Warum Smart-Home-Geräte Sub-GHz-Funkgeräte bevorzugen? Die Vor- und Nachteile von Sub-GHz-Geräten

Es wird erwartet, dass Sub-GHz-Funkgeräte auf absehbare Zeit ihre dominierende Stellung auf dem Markt für Smart-Home-Geräte beibehalten werden, da sie eine überzeugende Kombination aus Leistung, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz bieten.

Obwohl Standard-Funkprotokolle wie BLE und ZigBee erprobt und getestet sind, können sie anfällig für Sicherheitsbedrohungen sein, da sie über öffentlich bekannte Nachrichtenformate, Signalmodulationstechniken und Datenraten verfügen. Daher ist es notwendig, proprietäre Funkprotokolle für sensible IoT-Anwendungen zu entwickeln, wie z. B. Smart Home-Automatisierung, intelligente Büros und betriebliche Sicherheitssysteme.

Es gibt noch weitere Vorteile bei der Verwendung von proprietären drahtlosen Netzwerkprotokollen unter 1 GHz. Ich werde diese den Nachteilen/Herausforderungen gegenüberstellen, um zu sehen, welcher Weg für Ihre IoT-Lösungen besser ist. Ich werde Ihnen auch zeigen, wie Roombanker kann Ihnen helfen, diese Herausforderungen zu meistern. Lassen Sie uns gleich loslegen!

Warum sollte man überhaupt Sub-GHz-Funkgeräte in Betracht ziehen?

Long Range

Sub-GHz-Protokolle haben aufgrund geringerer Dämpfungsraten, besserer Beugung (Biegung) und überlegener Ausbreitung eine größere Reichweite als ihre GHz-Gegenstücke.

Alle Funkwellen werden schwächer, wenn sie Hindernisse wie Wände durchdringen. Aber die Dämpfungsraten für Sub-GHz-Signale sind beim Durchdringen jedes Hindernisses geringer als die von GHz-Wellen, was bedeutet, dass sie mehr Wände durchdringen können.

Radiowellen neigen außerdem dazu, sich zu beugen, wenn sie auf feste Kanten treffen, wie etwa die Ecken von Gebäuden. Die Signale im unteren GHz-Bereich haben höhere Beugungswinkel, was bedeutet, dass sie sich um Hindernisse herum stärker beugen. Dadurch wird der Blockierungseffekt verringert und die Reichweite erhöht.

Selbst bei der Übertragung auf einer geraden Linie ohne Hindernisse treten bei Sub-GHz-Frequenzen geringere Pfadverluste auf, was zu einer größeren Übertragungsreichweite führt. Im Allgemeinen erreichen sie mindestens 1 km, während GHz-Signale nur eine Entfernung von einigen hundert Fuß erreichen.

Minimale Interferenz

GHz-Signale, insbesondere das 2.4-GHz-Band, sind überfüllt, da Protokolle wie BLE, WiFi und ZigBee auf dieser Frequenz arbeiten. Da viele Telefone, Peripheriegeräte, Mikrowellenherde und andere Geräte diese Frequenzen verwenden, besteht eine höhere Wahrscheinlichkeit von Störungen.

Sub-GHz-Protokolle werden jedoch hauptsächlich für die Kommunikation über große Entfernungen und mit geringem Arbeitszyklus verwendet. Die Funkwellen sind daher nicht so stark ausgelastet, da nicht viele Geräte sie nutzen. Daher ist die Signalübertragung zuverlässiger.

Geringer Stromverbrauch

Sub-GHz-Kommunikationsprotokolle übertragen Signale mit niedriger Leistung und erreichen dabei die gleiche Verbindungsleistung. Darüber hinaus bedeutet die minimale Interferenz in diesem Band, dass es weniger Wiederholungsversuche zur erfolgreichen Datenübertragung gibt, was die Batterie schont.

