace pro chytrou domácnost využívající zařízení s frekvencí nižší než GHz

Hospodaření s energií

Systémy energetického managementu jsou navrženy tak, aby uživatele informovaly o spotřebě energie v jejich domácnosti pomocí dat v reálném čase o tom, kdy a kde se energie spotřebovává, historických zpráv, poznatků a integrace více scén.

Tato aplikace má tři kategorie zařízení.

• Huby, jako je tento Roombanker centrum domácí bezpečnostiJe kompatibilní se standardními protokoly jako ZigBee a BLE, ale také podporuje naše proprietární Protokol RBFZařízení dokáže pokrýt až 64 místností a připojit až 128 periferií.
• Inteligentní energetické senzory, jako jsou jednofázové a třífázové elektroměry.
• Automatizační zařízení, která zahrnují chytré nástěnné vypínače a chytré zásuvky.

Domácí automatizace

Domácí automatizace zvyšuje komfort obytného prostoru začleněním monitory teploty a vlhkosti, automatizační zařízení jako relé, inteligentní konektory, nástěnné vypínačea ovládat zařízení, jako například klíčenkyV centru této sítě se nachází systém domácí bezpečnosti.

Bezpečnostní alarm (detekce vniknutí)

Toto řešení IoT je poměrně rozsáhlé, protože zahrnuje PIR pohybové senzory s detekčním dosahem 12 m a odolností vůči domácím mazlíčkům až do hmotnosti 10 kg, což je velmi praktické. Magnetické senzory dveří zakryjte dveře a okna, abyste odhalili první známky vniknutí, paniková tlačítka povolit ruční aktivaci alarmu pro okamžité vyžádání pomoci.

Systém vyžaduje ovládací zařízení, jako je klávesnice alarmu a klíčenky pro aktivaci/deaktivaci systému a poplašné sirény (uvnitř, a venkovní), které si uživatelé mohou plně konfigurovat na dálku.

Nejdůležitější součástí je ale rozbočovač. Pro tuto aplikaci musí mít několik backhaulů, jako je Ethernet, LTE a WiFi, aby byla zajištěna maximální spolehlivost v případě výpadku jedné sítě. Náš chytrý rozbočovač má tyto backhauly a také vestavěnou lithiovou baterii, která poskytuje až 8 hodin zálohy v případě výpadku napájení.

Monitorování vnitřního prostředí

Chytré domy by měly být také chráněny před požáry, úniky vody a elektrickými poruchami. Naše řešení poskytuje monitorování vnitřních prostor v reálném čase pomocí kouřit a detektory úniku vody, což může spustit aktivaci vnitřního alarmu a upozornění na telefon uživatele.

Řešení má také dálkově ovládané relé k uzavření přívodu vody a plynu a nástěnné vypínače k ​​vypnutí proudu.

Výzvy vývoje zařízení pro proprietární sítě s frekvencemi nižšími než GHz

Složitý proces

Návrh a vývoj vlastního, proprietárního jazyka pro bezdrátovou komunikaci od nuly je složitý proces, který vyžaduje odborné znalosti hardwaru. Návrháři protokolů musí rozumět všem aspektům rádiové komunikace, včetně vrstvy PHY (pro charakteristiky přenosu a regulační požadavky), struktury paketů a parsování na síťové časování.

Časově náročný proces

Vzhledem k tomu, že vývoj těchto proprietárních bezdrátových protokolů je složitý, proces trvá dlouho a může zpozdit uvedení produktu na trh.

Omezená podpora

Každý technický produkt, který běží na těchto bezdrátových komunikačních protokolech, vyžaduje pro úspěch na trhu dlouhodobou technickou podporu. Ve většině případů je dostupná podpora omezená, což může ovlivnit životaschopnost řešení IoT.

Jak může Roombanker Pomoc s aplikacemi pro chytrou domácnost v subGHz?

Specializovaný tým pro vývoj protokolů

At Roombanker, při vývoji našich řešení se řídíme kolektivní vizí týmu profesionálů s rozsáhlými zkušenostmi v oblasti bezpečnosti a domácí automatizace. Jako základ používáme řešení bezpečnostních alarmů a inovujeme směrem k různým aplikacím, jako je správa energie, sledování majetku, domácí automatizace, monitorování zdraví, monitorování životního prostředí a další.

Proto se nemusíte starat o složitý proces vývoje. Upřednostňujeme jednoduchost, pohodlí a personalizaci, takže náš schopný tým se těmito technickými detaily zabývá, abychom vám poskytli produkty připravené k použití, které běží na proprietárních bezdrátových protokolech. Používání těchto hotových zařízení zkracuje dobu uvedení na trh.

Schopnost vyvíjet různé typy zařízení s frekvencemi nižšími než GHz

Naše odbornost je patrná i v našem hardwarovém oddělení, protože dokážeme vyvíjet různé komponenty pro různá IoT řešení. Patří mezi ně senzory, relé, spínače a zástrčky, které běží na proprietární bezdrátové síti vytvořené našimi multiprotokolovými huby.

Zvýšená bezpečnost

Bezpečnost je charakteristickým znakem proprietárních bezdrátových protokolů a my dokážeme zajistit bezpečnou komunikaci mezi hubem a jeho koncovými uzly pomocí technik, jako je šifrování FHSS a AES-CCM.

Například náš proprietární bezdrátový protokol RBF využívá technologii FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum), která zabraňuje rušení, když se narušitel pokusí prolomit komunikaci pomocí signálů ze stejné frekvence. Pokud RBF během přenosu neustále naráží na rušení, přepne na jinou frekvenci a má na výběr 50 kanálů.

Protokol také využívá šifrování AES-CCM (s náhodným klíčem), které spolupracuje s FHSS k blokování rušení signálu, replikace a zachycení.

Dodržování regionálních norem

Vlády a regionální regulační orgány často vydávají předpisy a směrnice pro bezdrátové technologie. Tyto pokyny bereme v úvahu při vývoji proprietárních protokolů, abychom zajistili, že vaše řešení bude přijatelné a připravené k použití na vašem cílovém trhu.

Dostupná technická podpora

Roombanker nabízí pro každé zařízení tři podpůrné dokumenty, které se zabývají proprietárním bezdrátovým protokolem, na kterém běží. Patří mezi ně Specifikace produktu, uživatelské příručky, a průvodci rychlým startem.

Pokud máte zájem o naše produkty nebo služby a chcete je využít ve svých IoT řešeních, Vyplňte tento formulář začít. Můžeme se stát partnerem, pokud jste distributor, prodejce, bezpečnostní společnost, integrátor nebo instalační firma.

Shrnutí – Rozdíl mezi subGHz rádiovými systémy RBF a jinými bezdrátovými technologiemi

Roombanker Bezdrátový bezpečnostní alarm Kombinuje snadné použití s ​​profesionálními funkcemi a nabízí snadnou instalaci a nastavení svépomocí a zároveň integruje profesionální funkce, včetně pokročilých detektorů, specializovaného bezpečnostního centra a podpory integrace s poplašnými centrálami atd., což z něj činí spolehlivý bezdrátový bezpečnostní poplašný systém s podporou poplašných zařízení proti vniknutí, požárního a únikového poplachu, panikového poplachu atd., který slouží řadě malých firem a rezidenčních nemovitostí.