Se espera que las radios Sub Ghz continúen dominando el mercado de dispositivos domésticos inteligentes en el futuro previsible, ya que ofrecen una combinación convincente de rendimiento, confiabilidad y rentabilidad.
Aunque los protocolos inalámbricos estándar como BLE y ZigBee están probados y comprobados, pueden ser vulnerables a amenazas a la seguridad porque tienen formatos de mensajes, técnicas de modulación de señal y velocidades de datos públicamente conocidos. Por lo tanto, es necesario desarrollar protocolos inalámbricos propietarios para aplicaciones sensibles de IoT, como domótica inteligente, oficinas inteligentes y sistemas de seguridad empresarial.
Existen otras ventajas de utilizar protocolos de red inalámbrica patentados Sub 1Ghz. Los colocaré uno al lado del otro frente a las desventajas/desafíos para ver qué camino es mejor para sus soluciones de IoT. También te mostraré cómo Roombanker puede ayudarle a resolver estos desafíos. ¡Vamos a entrar en materia!
¿Por qué considerar las radios sub-GHz en primer lugar?
Largo Alcance
Los protocolos sub-GHz tienen un alcance más largo que sus homólogos de GHz debido a tasas de atenuación más bajas, mejor difracción (flexión) y propagación superior.
Todas las ondas de radio se debilitan al atravesar obstáculos como paredes. Pero las tasas de atenuación de las señales sub-GHz son menores que las de las ondas GHz al atravesar cada obstáculo, lo que significa que pueden atravesar más paredes.
Las ondas de radio también tienden a doblarse cuando golpean bordes sólidos, como las esquinas de los edificios. Las señales inferiores a GHz tienen ángulos de difracción más altos, lo que significa que se doblan más alrededor de los obstáculos. Esto reduce el efecto de bloqueo, aumentando el alcance.
Incluso cuando se transmite en línea recta y sin obstáculos, las frecuencias sub-GHz experimentan menores pérdidas de trayectoria, lo que resulta en un rango de transmisión más largo. Generalmente alcanzan al menos 1 km, mientras que las señales de GHz sólo llegan hasta unos pocos cientos de pies.
Interferencia mínima
Las señales de GHz, específicamente la banda de 2.4 GHz, están saturadas porque protocolos como BLE, WiFi y ZigBee operan en esta frecuencia. Dado que hay muchos teléfonos, periféricos, hornos microondas y otros dispositivos que utilizan estas frecuencias, existe una mayor posibilidad de interferencias.
Pero los protocolos sub-GHz se utilizan principalmente para comunicaciones de largo alcance y de bajo ciclo de trabajo, por lo que las ondas de radio no están tan saturadas porque no hay muchos dispositivos que los ejecuten. Por tanto, la transmisión de señales es más fiable.
Bajo Consumo De Energía
Los protocolos de comunicación sub-GHz transmiten señales a niveles de potencia bajos y al mismo tiempo logran los mismos presupuestos de enlace. Además de eso, la interferencia mínima en esta banda significa que hay menos reintentos para transmitir los datos con éxito, lo que conserva la energía de la batería.
Costo más bajo
Las baterías son caras y, dado que la mayoría de los dispositivos sub-GHz funcionan con ellas, son los componentes más costosos del diseño. Pero estos protocolos sub-GHz consumen poca energía, por lo que el hardware no necesita baterías grandes y costosas. La mayoría de los nodos finales funcionan con pilas baratas tipo moneda, AA o AAA, que reducen sus costes.
Requiere un mantenimiento mínimo
Las baterías de los dispositivos sub-GHz duran años, si no décadas. Esto minimiza los costos de mantenimiento y las tareas asociadas con el reemplazo de baterías durante la vida útil del producto o de la solución IoT.
¿Por qué desarrollar protocolos de comunicación inalámbricos propietarios de subGHz?
Caso de uso no coincidente
Es posible que los protocolos de comunicación inalámbrica estándar, incluidos los del rango sub-GHz, no se ajusten a su caso de uso. Factores como el rendimiento insuficiente y el soporte limitado del nodo final pueden descalificar todos los protocolos de su solución de IoT específica, lo que hace necesario desarrollar una solución patentada.
Seguridad innata
Los protocolos estándar son más vulnerables a los ataques porque se conocen sus velocidades de datos, estructura de paquetes y técnicas de modulación de señal. Pero con los protocolos propietarios Sub GHz, estas propiedades quedan ocultas, lo que dificulta que los intrusos accedan a la red.
Menor consumo de energía
Al desarrollar un protocolo propietario, usted tiene control total sobre todas las funciones que pueden aumentar o disminuir el consumo de energía. De esta manera, puede optimizar procesos y algoritmos para reducir el uso de energía más allá de lo que ofrecen los protocolos estándar.
Costo más bajo
Los protocolos de comunicación inalámbrica estándar están diseñados para atender a un mercado amplio, por lo que tienen múltiples funciones que aumentan los requisitos de memoria y procesamiento. Pero personalizar un protocolo propietario para adaptarlo a su caso de uso elimina las funciones innecesarias, lo que reduce los requisitos de hardware, lo que le permite implementar hardware más eficiente y económico.
