Поређење бежичних алармних протокола: Шта инсталатери треба да знају

Публисхед: Мај КСНУМКС, КСНУМКС би Roombanker Инжењерски тим

Бежични алармни систем који инсталирате биће поуздан колико и протокол који користи за комуникацију. Сваки инсталатер је видео последице лошег избора протокола: сензор који се повремено искључује из мреже, сирену која реагује са три секунде закашњења, муштерија која губи поверење након једног лажног аларма и почиње да деактивира систем сваке ноћи.

Протокол је невидљиви слој који одређује домет, трајање батерије, отпорност на сметње и поузданост у стварном свету. Па ипак, већина поређења производа га занемарује — фокусирајући се на карактеристике и цену, док игноришу комуникациону основу која одређује да ли систем заиста функционише свакодневно.

Овај чланак упоређује главне бежичне протоколе који се користе у системима безбедносног аларма, а написан је за инсталатере којима је потребно да препоруче и конфигуришу системе који поуздано раде у стварним зградама.

Z-Wave у безбедносним инсталацијама

Z-Wave ради у под-GHz опсегу (868 MHz у Европи, 908 MHz у САД). Користи мрежну топологију где уређаји напајани из мреже могу да преносе сигнале са других уређаја. Максимални домет између два уређаја је приближно 30 метара у затвореном простору, али мрежна архитектура омогућава сигналима да прескачу кроз до четири уређаја како би стигли до контролера.

Снаге за безбедност:

• Зрео екосистем са хиљадама интероперабилних уређаја од више произвођача

• Рад на фреквенцијама испод GHz избегава загушење уобичајено на опсегу од 2.4 GHz

• Стандардизовано укључивање путем безбедносних оквира Z-Wave Plus и S2

• Јака енкрипција (обавезна S2 за све сертификоване уређаје од 2017. године)

Ограничења:

• Максимално 4 скока у путањи мреже — након четири скока сигнал се губи

• Само уређаји напајани из мреже могу да делују као репетитори, што ограничава густину мреже у инсталацијама које се напајају искључиво батеријама

• Релативно ниска брзина преноса података (100 kbps) — довољна за сензорске догађаје, али недовољна за видео

• Домет од 30 метара у затвореном простору по скоку значи да већи објекти захтевају пажљиво постављање репетитора

Z-Wave је солидан избор за инсталације где је безбедност на првом месту, где је флексибилност више произвођача битна. Компромис је у домету и трајању батерије у поређењу са наменски развијеним власничким протоколима.

Зигби у безбедносним инсталацијама

Zigbee ради у опсегу од 2.4 GHz широм света. Као и Z-Wave, користи мрежну топологију. Домет између уређаја је приближно 10-20 метара у затвореном простору, са већим максималним бројем скокова.

Снаге за безбедност:

• Веома широк екосистем уређаја који обухвата осветљење, сензоре и контроле

• Већа брзина преноса података (250 kbps) од Z-Wave-а, омогућава чешћа ажурирања статуса

• Самообнављајућа мрежа — када један уређај падне, мрежа га заобилази

Ограничења:

• Фреквентни опсег од 2.4 GHz је јако преоптерећен Wi-Fi-јем, Bluetooth-ом и другим бежичним уређајима широке потрошње. Сметње су прави проблем у густо насељеним стамбеним и комерцијалним подручјима.

• Домет од 10-20 метара у затвореном простору је краћи од алтернатива испод GHz. Већини домова је потребан барем један репетитор.

• Трајање батерије сензора је обично 1-2 године — краће него код власничких протокола оптимизованих за безбедност

• Упркос побољшањима Zigbee 3.0, проблеми са интероперабилношћу између различитих произвођача се и даље јављају

Zigbee добро функционише за инсталације паметних кућа где су осветљење и аутоматизација сензора примарни захтеви, поред основне безбедности. За инсталације које стављају безбедност на прво место, ризик од сметњи и краћи домет су значајни недостаци.

Алармни системи засновани на Wi-Fi-ју

Неки алармни системи користе директну Wi-Fi комуникацију, при чему се сензори повезују на постојећу Wi-Fi мрежу корисника, а не на наменско чвориште.

Предности:

• Није потребно посебно чвориште — сензори комуницирају директно са рутером

• Позната инфраструктура коју купци и инсталатери опште праксе већ разумеју

• Велика брзина преноса података подржава видео звона и камере на истој мрежи

Ограничења:

• Трајање батерије сензора се мери месецима, а не годинама — Wi-Fi троши много енергије чак и у оптимизованим имплементацијама

• Поузданост система у потпуности зависи од квалитета кућне Wi-Fi мреже корисника

• Поновно покретање рутера или промена Wi-Fi канала могу прекинути везе сензора које захтевају ручно поновно упаривање

• Латенција је непредвидива — догађаји сензора морају да прођу кроз рутер, мрежу интернет провајдера и облак пре него што стигну до алармног система

За инсталатере, Wi-Fi алармни системи су погодни само за почетне или привремене инсталације где купац прихвата компромисе у погледу поузданости. Нису погодни за инсталације са ARC надзором или инсталације Grade 2+.

Протокол нити

Thread је новији IoT протокол изграђен на IPv6. Сваки уређај има своју IP адресу и може директно комуницирати без власничког чворишта. Користи мрежну топологију.

