ฉันควรใช้โปรโตคอลใดสำหรับอุปกรณ์ระบบอัตโนมัติในสภาพแวดล้อมภายในบ้าน

ฉันมีโครงการที่จะทำสิ่งต่าง ๆ ในบ้านให้เป็นอัตโนมัติ ฉันเป็นนักพัฒนา แต่เป็นผู้เริ่มต้นในด้านอิเล็กทรอนิกส์และ IoT

ฉันควรใช้อะไรในการสื่อสารแบบไร้สาย Wi-Fi, Bluetooth ... ฉันควรมองหาที่ไหน

ฉันต้องการราคาถูกการสิ้นเปลืองน้อยและการแก้ปัญหาเล็ก ๆเช่นการทำ interruptor แสงไร้สายพิเศษหรือพยายามทำสิ่งต่าง ๆ เช่นการหารูปสามเหลี่ยมในท้องถิ่นด้วย armlet วงจรรวมของเพื่อนร่วมบ้านของฉัน (ไม่มีนักโทษ! บ้านมีขนาดใหญ่และ มันมีไว้สำหรับ "โหมดไฟฉาย" - ไฟตามคุณเพื่อการประหยัดพลังงาน)

เรายังปลูกอาหาร (เห็ด) เพื่อให้เกิดประโยชน์สูงสุดกับวัฒนธรรมในอนาคต ฉันต้องการเปิด / ปิดประตูบางแห่ง

มันจะต้องเป็นแบบแยกส่วนดังนั้น API ในตอนท้ายจึงน่าสนใจ

เป็นวงจรรวม Bluetooth บน IoT ที่รวมศูนย์โดย Raspberry Pi (เซิร์ฟเวอร์) และควบคุมด้วย Wi-Fi (หรือโดยตรงผ่าน Bluetooth) เป็นสิ่งที่ดีที่จะดูหรือไม่ ฉันพลาดอะไรไป

ที่นี่คุณมีรายการ IoT 11 โพรโทคอลที่คุณต้องรู้

นี่คือข้อสรุปในกรณีที่ลิงค์เกิดขึ้นสักวัน

มาตรฐานบลูทู ธ : ข้อกำหนดคุณสมบัติหลักของบลูทู ธ 4.2 ความถี่: 2.4GHz (ISM) ช่วง: 50-150m (สมาร์ท / BLE) อัตราข้อมูล: 1Mbps (สมาร์ท / BLE)

Zigbeeมาตรฐาน: ZigBee 3.0 อิงกับ IEEE802.15.4 ความถี่: 2.4GHz ช่วง: 10-100m อัตราข้อมูล: 250kbps

มาตรฐานZ-Wave : Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959 ความถี่: 900MHz (ISM) ช่วง: 30m อัตราข้อมูล: 9.6 / 40 / 100kbit / s

6LowPANมาตรฐาน: RFC6282 ความถี่: (ปรับและใช้กับสื่อเครือข่ายอื่น ๆ รวมถึง Bluetooth Smart (2.4GHz) หรือ ZigBee หรือ RF พลังงานต่ำ (sub-1GHz) ช่วง: N / A อัตราข้อมูล: N / A

เธรดมาตรฐาน: เธรดขึ้นอยู่กับความถี่ IEEE802.15.4 และ 6LowPAN: 2.4GHz (ISM) ช่วง: N / A อัตราข้อมูล: N / A

มาตรฐานWiFi : อ้างอิงจาก 802.11n (การใช้งานทั่วไปในบ้านในปัจจุบัน) ความถี่: 2.4GHz และ 5GHz ช่วง: ประมาณ 50m อัตราข้อมูล: สูงสุด 600 Mbps แต่ 150-200Mbps เป็นเรื่องปกติมากขึ้นขึ้นอยู่กับความถี่ของช่องสัญญาณที่ใช้และจำนวนเสาอากาศ (มาตรฐาน 802.11-ac ล่าสุดควรเสนอ 500Mbps ถึง 1Gbps)

มาตรฐานมือถือ : GSM / GPRS / EDGE (2G), UMTS / HSPA (3G), LTE (4G) ความถี่: 900/1800/1900 / 2100MHz ช่วง: 35km สูงสุดสำหรับ GSM; สูงสุด 200 กม. สำหรับอัตราข้อมูล HSPA (ดาวน์โหลดทั่วไป): 35-170kps (GPRS), 120-384kbps (EDGE), 384Kbps-2Mbps (UMTS), 600kbps-10Mbps (HSPA), 3-10Mbps (LTE)

มาตรฐานNFC : ISO / IEC 18000-3 ความถี่: 13.56MHz (ISM) ช่วง: 10 ซม. อัตราข้อมูล: 100–420kbps

Sigfoxมาตรฐาน: Sigfox ความถี่: 900MHz ช่วง: 30-50km (สภาพแวดล้อมในชนบท), 3-10km (สภาพแวดล้อมในเมือง) อัตราข้อมูล: 10-1000bps

มาตรฐานของNeul : ความถี่ Neul: 900MHz (ISM), 458MHz (สหราชอาณาจักร), 470-790MHz (พื้นที่สีขาว) ช่วง: 10 กม. อัตราข้อมูล: ไม่กี่ bps สูงสุด 100kbps

