Τα ραδιόφωνα Sub Ghz αναμένεται να συνεχίσουν την κυριαρχία τους στην αγορά συσκευών έξυπνου σπιτιού στο άμεσο μέλλον, καθώς προσφέρουν έναν συναρπαστικό συνδυασμό απόδοσης, αξιοπιστίας και οικονομικής αποδοτικότητας.
Παρόλο που τα τυπικά ασύρματα πρωτόκολλα όπως το BLE και το ZigBee είναι δοκιμασμένα και ελεγμένα, ενδέχεται να είναι ευάλωτα σε απειλές ασφαλείας επειδή διαθέτουν δημόσια γνωστές μορφές μηνυμάτων, τεχνικές διαμόρφωσης σήματος και ρυθμούς δεδομένων. Επομένως, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν ιδιόκτητα ασύρματα πρωτόκολλα για ευαίσθητες εφαρμογές IoT, όπως έξυπνος οικιακός αυτοματισμός, έξυπνα γραφεία και συστήματα ασφάλειας επιχειρήσεων.
Υπάρχουν και άλλα πλεονεκτήματα στη χρήση ιδιόκτητων πρωτοκόλλων ασύρματου δικτύου Sub 1Ghz. Θα τα τοποθετήσω δίπλα-δίπλα με τα μειονεκτήματα/προκλήσεις για να δω ποια διαδρομή είναι καλύτερη για τις λύσεις IoT σας. Θα σας δείξω επίσης πώς. Roombanker μπορεί να σας βοηθήσει να λύσετε αυτές τις προκλήσεις. Ας ξεκινήσουμε αμέσως!
Γιατί να εξετάσετε εξαρχής τα ραδιόφωνα Sub-GHz;
Long Range
Τα πρωτόκολλα υπο-GHz έχουν μεγαλύτερο εύρος από τα αντίστοιχα GHz λόγω χαμηλότερων ρυθμών εξασθένησης, καλύτερης περίθλασης (κάμψης) και ανώτερης διάδοσης.
Όλα τα ραδιοκύματα εξασθενούν καθώς διέρχονται από εμπόδια όπως τοίχους. Αλλά οι ρυθμοί εξασθένησης για σήματα κάτω των GHz είναι χαμηλότεροι από εκείνους των κυμάτων GHz όταν διαπερνούν κάθε εμπόδιο, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να διαπεράσουν περισσότερους τοίχους.
Τα ραδιοκύματα τείνουν επίσης να κάμπτονται όταν χτυπούν σε συμπαγείς άκρες, όπως οι γωνίες κτιρίων. Τα σήματα χαμηλότερων επιπέδων κάτω του GHz έχουν υψηλότερες γωνίες περίθλασης, πράγμα που σημαίνει ότι κάμπτονται περισσότερο γύρω από εμπόδια. Αυτό μειώνει το φαινόμενο μπλοκαρίσματος, αυξάνοντας την εμβέλεια.
Ακόμα και κατά την μετάδοση σε ευθεία γραμμή χωρίς εμπόδια, οι συχνότητες κάτω των GHz παρουσιάζουν μικρότερες απώλειες διαδρομής, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη εμβέλεια μετάδοσης. Γενικά, φτάνουν τουλάχιστον 1 χλμ., ενώ τα σήματα GHz φτάνουν μόνο μέχρι μερικές εκατοντάδες πόδια.
Ελάχιστες παρεμβολές
Τα σήματα GHz, και συγκεκριμένα η ζώνη των 2.4 GHz, είναι υπερφορτωμένα επειδή πρωτόκολλα όπως το BLE, το WiFi και το ZigBee λειτουργούν σε αυτήν τη συχνότητα. Δεδομένου ότι υπάρχουν πολλά τηλέφωνα, περιφερειακές συσκευές, φούρνοι μικροκυμάτων και άλλες συσκευές που χρησιμοποιούν αυτές τις συχνότητες, υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα παρεμβολών.
