无线报警系统

Sub-GHz 与 2.4GHz:安全安装人员无线协议指南

你接到一个位于华沙的三层联排别墅的报警系统报价。业主想要全覆盖的无线报警系统——无需布线,也无需在水泥地上钻孔。你安装了一套2.4GHz的Zigbee系统。三周后,一楼的红外探测器离线了。车库的探测器每三次警报中就有一次会漏报。业主再次联系你,你花了一个下午重新安置了信号中继器。

这不是产品故障,而是频率选择问题。

安全协议使用的无线电频段决定了信号的传输距离、信号穿过的介质以及传感器单节电池的续航时间。对于欧洲安装人员来说,实际的选择是在以下两者之间: 868 MHz 的亚GHz2.4 GHz它们不能互换,选错是安装后返工的最常见原因之一,根据 PSI 杂志(英国安防行业出版物,《安装商痛点》,2025 年 3 月,调查了 187 位英国和欧盟安装商)2025 年的一项安装商调查,每年会导致安装商额外进行 2-5 次现场访问。

本文从四个方面(建筑物穿透性、范围、抗干扰能力和电池寿命)比较了适用于欧洲安全装置的 sub-GHz 和 2.4 GHz 无线协议,以便您可以为每个站点选择合适的协议。


在安防系统中,什么是 Sub-GHz 和 2.4 GHz?

低于GHz 指低于 1 GHz 的无线电频率。在欧洲安全系统中,相关的分配是 868.0-868.6 MHz,欧盟统一的免许可 ISM 频段,适用于短程设备,定义于 CEPT ERC 建议 70-03 和 EN 300 220。

2.4 GHz 是全球ISM频段(2.400–2.4835 GHz),承载着Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Thread以及数千种消费电子设备。它覆盖范围广,但也普遍拥挤。

这种行为差异源于物理原理。在 868 MHz 频率下,波长约为 35 厘米;在 2.4 GHz 频率下,波长约为 12.5 厘米。波长更长的波更容易绕过障碍物发生衍射,并且穿透固体材料时能量损失更小。这并非营销噱头,而是国际电信联盟无线电通信部门 (ITU-R) P.1238 标准(《室内传播预测》,国际电信联盟,2023 年修订版)中描述的标准电磁传播原理。

使用低于 868 MHz 频段的安全专用协议包括:

RBF协议 (Roombanker(专有技术,根据产品规格,露天测量范围为 3,500 米)

Sub-GHz 协议 A (来自一家领先的乌克兰无线安防设备制造商;根据制造商公开的规格说明页面,空旷环境下有效距离为 2,000 米)

Sub-GHz 协议 B (来自北美一家知名安防品牌;根据制造商数据表,露天面积为 1,500 平方米)

Sub-GHz 协议 C (来自一家波兰大型安防设备制造商;868 MHz,空旷环境下的有效范围未公开说明)

Sub-GHz 协议 D (来自英国一家领先的安全设备制造商;根据制造商的技术概述,采用 868 MHz 网状协议)

2.4 GHz 安全和智能家居领域的协议包括:

Zigbee (2.4 GHz,网状拓扑结构,根据 Zigbee 联盟规范,室外有效距离约为 100 米)

Z-波 (欧盟地区使用 2.4 GHz 频段,根据 Z-Wave 规范,室内有效距离约为 100 米)

Wi-Fi (2.4 GHz 直连,空旷环境下有效距离约 100 米,但穿墙后信号强度会急剧下降)


频率选择如何影响欧洲建筑物中的信号可靠性?

欧洲的住宅和商业建筑与北美和亚洲的建筑有所不同,这直接影响到无线电波的传播。

建筑材料的衰减

2018年,欧洲标准化委员会/TC 72(火灾报警系统委员会)开展了一项测量活动,记录了868 MHz和2.4 GHz频率下信号在常见欧洲建筑结构中的衰减情况。结果表明: 在相同发射功率下,868 MHz 信号穿过钢筋混凝土时的衰减比 2.4 GHz 信号少 35% 至 45%。.

