Zakaj pametne domače naprave dajejo prednost subGHz radijskim sprejemnikom? Raziskovanje prednosti in slabosti subGHz naprav

Pričakuje se, da bodo radijski sprejemniki s frekvenco pod GHz še naprej prevladovali na trgu pametnih domačih naprav, saj ponujajo prepričljivo kombinacijo zmogljivosti, zanesljivosti in stroškovne učinkovitosti.

Čeprav so standardni brezžični protokoli, kot sta BLE in ZigBee, preizkušeni, so lahko ranljivi za varnostne grožnje, ker imajo javno znane formate sporočil, tehnike modulacije signala in hitrosti prenosa podatkov. Zato je treba razviti lastniške brezžične protokole za občutljive aplikacije interneta stvari, kot so pametna avtomatizacija doma, pametne pisarne in sistemi za poslovno varnost.

Obstajajo tudi druge prednosti uporabe lastniških brezžičnih omrežnih protokolov pod 1 GHz. Te bom primerjal s slabostmi/izzivi, da bi ugotovil, katera pot je boljša za vaše rešitve interneta stvari. Pokazal vam bom tudi, kako ... Roombanker vam lahko pomaga rešiti te izzive. Pa se lotimo dela!

Zakaj bi sploh razmislili o radijskih sprejemnikih pod GHz?

Long Range

Protokoli pod GHz imajo daljši doseg kot njihovi GHz ekvivalenti zaradi nižjih stopenj slabljenja, boljše difrakcije (upogibanja) in boljšega širjenja.

Vsi radijski valovi oslabijo, ko prehajajo skozi ovire, kot so stene. Vendar so stopnje slabljenja za signale pod GHz nižje od tistih za valove GHz pri prodiranju skozi vsako oviro, kar pomeni, da lahko prodrejo skozi več sten.

Radijski valovi se ponavadi upognejo tudi, ko zadenejo trdne robove, kot so vogali stavb. Signali z nižjimi podGHz frekvencami imajo višje uklonske kote, kar pomeni, da se bolj upognejo okoli ovir. To zmanjša učinek blokiranja in poveča doseg.

Tudi pri oddajanju po ravni liniji brez ovir imajo frekvence pod GHz manjše izgube poti, kar ima za posledico daljši doseg prenosa. Na splošno dosežejo vsaj 1 km, medtem ko signali GHz segajo le nekaj sto metrov daleč.

Minimalne motnje

Signali GHz, zlasti pas 2.4 GHz, so preobremenjeni, ker na tej frekvenci delujejo protokoli, kot so BLE, WiFi in ZigBee. Ker te frekvence uporabljajo številni telefoni, periferne naprave, mikrovalovne pečice in druge naprave, obstaja večja možnost motenj.

Vendar se protokoli pod GHz večinoma uporabljajo za komunikacijo na dolge razdalje z nizkim delovnim ciklom, zato zračni valovi niso tako prenatrpani, ker jih ne uporablja veliko naprav. Zato je prenos signala zanesljivejši.

Nizka poraba energije

Komunikacijski protokoli pod GHz prenašajo signale z nizkimi ravnmi moči, hkrati pa dosegajo enake proračune povezav. Poleg tega minimalne motnje v tem pasu pomenijo manj ponovnih poskusov za uspešen prenos podatkov, kar varčuje z energijo baterije.

Nižji stroški

Baterije so drage in ker večina naprav s frekvenco pod GHz deluje na njih, so najdražje komponente v zasnovi. Vendar ti protokoli s frekvenco pod GHz porabijo malo energije, zato strojna oprema ne potrebuje velikih in dragih baterij. Večina končnih vozlišč deluje na poceni gumbaste, AA ali AAA baterije, kar znižuje njihove stroške.

Zahteva minimalno vzdrževanje

Baterije v napravah s frekvenco pod GHz zdržijo leta, če ne celo desetletja. To zmanjšuje stroške vzdrževanja in opravila, povezana z zamenjavo baterij med življenjsko dobo izdelka ali rešitve interneta stvari.

Zakaj razvijati lastniške protokole za brezžično komunikacijo v podGHz frekvencah? 

Neujemanje primerov uporabe

Standardni protokoli za brezžično komunikacijo, vključno s tistimi v območju pod GHz, morda ne ustrezajo vašemu primeru uporabe. Dejavniki, kot sta nezadostna prepustnost in omejena podpora končnih vozlišč, lahko izločijo vse protokole iz vaše specifične rešitve IoT, zaradi česar je treba razviti lastniško rešitev. 