Ωστόσο, τα πρωτόκολλα κάτω των GHz χρησιμοποιούνται κυρίως για επικοινωνία μεγάλης εμβέλειας και χαμηλού κύκλου λειτουργίας, επομένως τα ραδιοκύματα δεν είναι τόσο γεμάτα επειδή δεν τα εκτελούν πολλές συσκευές. Επομένως, η μετάδοση σήματος είναι πιο αξιόπιστη.
Χαμηλής Ενεργειακής Κατανάλωσης
Τα πρωτόκολλα επικοινωνίας κάτω των GHz μεταδίδουν σήματα σε χαμηλά επίπεδα ισχύος, επιτυγχάνοντας παράλληλα τους ίδιους προϋπολογισμούς σύνδεσης. Επιπλέον, η ελάχιστη παρεμβολή σε αυτήν τη ζώνη σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερες προσπάθειες για την επιτυχή μετάδοση των δεδομένων, γεγονός που εξοικονομεί ενέργεια από την μπαταρία.
Χαμηλότερο κόστος
Οι μπαταρίες είναι ακριβές και, επειδή οι περισσότερες συσκευές κάτω των GHz λειτουργούν με αυτές, αποτελούν τα εξαρτήματα με το υψηλότερο κόστος στο σχεδιασμό. Ωστόσο, αυτά τα πρωτόκολλα κάτω των GHz καταναλώνουν λίγη ενέργεια, επομένως το υλικό δεν χρειάζεται μεγάλες, ακριβές μπαταρίες. Οι περισσότεροι τελικοί κόμβοι λειτουργούν με φθηνές μπαταρίες κρυπτονομισμάτων, AA ή AAA, οι οποίες μειώνουν το κόστος τους.
Απαιτεί ελάχιστη συντήρηση
Οι μπαταρίες σε συσκευές με συχνότητα κάτω του GHz διαρκούν για χρόνια, αν όχι δεκαετίες. Αυτό ελαχιστοποιεί το κόστος συντήρησης και τις εργασίες που σχετίζονται με την αντικατάσταση μπαταριών κατά τη διάρκεια ζωής του προϊόντος ή της λύσης IoT.
Γιατί να αναπτύξουμε ιδιόκτητα πρωτόκολλα ασύρματης επικοινωνίας κάτω του GHz;
Ασυμφωνία περίπτωσης χρήσης
Τα τυπικά πρωτόκολλα ασύρματης επικοινωνίας, συμπεριλαμβανομένων εκείνων στην περιοχή κάτω των GHz, ενδέχεται να μην ταιριάζουν στην περίπτωσή σας. Παράγοντες όπως η ανεπαρκής απόδοση και η περιορισμένη υποστήριξη τελικών κόμβων μπορούν να αποκλείσουν όλα τα πρωτόκολλα από τη συγκεκριμένη λύση IoT που διαθέτετε, καθιστώντας απαραίτητη την ανάπτυξη μιας ιδιόκτητης λύσης.
Έμφυτη Ασφάλεια
Τα τυπικά πρωτόκολλα είναι πιο ευάλωτα σε επιθέσεις επειδή οι ρυθμοί δεδομένων, η δομή των πακέτων και οι τεχνικές διαμόρφωσης σήματος είναι γνωστές. Αλλά με τα ιδιόκτητα πρωτόκολλα Sub GHz, αυτές οι ιδιότητες αποκρύπτονται, καθιστώντας πιο δύσκολο για τους εισβολείς να παραβιάσουν το δίκτυο.
Χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας
Όταν αναπτύσσετε ένα ιδιόκτητο πρωτόκολλο, έχετε τον πλήρη έλεγχο όλων των λειτουργιών που μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν την κατανάλωση ενέργειας. Έτσι, μπορείτε να βελτιστοποιήσετε τις διαδικασίες και τους αλγόριθμους για να μειώσετε την κατανάλωση ενέργειας περαιτέρω από ό,τι προσφέρουν τα τυπικά πρωτόκολλα.