Niedrigere Kosten

Batterien sind teuer und da die meisten Sub-GHz-Geräte mit ihnen laufen, sind sie die teuersten Komponenten im Design. Aber diese Sub-GHz-Protokolle verbrauchen wenig Strom, sodass die Hardware keine großen, teuren Batterien benötigt. Die meisten Endknoten laufen mit billigen Knopfzellen, AA- oder AAA-Batterien, was ihre Kosten senkt.

Erfordert minimale Wartung

Batterien in Sub-GHz-Geräten halten Jahre, wenn nicht Jahrzehnte. Dies minimiert Wartungskosten und Aufgaben im Zusammenhang mit Batteriewechseln während der Lebensdauer des Produkts oder der IoT-Lösung.

Warum proprietäre Sub-GHz-Kommunikationsprotokolle für die drahtlose Kommunikation entwickeln? 

Anwendungsfall-Missverhältnis

Die Standardprotokolle für die drahtlose Kommunikation, einschließlich derer im Sub-GHz-Bereich, sind möglicherweise nicht für Ihren Anwendungsfall geeignet. Faktoren wie unzureichender Durchsatz und eingeschränkte Endknotenunterstützung können alle Protokolle für Ihre spezifische IoT-Lösung disqualifizieren, sodass die Entwicklung einer proprietären Lösung erforderlich wird. 

Angeborene Sicherheit

Standardprotokolle sind anfälliger für Angriffe, da ihre Datenraten, Paketstruktur und Signalmodulationstechniken bekannt sind. Bei proprietären Sub-GHz-Protokollen sind diese Eigenschaften jedoch verschleiert, was es für Eindringlinge schwieriger macht, das Netzwerk zu knacken.

Geringerer Stromverbrauch

Wenn Sie ein proprietäres Protokoll entwickeln, haben Sie die vollständige Kontrolle über alle Funktionen, die den Stromverbrauch erhöhen oder senken können. So können Sie Prozesse und Algorithmen optimieren, um den Energieverbrauch stärker zu senken, als dies mit Standardprotokollen möglich ist.

Niedrigere Kosten

Standardprotokolle für die drahtlose Kommunikation sind für einen breiten Markt konzipiert und verfügen daher über zahlreiche Funktionen, die den Speicher- und Verarbeitungsbedarf erhöhen. Durch die Anpassung eines proprietären Protokolls an Ihren Anwendungsfall werden jedoch die unnötigen Funktionen eliminiert, was die Hardwareanforderungen verringert und Ihnen die Bereitstellung schlankerer und günstigerer Hardware ermöglicht.

Gerätekompatibilität

Durch die Entwicklung eines proprietären drahtlosen Kommunikationsprotokolls wird auch die Gerätekompatibilität verbessert, da Sie es mit einem einzigen Anbieter zu tun haben, der vertikal integrierte Hardware baut.

Wenn Sie beispielsweise mit uns zusammenarbeiten bei Roombanker zur Entwicklung Ihrer Heimautomatisierung Lösungen, die auf proprietären Netzwerken laufen, können Sie sicher sein, dass die intelligenter Hub, Sensoren, intelligente Thermostate, intelligente Stecker, Wandschalter, Relaisusw. werden alle nahtlos funktionieren und miteinander verbunden sein.

Ressourcen für diesen Teil: https://www.silabs.com/support/training/sub-ghz-proprietary-and-connect-software-stack

Smart-Home-Anwendungen mit Sub-GHz-Geräten

Energiemanagement

Energiemanagementsysteme sind darauf ausgelegt, Benutzer über den Energieverbrauch ihres Zuhauses auf dem Laufenden zu halten. Dies geschieht mithilfe von Echtzeitdaten darüber, wann und wo Energie verbraucht wird, historischen Berichten, Einblicken und einer Integration mehrerer Szenen.

Diese Anwendung hat drei Gerätekategorien.