Prirojena varnost

Standardni protokoli so bolj ranljivi za napade, ker so njihove hitrosti prenosa podatkov, struktura paketov in tehnike modulacije signala znane. Pri lastniških protokolih Sub GHz pa so te lastnosti prikrite, zaradi česar vsiljivci težje vdrejo v omrežje.

Nižja poraba energije

Pri razvoju lastniškega protokola imate popoln nadzor nad vsemi funkcijami, ki lahko povečajo ali zmanjšajo porabo energije. Tako lahko optimizirate procese in algoritme za še večje zmanjšanje porabe energije, kot to ponujajo standardni protokoli.

Nižji stroški

Standardni brezžični komunikacijski protokoli so zasnovani za širok trg, zato imajo več funkcij, ki povečujejo zahteve glede pomnilnika in obdelave. Prilagajanje lastniškega protokola vašemu primeru uporabe pa odpravi nepotrebne funkcije, kar zmanjša zahteve glede strojne opreme in vam omogoča uporabo vitkejše in cenejše strojne opreme.

Združljivost naprave

Razvoj lastniškega protokola za brezžično komunikacijo prav tako poveča združljivost naprav, saj boste imeli opravka z enim samim ponudnikom, ki bo zgradil vertikalno integrirano strojno opremo.

Na primer, če sodelujete z nami pri Roombanker razviti svoje avtomatizacija doma rešitve, ki delujejo v lastniških omrežjih, ste lahko prepričani, da pametno vozlišče, senzorji, pametni termostati, pametni vtiči, stenska stikala, relejiitd., bodo vsi delovali in se medsebojno povezovali brezhibno.

Viri za ta del: https://www.silabs.com/support/training/sub-ghz-proprietary-and-connect-software-stack

Aplikacije za pametni dom, ki uporabljajo naprave s frekvenco pod GHz

Energy management

Sistemi za upravljanje z energijo so zasnovani tako, da uporabnike obveščajo o porabi energije v njihovem domu z uporabo podatkov v realnem času o tem, kdaj in kje se energija porablja, zgodovinskih poročil, vpogledov in integracije več prizorov.

Ta aplikacija ima tri kategorije naprav.

• Vozlišča, kot je to Roombanker središče za domačo varnostZdružljiv je s standardnimi protokoli, kot sta ZigBee in BLE, podpira pa tudi naš lastniški protokol. Protokol RBFNaprava lahko pokriva do 64 sob in priključi do 128 perifernih naprav.
• Pametni energetski senzorji, kot so enofazni in trifazni števci.
• Naprave za avtomatizacijo, ki vključujejo pametna stenska stikala in pametne vtičnice.

Avtomatizacija doma

Domača avtomatizacija izboljša udobje bivalnega prostora z vključitvijo monitorji temperature in vlažnosti, avtomatizacijske naprave, kot so releji, pametni vtiči, stenska stikalain krmilne naprave, kot so obeski za ključeV središču tega omrežja je vozlišče za domačo varnost.

Varnostni alarm (zaznavanje vdora)

Ta rešitev interneta stvari je precej obsežna, saj vključuje PIR senzorji gibanja z dosegom zaznavanja 12 m in imunostjo na hišne ljubljenčke do 10 kg, kar je zelo praktično. Magnetni senzorji na vratih pokrijte vrata in okna, da odkrijete prve znake vdora, medtem ko panik tipke omogočite ročno aktiviranje alarma za takojšnjo zahtevo po pomoči.

Sistem zahteva krmilne naprave, kot so alarmne tipkovnice in obeske za vklop/izklop sistema in alarmne sirene (v zaprtih prostorih in na prostem), ki jih lahko uporabniki v celoti konfigurirajo na daljavo.

Najpomembnejša komponenta pa je vozlišče. Za to uporabo mora imeti več omrežnih povezav, kot so Ethernet, LTE in WiFi, da se zagotovi največja zanesljivost v primeru izpada enega omrežja. Naše pametno vozlišče ima te omrežne povezave in vgrajeno litijevo baterijo, ki zagotavlja do 8 ur delovanja v primeru izpada električne energije.

Spremljanje notranjega okolja

Pametni domovi bi morali biti varni tudi pred požari, puščanjem vode in električnimi napakami. Naša rešitev omogoča spremljanje notranjih prostorov v realnem času z uporabo kaditi in detektorji puščanja vode, ki lahko sproži aktivacijo notranjega alarma in opozorila na uporabnikov telefon.

Rešitev ima tudi daljinsko upravljanje releji za prekinitev oskrbe z vodo in plinom ter stenska stikala za izklop električne energije.