Χαμηλότερο κόστος
Τα τυπικά πρωτόκολλα ασύρματης επικοινωνίας έχουν σχεδιαστεί για να εξυπηρετούν μια ευρεία αγορά, επομένως διαθέτουν πολλαπλές λειτουργίες που αυξάνουν τις απαιτήσεις μνήμης και επεξεργασίας. Ωστόσο, η προσαρμογή ενός ιδιόκτητου πρωτοκόλλου ώστε να ταιριάζει στην περίπτωσή σας εξαλείφει τις περιττές λειτουργίες, γεγονός που μειώνει τις απαιτήσεις υλικού, επιτρέποντάς σας να αναπτύξετε πιο λιτό και φθηνότερο υλικό.
Συμβατότητα συσκευής
Η ανάπτυξη ενός ιδιόκτητου πρωτοκόλλου ασύρματης επικοινωνίας ενισχύει επίσης τη συμβατότητα των συσκευών, επειδή θα έχετε να κάνετε με έναν μόνο πάροχο, ο οποίος θα κατασκευάσει κάθετα ενσωματωμένο υλικό.
Για παράδειγμα, αν συνεργαστείτε μαζί μας στο Roombanker να αναπτύξετε το δικό σας οικιακού αυτοματισμού λύσεις που εκτελούνται σε ιδιόκτητα δίκτυα, μπορείτε να είστε σίγουροι ότι το έξυπνο διανομέα, αισθητήρες, έξυπνοι θερμοστάτες, έξυπνα βύσματα, διακόπτες τοίχου, ρελέ, κ.λπ., θα λειτουργούν και θα διασυνδέονται όλα απρόσκοπτα.
Πόροι για αυτό το μέρος: https://www.silabs.com/support/training/sub-ghz-proprietary-and-connect-software-stack
Εφαρμογές Έξυπνου Σπιτιού που Χρησιμοποιούν Συσκευές Υπο-GHz
Διαχείριση Ενέργειας
Συστήματα διαχείρισης ενέργειας έχουν σχεδιαστεί για να ενημερώνουν τους χρήστες σχετικά με την κατανάλωση ενέργειας του σπιτιού τους, χρησιμοποιώντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με το πότε και πού χρησιμοποιείται η ενέργεια, ιστορικές αναφορές, πληροφορίες και ενσωμάτωση πολλαπλών σκηνών.
Αυτή η εφαρμογή έχει τρεις κατηγορίες συσκευών.
- Κόμβοι, όπως αυτός Roombanker κόμβος ασφάλειας σπιτιούΕίναι συμβατό με τυπικά πρωτόκολλα όπως το ZigBee και το BLE, αλλά υποστηρίζει επίσης το ιδιόκτητο πρωτόκολλό μας Πρωτόκολλο RBFΗ συσκευή μπορεί να καλύψει έως και 64 δωμάτια και να συνδέσει έως και 128 περιφερειακές συσκευές.
- Έξυπνοι αισθητήρες ενέργειας, όπως οι μονοφασικοί και τριφασικοί μετρητές.
- Συσκευές αυτοματισμού, οι οποίες περιλαμβάνουν έξυπνοι διακόπτες τοίχου και έξυπνες πρίζες.
Αυτοματισμού
Ο αυτοματισμός κατοικίας βελτιώνει την άνεση του κατοικήσιμου χώρου ενσωματώνοντας οθόνες θερμοκρασίας και υγρασίας, συσκευές αυτοματισμού όπως ρελέ, έξυπνα βύσματα, διακόπτες τοίχουκαι συσκευές ελέγχου όπως βασικά fobsΣτο κέντρο αυτού του δικτύου βρίσκεται ο κόμβος οικιακής ασφάλειας.
Συναγερμός ασφαλείας (Ανίχνευση εισβολής)
Αυτή η λύση IoT είναι αρκετά εκτεταμένη επειδή περιλαμβάνει Αισθητήρες κίνησης PIR με εμβέλεια ανίχνευσης 12 μέτρων και ατρωσία σε κατοικίδια βάρους έως 10 κιλών, κάτι που είναι εξαιρετικά πρακτικό. Μαγνητικοί αισθητήρες πόρτας καλύψτε τις πόρτες και τα παράθυρα για να εντοπίσετε τα πρώτα σημάδια εισβολής, ενώ κουμπιά πανικού Ενεργοποιήστε τη χειροκίνητη ενεργοποίηση του συναγερμού για να ζητήσετε άμεση βοήθεια.