障碍物类型典型厚度868 MHz 衰减2.4 GHz 衰减
实心砖(石灰砂浆)25厘米8–12 分贝14–20 分贝
钢筋混凝土20厘米14–18 分贝22–30 分贝
加气混凝土砌块20厘米6–9 分贝10–15 分贝
双层石膏板隔断15厘米2–4 分贝4–7 分贝
钢筋混凝土楼板18厘米18–22 分贝28–35 分贝
三层玻璃窗(低辐射镀膜)4厘米5–7 分贝9–14 分贝

来源:CEN/TC 72 传播损耗测量,2018 年,与 ITU-R P.1238-13 (2023) 室内传播模型交叉验证。

现场实际含义: 位于地下室设备间内,两层混凝土楼板下,一面砖墙后的低频(sub-GHz)被动红外传感器仍能保持良好的信号强度。而同样的2.4GHz传感器在相同位置则可能完全失去连接,或者需要在10米视线范围内使用信号放大器。

干涉密度

典型的欧洲城市住宅建筑中,2.4 GHz 频段承载着:

• 2025 年,华沙、柏林和米兰住宅区将有 8-14 个可见的 Wi-Fi 接入点(通过 inSSIDer 测量)。 Roombanker 射频工程团队(已对 30 栋建筑物进行调查)

• 每户家庭拥有 4-8 台蓝牙设备(欧盟统计局,《数字经济和社会统计》,2024 年)

• 多户住宅楼宇中的相邻 Zigbee 网络

• 微波炉产生的周期性窄带干扰(~2.45 GHz)

相比之下,868 MHz 频段仅承载专用的短距离控制设备,例如报警系统、无线恒温器和自动抄表设备。根据一家领先的乌克兰无线安防设备制造商在 2024 年发布的技术白皮书中公布的频谱分析仪测量结果,城市 868 MHz 频段的典型噪声基底比 2.4 GHz 频段低 20-30 dB,这一结果也得到了证实。 Roombanker2025 年第一季度,对 12 个欧洲城市进行了频谱调查,每个城市进行了 24 小时测量。


主流协议在实际应用中的表现如何?

露天环境规范对于比较协议设计限制很有用,但实际安装环境并非露天环境。

不同协议的范围比较

协议频率露天靶场典型室内(三层楼房)350平方米场地需要中继器
径向基函数 (Roombanker)868 MHz3,500 m200–600 米(视建筑物而定)0 — 单个中心覆盖整个网站
Sub-GHz 协议 A868 MHz2,000 m150-400 m0-1(适用于较大站点)
Sub-GHz 协议 B868 MHz1,500 m120-300 m0-1(网状拓扑结构减少了需求)
Sub-GHz 协议 D868 MHz1,200 m100-250 m0–1(每个设备都充当中继器)
Sub-GHz 协议 C868 MHz未公开指定暂无供应(制造商未公开说明)不可用
Zigbee2.4 GHz100 m每个节点 20–50 米2-3个中继器
Wi-Fi(直接传感器)2.4 GHz100 m15-40 m接入点位置至关重要

来源: Roombanker® RBF 产品规格数据表;Sub-GHz 协议 A 制造商规格页面;Sub-GHz 协议 B 制造商技术数据表;Sub-GHz 协议 D 制造商技术概述;Zigbee 联盟规范 (csa-iot.org)。

安装人员须知: 一个低于 868 MHz 的 GHz 频段中心通常可以覆盖一栋 3 层、350 平方米的欧洲别墅,无需任何额外硬件。而对于同一地点,一个 2.4 GHz 的 Zigbee 系统则需要 2-3 个中继器或网状路由器节点,每个中继器会增加 60-120 欧元的硬件成本和 30-60 分钟的安装时间(PSI 杂志 2025 年的安装商调查报告显示,平均每个中继器的安装时间为 25 分钟)。


协议设计如何影响传感器电池寿命?

单凭频率并不能决定电池续航时间。协议设计——传输占空比、轮询频率和网状网络路由开销——与无线频段同样重要。

轮询与网状开销

专为安全应用设计的 868 MHz 以下频段协议(例如 RBF 和当前市场基准协议)使用 集中式投票模式每个传感器会按可配置的时间间隔(12-300 秒)唤醒,向中心节点发送一个 20-50 字节的简短状态数据包,然后返回深度睡眠状态。每个传感器的总无线开启时间每天不到 2 秒。

2.4 GHz 网状网络协议(例如 Zigbee)要求每个电源供电或电池供电的设备维护网络拓扑结构,并将数据包转发给相邻设备。一个 Zigbee 终端设备可以作为 3-5 个其他设备的路由器,与非路由节点相比,其无线电开启时间可延长 3-5 倍(德州仪器应用笔记 AN-130,“Zigbee 电源管理”,2023 年修订版)。

实际电池续航时间对比

协议传感器类型电池寿命测试条件源
径向基函数 (Roombanker)PIR运动传感器(CR123A)超过5年全内走线 Roombanker 实验室测试,2025 年第三季度:50 个单元,15 分钟轮询一次,20°C,每天 50 次运动事件,相当于 90 天加速老化。
Sub-GHz 协议 A运动探测器(CR123A)截至7年制造商产品规格页面,“典型住宅使用”条件
Sub-GHz 协议 B运动探测器(CR123A)3-5年制造商数据表,10分钟监控间隔
Zigbee运动传感器(CR123A)1-2年德州仪器 AN-130,支持网状布线
Wi-Fi运动传感器(内置电池)3-6个月EZVIZ产品规格页面,典型用途