Compatibilidad de dispositivo
El desarrollo de un protocolo de comunicación inalámbrica patentado también aumenta la compatibilidad del dispositivo porque se tratará con un único proveedor, que construirá hardware integrado verticalmente.
Por ejemplo, si se asocia con nosotros en Roombanker para desarrollar tu domótica soluciones que se ejecutan en redes propietarias, puede estar seguro de que hub inteligente, sensores, termostatos inteligentes, enchufes inteligentes, interruptores de pared, relés, etc., funcionarán y se interconectarán sin problemas.
Recursos para esta parte: https://www.silabs.com/support/training/sub-ghz-proprietary-and-connect-software-stack
Aplicaciones domésticas inteligentes que utilizan dispositivos sub-GHz
Gestión de la Energía
Sistemas de gestion de energia están diseñados para mantener a los usuarios actualizados sobre el consumo de energía de su hogar utilizando datos en tiempo real sobre cuándo y dónde se utiliza la energía, informes históricos, información valiosa e integración de múltiples escenas.
Esta aplicación tiene tres categorías de dispositivos.
- Centros, como este Roombanker centro de seguridad para el hogar. Es compatible con protocolos estándar como ZigBee y BLE, pero también admite nuestro propietario. protocolo RBF. El dispositivo puede cubrir hasta 64 habitaciones y conectar hasta 128 periféricos.
- Sensores de energía inteligentes, como los contadores monofásicos y trifásicos.
- Dispositivos de automatización, que incluyen interruptores de pared inteligentes y enchufes inteligentes.
Automatización del hogar
La domótica mejora el confort del espacio habitable incorporando monitores de temperatura y humedad, dispositivos de automatización como relés, enchufes inteligentes, interruptores de paredy controlar dispositivos como Llavero. En el centro de esta red se encuentra el centro de seguridad del hogar.
Alarma de seguridad (detección de intrusión)
Esta solución de IoT es bastante extensa porque incluye Sensores de movimiento PIR con un rango de detección de 12 m y inmunidad a mascotas de hasta 10 kg, lo cual es muy práctico. Sensores magnéticos de puerta cubra las puertas y ventanas para detectar los primeros signos de intrusión, mientras botones de pánico habilite la activación manual de la alarma para solicitar ayuda inmediata.
El sistema requiere dispositivos de control como teclados de alarma y mandos para armar/desarmar el sistema, y sirenas de alarma (indoor y outdoor) que los usuarios pueden configurar completamente de forma remota.
Pero el componente más importante es el centro. Para esta aplicación, debe tener múltiples backhauls como Ethernet, LTE y WiFi para brindar la máxima confiabilidad en caso de que una red falle. Nuestro centro inteligente tiene estos retornos, así como una batería de litio incorporada que proporciona hasta 8 horas de respaldo si se corta la energía.
Monitoreo ambiental interior
Los hogares inteligentes también deberían estar a salvo de incendios, fugas de agua y fallos eléctricos. Nuestra solución proporciona monitoreo en tiempo real de espacios interiores utilizando humo y detectores de fugas de agua, que puede activar la activación de la alarma interior y alertas al teléfono del usuario.
La solución también cuenta con control remoto relés para cortar el suministro de agua y gas, e interruptores de pared para cortar el suministro eléctrico.
Desafíos del desarrollo de dispositivos sub-GHz para redes propietarias
Proceso complicado
Diseñar y desarrollar un lenguaje de comunicación inalámbrico propietario y personalizado desde cero es un proceso complicado que requiere experiencia en hardware. Los diseñadores de protocolos deben comprender todos los aspectos de la comunicación por radio, que incluyen la capa PHY (para las características de transmisión y los requisitos regulatorios), la estructura del paquete y el análisis de la sincronización de la red.
Proceso que requiere mucho tiempo
Dado que el desarrollo de estos protocolos inalámbricos patentados es complicado, el proceso lleva tiempo y puede retrasar el lanzamiento del producto.
Soporte limitado
Cada producto técnico que se ejecuta en estos protocolos de comunicación inalámbrica requiere soporte técnico a lo largo del tiempo para tener éxito en el mercado. En la mayoría de los casos, el soporte disponible es limitado y esto puede afectar la viabilidad de una solución de IoT.
¿Cómo puede Roombanker ¿Ayuda con aplicaciones domésticas inteligentes sub-GHz?
Equipo de desarrollo de protocolos especializados
At Roombanker, seguimos la visión colectiva de un equipo de profesionales con amplia trayectoria y experiencia en seguridad y domótica para desarrollar nuestras soluciones. Utilizamos soluciones de alarmas de seguridad como base e innovamos hacia varias aplicaciones, como gestión de energía, seguimiento de activos, automatización del hogar, monitoreo de salud, monitoreo ambiental y más.