Το σύστημα απαιτεί συσκευές ελέγχου όπως πληκτρολόγια συναγερμού και μπρελόκ για την όπλιση/αφόπλιση του συστήματος, και σειρήνες συναγερμού (μέσα και υπαίθριος) που οι χρήστες μπορούν να διαμορφώσουν πλήρως από απόσταση.
Αλλά το πιο σημαντικό στοιχείο είναι ο κόμβος. Για αυτήν την εφαρμογή, πρέπει να διαθέτει πολλαπλές backhauls όπως Ethernet, LTE και WiFi για να παρέχει μέγιστη αξιοπιστία σε περίπτωση διακοπής ρεύματος σε ένα δίκτυο. Ο έξυπνος κόμβος μας διαθέτει αυτές τις backhauls, καθώς και μια ενσωματωμένη μπαταρία λιθίου που παρέχει έως και 8 ώρες εφεδρικής λειτουργίας σε περίπτωση διακοπής ρεύματος.
Παρακολούθηση εσωτερικού περιβάλλοντος
Τα έξυπνα σπίτια θα πρέπει επίσης να είναι ασφαλή από πυρκαγιές, διαρροές νερού και ηλεκτρικές βλάβες. Η λύση μας παρέχει παρακολούθηση εσωτερικών χώρων σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας καπνός και ανιχνευτές διαρροής νερού, το οποίο μπορεί να ενεργοποιήσει την ενεργοποίηση του εσωτερικού συναγερμού και να στείλει ειδοποιήσεις στο τηλέφωνο του χρήστη.
Η λύση διαθέτει επίσης τηλεχειριζόμενο ρελέ για να διακόψουν την παροχή νερού και φυσικού αερίου, και διακόπτες τοίχου για να διακόψουν το ρεύμα.
Προκλήσεις στην ανάπτυξη συσκευών κάτω των GHz για ιδιόκτητα δίκτυα
Πολύπλοκη Διαδικασία
Ο σχεδιασμός και η ανάπτυξη μιας προσαρμοσμένης, ιδιόκτητης γλώσσας ασύρματης επικοινωνίας από την αρχή είναι μια περίπλοκη διαδικασία που απαιτεί εξειδίκευση σε υλικό. Οι σχεδιαστές πρωτοκόλλων πρέπει να κατανοούν όλες τις πτυχές της ραδιοεπικοινωνίας, οι οποίες περιλαμβάνουν το επίπεδο PHY (για τα χαρακτηριστικά μετάδοσης και τις κανονιστικές απαιτήσεις), τη δομή των πακέτων και την ανάλυση σε χρονισμό δικτύου.
Χρονικά απαιτητική διαδικασία
Δεδομένου ότι η ανάπτυξη αυτών των ιδιόκτητων ασύρματων πρωτοκόλλων είναι περίπλοκη, η διαδικασία απαιτεί χρόνο και μπορεί να καθυστερήσει την κυκλοφορία του προϊόντος.
Περιορισμένη υποστήριξη
Κάθε τεχνικό προϊόν που λειτουργεί με αυτά τα πρωτόκολλα ασύρματης επικοινωνίας απαιτεί τεχνική υποστήριξη με την πάροδο του χρόνου για να είναι επιτυχημένο στην αγορά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η διαθέσιμη υποστήριξη είναι περιορισμένη και αυτό μπορεί να επηρεάσει τη βιωσιμότητα μιας λύσης IoT.
Πώς μπορώ Roombanker Βοήθεια με εφαρμογές έξυπνου σπιτιού κάτω των GHz;
Εξειδικευμένη Ομάδα Ανάπτυξης Πρωτοκόλλων
At Roombanker, ακολουθούμε το συλλογικό όραμα μιας ομάδας επαγγελματιών με εκτεταμένο υπόβαθρο και εμπειρία στην ασφάλεια και τον οικιακό αυτοματισμό για να αναπτύξουμε τις λύσεις μας. Χρησιμοποιούμε λύσεις συναγερμού ασφαλείας ως βάση μας και καινοτομούμε σε διάφορες εφαρμογές, όπως η διαχείριση ενέργειας, η παρακολούθηση περιουσιακών στοιχείων, ο οικιακός αυτοματισμός, η παρακολούθηση της υγείας, η παρακολούθηση του περιβάλλοντος και άλλα.