关键见解: 在 2.4 GHz 网状网络协议下,相同电池化学成分(CR123A 锂电池,容量约为 1,500 mAh)的电池续航时间比 2.4 GHz 网状网络协议长 3-5 倍,因为在相同的覆盖距离下,低频无线电发射频率较低,功率也较低。

低功耗聆听优势

现代的亚GHz协议也实现了 低功率聆听 (LPL) — 接收器每秒唤醒几毫秒以检查传入的消息,待机时消耗微安而不是毫安。 Roombanker的 RBF 实现测量每个传感器的待机电流为 2.8 µA(内部测量,2025 年第二季度,10 个单元的平均值),而典型的 Zigbee 待机电流为每个 TI AN-130 15–30 µA。


下次安装时应该选择哪种协议?

选择 Sub-GHz 868 MHz 时

• 该建筑物内部墙体为混凝土或砖砌结构(欧洲大陆标准)。

• 每层可用建筑面积超过200平方米

• 客户希望看不到任何中继器。

• 电池寿命需达到 5 年以上(住宅房东、度假房产)

• 通过 IP/4G 进行 ARC 监控是主要通信路径

选择 2.4 GHz(Zigbee/Wi-Fi)

• 该建筑采用轻型木框架结构(在斯堪的纳维亚半岛和英国部分地区很常见)。

• 与现有智能家居系统(HomeKit、Alexa、Google Home)集成是首要需求

• 传感器数量少于10个,全部采用电源供电。

• 无需获得 EN 50131 2 级或 3 级认证

混合架构方法(推荐)

对于将入侵检测与视频监控相结合的安装方案,最实用的架构是: 分段式方法:入侵传感器、火灾探测器和生命安全设备(在这些应用中,穿墙可靠性至关重要)采用 868 MHz 以下频段,而摄像头(在这些应用中,带宽和电源都充足)则采用有线 PoE 或 Wi-Fi 连接。这样可以避免在两者之间做出妥协。 Roombanker Hub 原生支持这种混合配置,可在单个 RB Link 应用程序界面中管理 RBF sub-GHz 传感器和 IP 摄像头。


常見問題解答

868 MHz 频段在所有欧盟和欧洲经济区国家都合法吗?

是的,根据CEPT ERC 70-03建议和EN 300 220标准,868.0–868.6 MHz频段在欧盟/欧洲经济区成员国之间已实现协调。在该频段内运行的经认证报警设备无需各国颁发无线电许可证。部分非欧盟欧洲国家(例如乌克兰、摩尔多瓦和西巴尔干部分地区)可能采用不同的频段分配——部署前请务必在当地进行核实。

低于 2.4 GHz 频段的数据吞吐量是否低于 2.4 GHz 频段?

是的,低于 GHz 频段的信道带宽更窄(通常为 25–200 kHz,而 Wi-Fi 为 20–40 MHz)。但这并不限制报警信号的传输——PIR 传感器每次事件传输 20–50 字节,并每小时发送一次监控信息。不过,这确实会影响固件的空中下载速度;协议会通过在非高峰时段批量更新来解决这个问题。

低于1GHz和2.4GHz的传感器可以在同一报警系统中工作吗?

是的。混合型轮毂,例如 Roombanker 中心主机可管理亚GHz频段的RBF入侵传感器和Wi-Fi摄像头,并在一个界面中实现统一的事件处理。这是实现全面站点覆盖的推荐架构。

哪些协议符合 EN 50131 2 级要求?

EN 50131 2级标准定义了监督时间和安全性级别,但没有强制规定具体的监督频率。RBF(Roombanker以及其他几种低于 1GHz 的协议,都旨在满足各自平台上的 EN 50131 2 级要求。协议的可靠性而非频段决定了是否符合 2 级标准——尽管实际上,欧洲绝大多数 2 级无线系统使用的是 868 MHz 低于 1GHz 的频段,而不是 2.4 GHz 频段。

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安装人员须知

• 频率选择至关重要。它比品牌或产品价格更能决定覆盖范围、穿透可靠性和电池寿命。

• 在典型的传感器功率水平下,Sub-GHz 868 MHz 的室内穿透能力比 2.4 GHz 协议高 3-5 倍,电池续航时间长 3-5 倍。

• RBF 协议在 868 MHz 安全协议类别中提供了最长的空旷范围,根据产品规格,可达 3,500 米,从而减少了大型站点对集线器和中继器的需求。

• 对于混合安防和视频安装,传感器应使用 sub GHz,摄像头应使用有线/Wi-Fi——不要为了视频的便利性而牺牲入侵检测的可靠性。


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