Предности:

• Дизајнирано за малу потрошњу енергије — век трајања батерије сензора је могућ 2-3 године

• IP-нативна архитектура елиминише потребу за превођењем протокола

• Самообнављајућа мрежа без јединствене тачке квара

• Јака енкрипција дизајнирана од темеља протокола

Ограничења:

• Екосистем уређаја је и даље мали у поређењу са Z-Wave и Zigbee

• Верзија од 2.4 GHz се суочава са истим проблемима загушења као и Zigbee

• Релативно недоказано у применама специфичним за безбедност — већина теренског искуства је у области осветљења и сензора околине

• За интернет конекцију је потребан Thread Border рутер

Нит вреди пратити, али још није довољно зрела за инсталације које су безбедносно првенствено намењене где је доказана поузданост примарни захтев.

Власнички протоколи за суб-GHz (RBF и други)

Неколико произвођача безбедносних уређаја, укључујући Roombanker користе власничке протоколе у ​​под-GHz опсегу. Они су посебно дизајнирани за безбедносне апликације, а не прилагођени општим случајевима употребе IoT-а.

RBF протокол, који ради на RBF SIP чипу, ради на 868/915 MHz са следећим карактеристикама:

Предности:

• Најдужи домет у затвореном простору: 30-50 метара кроз више зидова, 3500 метара на отвореном (документовано у Бела књига RBF протокола)

• Најбољи век трајања батерије: 3-5 година за сензоре, постигнут временски синхронизованим циклусима буђења и оптимизованим управљањем напајањем

• Рад испод GHz у потпуности избегава загушење од 2.4 GHz

• Детерминистичке перформансе — сваки уређај у екосистему се тестира заједно, тако да је понашање предвидљиво у целој инсталацији

• Осетљивост пријемника од -128 dBm омогућава поуздану комуникацију при нижој снази преноса, што поједностављује планирање примене

Ограничења:

• Један екосистем — уређаји раде само унутар система произвођача

• Нема директне интероперабилности са паметним кућним уређајима других брендова

• Зависност инсталатера од плана развоја производа и квалитета подршке тог произвођача

Поузданост протокола у реалним условима

У упоредном тестирању на 10 стамбених локација у Немачкој, власнички протоколи испод GHz показали су поузданост испоруке догађаја од 99.97 процената током периода од 90 дана. Z-Wave је постигао 99.91 проценат, Zigbee 99.82 процената, а системи засновани на Wi-Fi-ју су у просеку имали 99.60 процената.

Разлике делују мало на папиру, али су у пракси значајне. Стопа од 99.60 процената значи отприлике 3 неиспоручена догађаја на 1000 преноса сензора. Стопа од 99.97 процената значи 0.3 на 1000. За стамбени алармни систем који генерише приближно 50 догађаја дневно - отварање врата, детекција покрета, пингови статуса - стопа од 99.60 процената производи отприлике 55 пропуштених догађаја годишње. Стопа од 99.97 процената производи 5 годишње.

Разлика између 55 и 5 је разлика између купца који верује свом алармном систему и оног који му не верује.

Ови резултати испитивања су у складу са очекивањима поузданости наведеним у СР-КСНУМКС КСНУМКС стандард за алармне системе, који дефинише захтеве за перформансе преносног пута за инсталације 2. и 3. степена.

Протоколи бежичног алармног система: упоредно поређење

За детаљнији преглед како избор протокола утиче на планирање инсталације, погледајте Roombanker Водич за пројектовање бежичног система.

Који бежични протокол је најбољи за безбедносне инсталације?

Прави протокол зависи од захтева посла, а не од преференција бренда. За инсталације са ARC надзором где је поузданост главни приоритет, препоручени избори су власнички subGHz протоколи или Z-Wave. За интеграције паметних кућа са више произвођача где осветљење и сензори коегзистирају, Zigbee или Thread могу бити одговарајући. За системе почетног нивоа где је почетна цена доминантан фактор, системи засновани на Wi-Fi-ју су опција — уз јасну комуникацију са купцем о компромисима у погледу поузданости.

Избор протокола одређује горњу границу домета, век трајања батерије и поузданост. То је најважнија техничка одлука у спецификацији алармног система.

Резиме за инсталатере

• Избор протокола одређује горњу границу домета, век трајања батерије и поузданост у било којој инсталацији бежичног аларма.

• Патентирани протоколи за суб-GHz, попут RBF-а, нуде најбољи домет, век трајања батерије и отпорност на сметње, али ограничавају инсталацију на један екосистем.

• Z-Wave нуди велику поузданост и флексибилност за више произвођача са умереним дометом и трајањем батерије.

• Zigbee нуди највећи екосистем уређаја, али се суочава са ризицима од сметњи на фреквенцији од 2.4 GHz.

• Wi-Fi алармни системи дају предност једноставности над поузданошћу — нису погодни за инсталације са ARC надзором или инсталације 2+ степена.

• Thread је стандард у успону који треба пратити, али му недостаје зрелост екосистема специфична за безбедност за критичне инсталације данас.

• За инсталације где је поузданост примарни захтев — локације са ARC надзором, комерцијални објекти, вредни стамбени објекти — препоручени избори су власнички subGHz протоколи или Z-Wave.

Истражите више: Технички детаљан преглед RBF протокола | Студија случаја SSG Румунија | Roombanker Смарт Хуб | Постаните дистрибутер