Επομένως, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την περίπλοκη διαδικασία ανάπτυξης. Δίνουμε προτεραιότητα στην απλότητα, την ευκολία και την εξατομίκευση, επομένως η ικανή ομάδα μας χειρίζεται αυτές τις τεχνικές λεπτομέρειες για να σας παρέχει έτοιμα προς χρήση προϊόντα που λειτουργούν με ιδιόκτητα ασύρματα πρωτόκολλα. Η χρήση αυτών των έτοιμων συσκευών μειώνει τον χρόνο κυκλοφορίας στην αγορά.
Δυνατότητα ανάπτυξης διαφορετικών τύπων συσκευών κάτω του GHz
Η εξειδίκευσή μας είναι επίσης εμφανής στο τμήμα υλικού μας, επειδή μπορούμε να αναπτύξουμε διαφορετικά εξαρτήματα για διάφορες λύσεις IoT. Αυτά περιλαμβάνουν αισθητήρες, ρελέ, διακόπτες και βύσματα, τα οποία λειτουργούν στο ιδιόκτητο ασύρματο δίκτυο που δημιουργείται από τους κόμβους πολλαπλών πρωτοκόλλων μας.
Ενισχυμένη ασφάλεια
Η ασφάλεια αποτελεί χαρακτηριστικό γνώρισμα των ιδιόκτητων ασύρματων πρωτοκόλλων και μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι ο κόμβος και οι τελικοί κόμβοι του επικοινωνούν με ασφάλεια χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως η κρυπτογράφηση FHSS και AES-CCM.
Το ιδιόκτητο ασύρματο πρωτόκολλο RBF μας, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum) για την αποφυγή παρεμβολών όταν ένας εισβολέας προσπαθεί να σπάσει την επικοινωνία χρησιμοποιώντας σήματα από την ίδια συχνότητα. Όταν το RBF συναντά συνεχώς παρεμβολές κατά τη μετάδοση, αλλάζει σε διαφορετική συχνότητα και έχει 50 κανάλια για να διαλέξετε.
Το πρωτόκολλο χρησιμοποιεί επίσης κρυπτογράφηση AES-CCM (με τυχαίο κλειδί), η οποία συνεργάζεται με το FHSS για να μπλοκάρει την παρεμβολή, την αναπαραγωγή και την υποκλοπή σήματος.
Συμμόρφωση με τα Περιφερειακά Πρότυπα
Οι κυβερνήσεις και οι περιφερειακοί ρυθμιστικοί φορείς συχνά παρέχουν κανονισμούς και οδηγίες για τα ασύρματα πρότυπα. Λαμβάνουμε υπόψη αυτές τις οδηγίες κατά την ανάπτυξη των ιδιόκτητων πρωτοκόλλων, για να διασφαλίσουμε ότι η λύση σας είναι αποδεκτή και έτοιμη για χρήση στην αγορά-στόχο σας.
Διαθέσιμη Τεχνική Υποστήριξη
Roombanker προσφέρει τρία έγγραφα υποστήριξης για κάθε συσκευή, τα οποία καλύπτουν το ιδιόκτητο ασύρματο πρωτόκολλο στο οποίο εκτελούνται. Αυτά περιλαμβάνουν προδιαγραφές προϊόντων, εγχειρίδια χρήσηςκαι οδηγοί γρήγορης εκκίνησης.
Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα ή τις υπηρεσίες μας και θέλετε να τα χρησιμοποιήσετε στις λύσεις IoT σας, Συμπληρώστε αυτή τη φόρμα για να ξεκινήσετε. Μπορούμε να συνεργαστούμε αν είστε διανομέας, αντιπρόσωπος, εταιρεία ασφαλείας, ολοκληρωτής ή εγκαταστάτης.