LoRaWANมาตรฐาน: ความถี่ LoRaWAN: ช่วงต่างๆ: 2-5km (สภาพแวดล้อมในเมือง), 15km (สภาพแวดล้อมชานเมือง) อัตราข้อมูล: 0.3-50 kbps

เพียงแค่พิจารณาว่า:

1. ยิ่งระยะทางที่คุณต้องการครอบคลุมกับสัญญาณยิ่งใช้พลังงานนานเท่าใดคุณก็ยิ่งต้องการ

2. ยิ่งอัตราข้อมูลที่คุณต้องการสูงเท่าไรก็จะยิ่งใช้พลังงานมากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นฉันขอแนะนำให้ไปที่โพรโทคอลความถี่ต่ำ ZigBee ทำงานได้ค่อนข้างดีกินน้อยมากและเป็นที่นิยมมาก ข้อเสียเปรียบเพียงอย่างเดียวคือ Raspberry Pi ไม่ได้รวมเครื่องส่งสัญญาณ ZigBee คุณอาจต้องเพิ่มโฆษณา

อ้างถึงรายการของโพรโทคอลที่ให้ไว้ในคำตอบของงูดูเหมือนว่าคุณต้องการโปรโตคอลที่มีช่วงของ 20-100m, ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำที่ดี (แฝงอยู่ในอุดมคติ แต่ฉันไม่รู้วิธีแก้ปัญหาใด ๆ ) และแบนด์วิดท์ไม่มาก สำหรับชิ้นส่วนที่บรรทุก นอกจากนี้คุณต้องมีโหนดแบบคงที่ซึ่งอาจถูก จำกัด จากมุมมองพลังงาน

BT-LE เป็นโปรโตคอลที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด น่าเสียดายที่ฉันไม่คิดว่าคุณจะสามารถใช้โทรศัพท์มือถือได้อีกครั้งในลักษณะเดียวกับที่คุณใช้โหนด อย่างไรก็ตาม SoC ที่ให้บริการโพรโทคอลนี้รวมถึงอุปกรณ์ต่อพ่วงที่เพียงพอเพื่อเปิดใช้งานตัวติดตามฟิตเนสหรือหูฟังนั้นเป็นเรื่องปกติ

หากคุณดู SoCs ล่าสุดที่มีวิทยุ 2.4 GHz คุณจะพบว่าพวกเขามักจะสนับสนุนมากกว่าแค่บลูทู ธ (คุณเพียงแค่กำหนดค่าสแต็คซอฟต์แวร์ที่ถูกต้อง) ดังนั้นจึงคุ้มค่าที่จะตรวจสอบว่าคุณจะได้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นด้วยโปรโตคอลอื่น ๆ หรือไม่ แต่คุณมีบทลงโทษที่ต้องเพิ่มวิทยุอีกตัวเข้ากับโหนดคงที่ของคุณ) ดูเหมือนว่ากรณีการใช้งานของคุณจะขึ้นอยู่กับการบ่งบอกถึงความแรงของสัญญาณที่เชื่อถือได้

หนึ่งในภารกิจที่สำคัญที่สุดในขั้นตอนนี้คือการออกแบบงบประมาณด้านพลังงานและการชาร์จโปรไฟล์สำหรับอุปกรณ์พกพา สิ่งนี้จะส่งผลกระทบต่อโปรไฟล์การนอนหลับและความถี่ในการส่งสัญญาณ คุณอาจต้องการใช้ accelerometer เพื่อปรับอัตราการส่ง (เนื่องจากวิทยุอาจใช้พลังงานมากกว่าในการส่งมากกว่าการสำรวจเพื่อตรวจสอบการเคลื่อนไหว)

หนึ่งโปรโตคอลที่ไม่ได้ระบุไว้ในคำตอบของ Snake คือโมดูลวิทยุสำหรับ 433MHz / 868MHz / 915MHz ซึ่งหนึ่งในนั้นจะครอบคลุมวงงานอดิเรก / การวิจัยในประเทศของคุณและสามารถใช้เพื่อสร้างโหนดพลังงานต่ำ RFM69 และ NRF24L01 +

https://www.mysensors.org/ได้ใส่สิ่งเหล่านี้ลงในการตั้งค่าเครือข่ายด้วยโปรโตคอลและเกตเวย์ทุกโอเพ่นซอร์สซึ่งพูดถึงช่วงของตัวควบคุมที่มีอยู่และเสนอโอกาสมากมายสำหรับการพัฒนาทั้งเซ็นเซอร์ / โหนดและตัวควบคุม

ฉันจะดูโซลูชันของ Nordic SoC ที่มีโปรโตคอลรวม เป็นวิธีที่ดีในการมีชิปที่จะช่วยให้คุณทดสอบสถานการณ์ที่แตกต่างกัน Nordic มี SoC พร้อมกับโปรโตคอลทั่วไปส่วนใหญ่ (Bluetooth, WiFi, IEEE, ANT และอื่น ๆ ) ในชิปเซ็ตเดียว

ฉันจะเริ่มต้นด้วยบลูทู ธ ซึ่งเป็นโซลูชั่น IMHO ที่ง่ายและหลากหลายที่สุด แม้ว่าฉันจะไม่แน่ใจเกี่ยวกับการหารูปสามเหลี่ยมในท้องถิ่น แต่ดูเหมือนว่า overkill สำหรับความต้องการของคุณอาจดูเป็นสัญญาณบลูทู ธ