Por lo tanto, no tienes que preocuparte por el complicado proceso de desarrollo. Priorizamos la simplicidad, la conveniencia y la personalización, por lo que nuestro equipo capacitado maneja estos aspectos técnicos para brindarle productos listos para usar que se ejecutan en protocolos inalámbricos patentados. El uso de estos dispositivos listos para usar reduce el tiempo de comercialización.
Capacidad para desarrollar diferentes tipos de dispositivos sub-GHz
Nuestra experiencia también es evidente en nuestro departamento de hardware porque podemos desarrollar diferentes componentes para diversas soluciones de IoT. Estos incluyen sensores, relés, interruptores y enchufes, que se ejecutan en la red inalámbrica patentada creada por nuestros concentradores multiprotocolo.
Seguridad mejorada
La seguridad es un sello distintivo de los protocolos inalámbricos propietarios y podemos garantizar que el concentrador y sus nodos finales se comuniquen de forma segura mediante técnicas como el cifrado FHSS y AES-CCM.
Nuestro protocolo inalámbrico patentado RBF, por ejemplo, utiliza FHSS (espectro ensanchado por salto de frecuencia) para evitar interferencias cuando un intruso intenta descifrar la comunicación utilizando señales de la misma frecuencia. Cuando RBF encuentra continuamente interferencias durante la transmisión, cambia una frecuencia diferente y tiene 50 canales para elegir.
El protocolo también emplea cifrado AES-CCM (con una clave aleatoria), que colabora con FHSS para bloquear la interferencia, replicación e interceptación de señales.
Cumplimiento de estándares regionales
Los gobiernos y los organismos reguladores regionales suelen proporcionar normas y directrices estándar inalámbricas. Tomamos en cuenta estas instrucciones al desarrollar protocolos propietarios para garantizar que su solución sea aceptable y esté lista para usar en su mercado objetivo.
Soporte técnico disponible
Roombanker ofrece tres documentos de soporte para cada dispositivo, que cubren el protocolo inalámbrico propietario en el que se ejecutan. Éstas incluyen Especificaciones del producto, manuales de usuario y guías de inicio rápido.
Si está interesado en nuestros productos o servicios y desea utilizarlos en sus soluciones de IoT, rellena este formulario Para empezar. Podemos asociarnos si eres distribuidor, comerciante, empresa de seguridad, integrador o instalador.
Para llevar: diferencia entre las radios RBF Sub-GHz y otras tecnologías inalámbricas
| Elementos de comparación | RBF | Zigbee | LoRa |
| modulación | DSSS/FSK | DSSS | CSS |
| Estándar | IEEE802.15.4 como MAC | IEEE802.15.4MAC | LoRa WAN |
| Spectrum | Sub-GHz | 2.4GHz | Sub-GHz |
| Speed (Rapidez) | 2 kbps-1 Mbps | 250kpbs | 0.3-50kbps |
| Distancia | 3.5 km | 0.1km | 1km-10km |
| Acceso al dispositivo | Acceso aleatorio + TDMA | Acceso aleatorio | Acceso aleatorio FDMA |
| topología | Estrella + Malla | Malla | Estrella |
| Consumo de energía | de alimentación en espera | Energía en espera Aprox. 2uA | Energía en espera Aprox. 2uA |
| Cifrado | AES-CCM + Tecla de números aleatorios | AES-CCM | AES-128 |
| OTA | Apoyo (Multidifusión, actualizaciones en segundo plano) | Soporte | Soporte |
| Pros y Contras | Transmisión de datos de enlace descendente en tiempo real en modo de bajo consumo: Ventana de transmisión de enlace descendente de 2 segundos con consumo de energía inferior a 15 uA;Salto de frecuencia FHSS: antiinterferencias y maximizar la utilización del espectro;TDMA: mejorar la utilización del canal;Multidifusión OTA y transmisión en segundo plano: más fácil y eficiente para actualizaciones de firmware de múltiples dispositivos. | Rico ecosistema;Distancia de transmisión más corta: adecuado para aplicaciones domésticas;Cursos PRotocol Sa través de: requieren más recursos y mayores costos. | Gran Capacidad: Un chipset de puerta de enlace tiene 8 canales independientes que permiten FDMA y se adaptan a una gran cantidad de dispositivos conectados.Spredicar Sespectro Modulación: alta sensibilidad, excelente relación señal-ruido, buena tolerancia a desviaciones de frecuencia o variaciones en osciladores de cristal y excelente adaptabilidad a las condiciones ambientales. |
Roombanker Sistema de alarma de seguridad inalámbrico Combina facilidad de uso con funciones de nivel profesional, ofreciendo una instalación y configuración de bricolaje sin esfuerzo al tiempo que integra funciones de nivel profesional, incluidos detectores avanzados, un centro de seguridad dedicado y soporte de integración con centros de recepción de alarmas, etc., lo que lo convierte en la opción ideal para un sistema de alarma de seguridad inalámbrico confiable, compatible con alarma de intrusión, alarma de fuga de agua y fuego, alarma de pánico, etc., al servicio de una variedad de pequeñas empresas y propiedades residenciales.