• Hubs wie dieser Roombanker Zentrale für Heimsicherheit. Es ist kompatibel mit Standardprotokollen wie ZigBee und BLE, unterstützt aber auch unsere proprietären RBF-ProtokollDas Gerät kann bis zu 64 Räume abdecken und bis zu 128 Peripheriegeräte anschließen.
• Intelligente Energiesensoren, wie etwa Einphasen- und Dreiphasenzähler.
• Automatisierungsgeräte, darunter intelligente Wandschalter und intelligente Stecker.

Home Automation

Die Hausautomation steigert den Wohnkomfort durch die Integration Temperatur- und Feuchtigkeitsmonitore, Automatisierungsgeräte wie Relais, intelligente Stecker, Wandschalterund Steuergeräte wie SchlüsselanhängerIm Zentrum dieses Netzwerks steht der Home-Security-Hub.

Sicherheitsalarm (Einbruchserkennung)

Diese IoT-Lösung ist recht umfangreich, denn sie umfasst PIR-Bewegungssensoren mit 12 m Erfassungsreichweite und bis zu 10 kg Haustierimmunität, was äußerst praktisch ist. Magnetsensoren für Türen Verdecken Sie Türen und Fenster, um erste Anzeichen eines Einbruchs zu erkennen. Panikknöpfe Aktivieren Sie die manuelle Alarmaktivierung, um sofortige Hilfe anzufordern.

Das System erfordert Steuergeräte wie Alarmtastaturen und Schlüsselanhänger zum Scharf-/Unscharfschalten des Systems und Alarmsirenen (Innen- , im Freien), das Benutzer vollständig aus der Ferne konfigurieren können.

Die wichtigste Komponente ist jedoch der Hub. Für diese Anwendung muss er über mehrere Backhauls wie Ethernet, LTE und WLAN verfügen, um maximale Zuverlässigkeit zu gewährleisten, falls ein Netzwerk ausfällt. Unser Smart Hub verfügt über diese Backhauls sowie eine eingebaute Lithiumbatterie, die bei einem Stromausfall bis zu 8 Stunden Backup-Betrieb bietet.

Überwachung der Innenraumumgebung

Smart Homes sollten auch vor Bränden, Wasserlecks und elektrischen Störungen geschützt sein. Unsere Lösung ermöglicht die Echtzeitüberwachung von Innenräumen mithilfe rauchen , Wasserleckdetektoren, das die Aktivierung eines Innenalarms und Warnungen an das Telefon des Benutzers auslösen kann.

Die Lösung verfügt außerdem über ferngesteuerte Relais um die Wasser- und Gaszufuhr zu unterbrechen, und Wandschalter, um den Strom abzuschalten.

Herausforderungen bei der Entwicklung von Sub-GHz-Geräten für proprietäre Netzwerke

Komplizierter Prozess

Das Entwerfen und Entwickeln einer benutzerdefinierten, proprietären drahtlosen Kommunikationssprache von Grund auf ist ein komplizierter Prozess, der Hardware-Know-how erfordert. Protokollentwickler müssen alle Aspekte der Funkkommunikation verstehen, darunter die PHY-Schicht (für Übertragungseigenschaften und behördliche Anforderungen), die Paketstruktur und die Analyse des Netzwerk-Timings.

Zeitintensiver Prozess

Da die Entwicklung dieser proprietären Wireless-Protokolle kompliziert ist, nimmt der Prozess viel Zeit in Anspruch und kann die Produkteinführung verzögern.

Eingeschränkter Support

Jedes technische Produkt, das auf diesen drahtlosen Kommunikationsprotokollen läuft, benötigt im Laufe der Zeit technischen Support, um auf dem Markt erfolgreich zu sein. In den meisten Fällen ist der verfügbare Support begrenzt, und dies kann die Rentabilität einer IoT-Lösung beeinträchtigen.

Wie kann Roombanker Hilfe zu Sub-GHz-Smart-Home-Anwendungen?