Izzivi razvoja naprav s frekvenco pod GHz za lastniška omrežja

Zapleten postopek

Načrtovanje in razvoj lastnega jezika za brezžično komunikacijo iz nič je zapleten postopek, ki zahteva strokovno znanje o strojni opremi. Načrtovalci protokolov morajo razumeti vse vidike radijske komunikacije, vključno s plastjo PHY (za značilnosti prenosa in regulativne zahteve), strukturo paketov in razčlenjevanjem glede na omrežni čas.

Časovno intenziven postopek

Ker je razvoj teh lastniških brezžičnih protokolov zapleten, postopek traja nekaj časa in lahko odloži lansiranje izdelka.

Omejena podpora

Vsak tehnični izdelek, ki deluje na teh brezžičnih komunikacijskih protokolih, za uspeh na trgu potrebuje tehnično podporo. V večini primerov je razpoložljiva podpora omejena, kar lahko vpliva na izvedljivost rešitve interneta stvari.

Kako lahko Roombanker Pomoč pri aplikacijah za pametni dom v subGHz?

Specializirana ekipa za razvoj protokolov

At RoombankerPri razvoju naših rešitev sledimo kolektivni viziji ekipe strokovnjakov z bogatim ozadjem in izkušnjami na področju varnosti in avtomatizacije doma. Kot osnovo uporabljamo rešitve varnostnih alarmov in inoviramo navzven v več aplikacij, kot so upravljanje energije, sledenje sredstev, avtomatizacija doma, spremljanje zdravja, spremljanje okolja in drugo.

Zato vam ni treba skrbeti za zapleten proces razvoja. Dajemo prednost preprostosti, udobju in personalizaciji, zato naša sposobna ekipa obravnava te tehnične podrobnosti, da vam zagotovi izdelke, ki delujejo na lastniških brezžičnih protokolih in so pripravljeni za uporabo. Uporaba teh že pripravljenih naprav skrajša čas za uvedbo na trg.

Sposobnost razvoja različnih tipov naprav pod GHz

Naše strokovno znanje se kaže tudi v oddelku za strojno opremo, saj lahko razvijemo različne komponente za različne rešitve interneta stvari. Sem spadajo senzorji, releji, stikala in vtiči, ki delujejo v lastniškem brezžičnem omrežju, ki ga ustvarjajo naša večprotokolna vozlišča.

Izboljšana varnost

Varnost je zaščitni znak lastniških brezžičnih protokolov in z uporabo tehnik, kot sta šifriranje FHSS in AES-CCM, lahko zagotovimo varno komunikacijo med vozliščem in njegovimi končnimi vozlišči.

Naš lastniški brezžični protokol RBF na primer uporablja FHSS (frekvenčno preskakovanje razpršenega spektra), da prepreči motenje, ko vsiljivec poskuša vdreti v komunikacijo z uporabo signalov z iste frekvence. Ko RBF med prenosom nenehno naleti na motnje, preklopi na drugo frekvenco in ima na voljo 50 kanalov.

Protokol uporablja tudi šifriranje AES-CCM (z naključnim ključem), ki sodeluje s FHSS za blokiranje motenj signala, replikacije in prestrezanja.

Skladnost z regionalnimi standardi

Vlade in regionalni regulativni organi pogosto zagotavljajo predpise in smernice za brezžične standarde. Ta navodila upoštevamo pri razvoju lastniških protokolov, da zagotovimo, da je vaša rešitev sprejemljiva in pripravljena za uporabo na vašem ciljnem trgu.

Razpoložljiva tehnična podpora

Roombanker ponuja tri dokumente za podporo za vsako napravo, ki obravnavajo lastniški brezžični protokol, na katerem delujejo. Ti vključujejo specifikacije izdelka, uporabniški priročnikiin priročniki za hitri začetek.

Če vas zanimajo naši izdelki ali storitve in jih želite uporabiti v svojih rešitvah interneta stvari, izpolnite ta obrazec za začetek. Lahko sodelujemo z vami, če ste distributer, trgovec, varnostno podjetje, integrator ali monter.

Odnesite – Razlika med radijskimi sprejemniki RBF Sub-GHz in drugimi brezžičnimi tehnologijami

Roombanker Brezžični varnostni alarmni sistem Združuje enostavnost uporabe s profesionalnimi funkcijami, kar omogoča enostavno namestitev in nastavitev »naredi sam«, hkrati pa vključuje profesionalne funkcije, vključno z naprednimi detektorji, namenskim varnostnim središčem in podporo za integracijo s sprejemnimi centri za alarme itd., zaradi česar je odlična izbira za zanesljiv brezžični varnostni alarmni sistem, ki podpira vlomni alarm, alarm za požar in puščanje vode, alarm za paniko itd., ki služi številnim malim podjetjem in stanovanjskim objektom.