Συμπέρασμα – Διαφορά μεταξύ των ραδιοκυμάτων RBF Sub-GHz και άλλων ασύρματων τεχνολογιών
| Στοιχεία σύγκρισης | RBF | Zigbee | LoRa |
| διαμόρφωση | DSSS/FSK | DSSS | CSS |
| Βασική | IEEE802.15.4 Όπως MAC | IEEE802.15.4MAC | Λόρα Γουάν |
| Φάσμα | Υπο-GHz | 2.4GHz | Υπο-GHz |
| Ταχύτητα | 2kbps-1Mbps | 250kpbs | 0.3-50kbps |
| Απόσταση | 3.5 χιλιόμετρα | 0.1km | 1km-10km |
| Πρόσβαση συσκευής | Τυχαία Πρόσβαση + TDMA | Τυχαία πρόσβαση | FDMA Τυχαία Πρόσβαση |
| τοπολογία | Αστέρι + Πλέγμα | Πλέγμα | Αστέρι |
| Κατανάλωση ενέργειας | Δύναμη αναμονής | Ισχύς αναμονής περίπου 2uA | Ισχύς αναμονής περίπου 2uA |
| κρυπτογράφηση | AES-CCM + Κλειδί Τυχαίων Αριθμών | AES-CCM | AES-128 |
| OTA | Υποστήριξη (Πολλαπλή μετάδοση, ενημερώσεις φόντου) | Υποστήριξη | Υποστήριξη |
| Πλεονεκτήματα μειονεκτήματα | Μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο σε λειτουργία χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας: Παράθυρο μετάδοσης downlink 2 δευτερολέπτων με κατανάλωση ενέργειας μικρότερη από 15uA.Μεταπήδηση συχνότητας FHSS: αντι-παρεμβολές και μεγιστοποίηση της αξιοποίησης του φάσματος·TDMA: βελτίωση της αξιοποίησης του καναλιού·OTA Multicast & Μετάδοση στο παρασκήνιο: πιο εύκολο και αποτελεσματικό για ενημερώσεις υλικολογισμικού σε πολλαπλές συσκευές. | Πλούσιο οικοσύστημα;Μικρότερη απόσταση μετάδοσης: κατάλληλο για οικιακές εφαρμογές;Εκτενής Pροτόκολλο Sκαρφάκι: απαιτούν περισσότερους πόρους και υψηλότερο κόστος. | Μεγάλο Γαδιαφάνεια: Ένα chipset πύλης διαθέτει 8 ανεξάρτητα κανάλια που επιτρέπουν FDMA, φιλοξενώντας εκτεταμένες συνδεδεμένες συσκευές.Sπροετοιμάζω Sφάσμα Διαμόρφωση: υψηλή ευαισθησία, εξαιρετικό λόγο σήματος προς θόρυβο, καλή ανοχή σε αποκλίσεις συχνότητας ή διακυμάνσεις σε κρυσταλλικούς ταλαντωτές και εξαιρετική προσαρμοστικότητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες. |
Roombanker Ασύρματο σύστημα συναγερμού ασφαλείας Συνδυάζει την ευκολία χρήσης με χαρακτηριστικά επαγγελματικής ποιότητας, προσφέροντας εύκολη εγκατάσταση και ρύθμιση μόνοι σας, ενώ παράλληλα ενσωματώνει χαρακτηριστικά επαγγελματικής ποιότητας, όπως προηγμένους ανιχνευτές, έναν ειδικό κόμβο ασφαλείας και υποστήριξη ενσωμάτωσης με Κέντρα Λήψης Σημάτων κ.λπ., καθιστώντας το την ιδανική επιλογή για ένα αξιόπιστο ασύρματο σύστημα συναγερμού ασφαλείας, υποστηρίζοντας συναγερμό εισβολής, συναγερμό πυρκαγιάς και διαρροής νερού, συναγερμό πανικού κ.λπ., εξυπηρετώντας μια σειρά από μικρές επιχειρήσεις και οικιστικά ακίνητα.