Spezialisiertes Protokoll-Entwicklungsteam

At Roombanker, wir folgen der gemeinsamen Vision eines Teams von Fachleuten mit umfassendem Hintergrund und Erfahrung in den Bereichen Sicherheit und Heimautomatisierung, um unsere Lösungen zu entwickeln. Wir verwenden Sicherheitsalarmlösungen als Grundlage und entwickeln Innovationen für verschiedene Anwendungen wie Energiemanagement, Anlagenverfolgung, Heimautomatisierung, Gesundheitsüberwachung, Umweltüberwachung und mehr.

Sie müssen sich also keine Gedanken über den komplizierten Entwicklungsprozess machen. Wir legen Wert auf Einfachheit, Komfort und Personalisierung. Unser kompetentes Team kümmert sich daher um diese technischen Details, um Ihnen gebrauchsfertige Produkte bereitzustellen, die auf proprietären drahtlosen Protokollen laufen. Die Verwendung dieser vorgefertigten Geräte verkürzt die Markteinführungszeit.

Möglichkeit zur Entwicklung unterschiedlicher Sub-GHz-Gerätetypen

Unsere Expertise zeigt sich auch in unserer Hardware-Abteilung, da wir verschiedene Komponenten für verschiedene IoT-Lösungen entwickeln können. Dazu gehören Sensoren, Relais, Schalter und Stecker, die auf dem proprietären drahtlosen Netzwerk laufen, das von unseren Multiprotokoll-Hubs erstellt wird.

Verbesserte Sicherheit

Sicherheit ist ein Markenzeichen proprietärer Wireless-Protokolle und wir können mithilfe von Techniken wie FHSS und AES-CCM-Verschlüsselung sicherstellen, dass der Hub und seine Endknoten sicher kommunizieren.

Unser RBF-eigenes drahtloses Protokoll verwendet beispielsweise FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum), um Störungen zu verhindern, wenn ein Eindringling versucht, die Kommunikation mit Signalen derselben Frequenz zu knacken. Wenn RBF während der Übertragung kontinuierlich auf Störungen stößt, wechselt es auf eine andere Frequenz und hat 50 Kanäle zur Auswahl.

Das Protokoll verwendet außerdem eine AES-CCM-Verschlüsselung (mit einem zufälligen Schlüssel), die in Zusammenarbeit mit FHSS Signalstörungen, Replikation und Abfangen blockiert.

Einhaltung regionaler Standards

Regierungen und regionale Regulierungsbehörden stellen häufig Vorschriften und Richtlinien für drahtlose Standards bereit. Wir berücksichtigen diese Anweisungen bei der Entwicklung der proprietären Protokolle, um sicherzustellen, dass Ihre Lösung in Ihrem Zielmarkt akzeptabel und einsatzbereit ist.

Verfügbarer technischer Support

Roombanker bietet für jedes Gerät drei Supportdokumente an, die das proprietäre drahtlose Protokoll abdecken, auf dem sie laufen. Dazu gehören Produktspezifikationen, Bedienungsanleitung und Kurzanleitungen.

Wenn Sie an unseren Produkten oder Dienstleistungen interessiert sind und diese in Ihren IoT-Lösungen einsetzen möchten, Füllen Sie dieses Formular aus um loszulegen. Wir können eine Partnerschaft eingehen, wenn Sie ein Distributor, Händler, Sicherheitsunternehmen, Integrator oder Installateur sind.

Fazit – Unterschied zwischen RBF-Sub-GHz-Radios und anderen Wireless-Technologien

Roombanker Drahtloses Sicherheitsalarmsystem kombiniert Benutzerfreundlichkeit mit professionellen Funktionen, bietet eine mühelose DIY-Installation und -Einrichtung und integriert professionelle Funktionen, einschließlich fortschrittlicher Detektoren, eines dedizierten Sicherheits-Hubs und unterstützter Integration mit Alarmempfangszentren usw., was es zur ersten Wahl für ein zuverlässiges drahtloses Sicherheitsalarmsystem macht, das Einbruchalarm, Feuer- und Wasserleckalarm, Panikalarm usw. unterstützt und für eine Reihe von kleinen Unternehmen und Wohnimmobilien eingesetzt wird.

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