Ev ortamındaki otomasyon cihazları için hangi protokolü kullanmalıyım?

Bir evdeki işleri otomatikleştirmek için bir projem var. Ben bir geliştiriciyim ama elektronik ve IoT'de yeni başlıyorum.

Kablosuz iletişim kurmak için ne kullanmalıyım? Wi-Fi, Bluetooth ... Nereye bakmalıyım?

Bir ihtiyacım ucuz, düşük tüketimi ve minik örneğin ekstra kablosuz ışık engelleyiciyi yapma ya da benim Ev arkadaşlarının bir entegre devre kolçak ile yerel-üçgenleştirme gibi şeyler yapmaya çalışacağım, çözüm (hayır mahkumlar vardır! Evin büyük olduğunu ve "meşale modu" için - ışıklar sizi takip ediyor, enerji tasarrufu için)

Ayrıca gıda (mantar) yetiştiriyoruz, bu nedenle gelecekte kültürlerde optimizasyon yapılabilir. Ayrıca bazı kapıları açmak / kapatmak istiyorum.

Sonunda bir API'nin havalı olabilmesi için modüler olmalıdır.

IoT'deki Bluetooth ile entegre bir devre Raspberry Pi (sunucu) tarafından merkezileştirilmiş ve Wi-Fi (veya doğrudan Bluetooth üzerinden) ile kontrol edilebilir iyi bir şey mi? Neyi kaçırıyorum?

Burada, bilmeniz gereken 11 IoT protokolünün güzel bir listesi var.

Bağlantının bir gün kopması durumunda bir özet

Bluetooth Standardı: Bluetooth 4.2 çekirdek özellikleri Frekans: 2.4GHz (ISM) Aralık: 50-150m (Akıllı / BLE) Veri Hızları: 1Mbps (Akıllı / BLE)

Zigbee Standardı: IEEE802.15.4'e dayalı ZigBee 3.0 Frekans: 2.4GHz Aralık: 10-100m Veri Hızları: 250kbps

Z-Wave Standardı: Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959 Frekans: 900MHz (ISM) Aralık: 30m Veri Hızları: 9,6 / 40 / 100kbit / s

6LowPAN Standardı: RFC6282 Frekans: (Bluetooth Smart (2.4GHz) veya ZigBee veya düşük güçlü RF (alt-1GHz) dahil olmak üzere çeşitli diğer ağ ortamlarında uyarlanır ve kullanılır Aralık: Yok Veri Hızları: Yok

Vida dişi standardı: Vida dişi, IEEE802.15.4 ve 6 tabanlı

WiFi Standardı: 802.11n'ye dayanmaktadır (günümüzde evlerde en yaygın kullanım) Frekanslar: 2.4GHz ve 5GHz bantları Aralık: Yaklaşık 50m Veri Hızları: maksimum 600 Mbps, ancak 150-200Mbps kullanılan kanal frekansına ve anten sayısına bağlı olarak daha tipiktir (En son 802.11-ac standardı 1 Gbps'ye 500Mbps sunmalıdır)

Hücresel Standart: GSM / GPRS / EDGE (2G), UMTS / HSPA (3G), LTE (4G) Frekanslar: 900/1800/1900 / 2100MHz Aralık: GSM için maksimum 35km; HSPA Veri Hızları için maksimum 200km (tipik indirme): 35-170kps (GPRS), 120-384kbps (EDGE), 384Kbps-2Mbps (UMTS), 600kbps-10Mbps (HSPA), 3-10Mbps (LTE)

NFC Standardı: ISO / IEC 18000-3 Frekans: 13.56MHz (ISM) Aralık: 10cm Veri Hızları: 100–420kbps

Sigfox Standart: Sigfox Frekans: 900MHz Aralık: 30-50km (kırsal ortamlar), 3-10km (kentsel ortamlar) Veri Hızları: 10-1000bps

Neul Standardı: Neul Frekansı: 900MHz (ISM), 458MHz (İngiltere), 470-790MHz (Beyaz Boşluk) Aralık: 10km Veri Hızları: 100kbps'ye kadar birkaç bps

LoRaWAN Standart: LoRaWAN Frekans: Çeşitli Aralık: 2-5km (kentsel çevre), 15km (banliyö ortamı) Veri Hızları: 0,3-50 kbps.

Sadece şunu düşünün:

1. Sinyal ile kat etmek istediğiniz mesafe ne kadar uzun olursa, o kadar fazla güç tüketimi gerekir.

2. Veri hızı ne kadar yüksek olursa, frekans o kadar yüksek olur ve bu nedenle daha fazla güç tüketimi olur.

Bu yüzden düşük frekanslı bir protokole gitmenizi öneririm; ZigBee oldukça iyi çalışıyor, çok az tüketiyor ve oldukça popüler. Tek dezavantajı, Raspberry Pi'nin bir ZigBee vericisi içermemesi, ekstra bir reklam vermeniz gerekebilir.

Snake'nin cevabında sağlanan protokoller listesine bakıldığında, 20-100m aralığı, iyi düşük güç performansı (ideal olarak pasif, ancak herhangi bir çözüm bilmiyorum) ve gerçekten çok fazla bant genişliğine sahip bir protokole ihtiyacınız var gibi görünüyor. taşınan parça için. Ek olarak, güç perspektifinden daha az kısıtlanabilecek bazı statik düğümlere ihtiyacınız vardır.

BT-LE en yaygın kullanılan protokoldür. Ne yazık ki, bir cep telefonunu bir düğümü kullandığınız gibi yeniden kullanabileceğinizi düşünmüyorum (protokolle tamamen pasif etkileşimlere güvenmiyorsanız). Bununla birlikte, bu protokolü sağlayan SoC'lar, ayrıca bir fitness takip cihazı veya kulaklık sağlamak için yeterli çevre birimleri yaygındır (ve spesifikasyonda iyileşme).

2,4 GHz telsizle en son SoC'lara bakarsanız, genellikle Bluetooth'tan daha fazlasını desteklediklerini görürsünüz (sadece doğru yazılım yığınını yapılandırırsınız), bu nedenle farklı bir protokolle daha iyi sonuçlar elde edip edemeyeceğinizi araştırmaya değer ( ancak daha sonra statik düğümlerinize başka bir radyo eklemeniz gerekir. Kullanım durumunuz, güvenilir sinyal gücü göstergesine dayanıyor gibi görünüyor (uçuş zamanı hassasiyetinin gerekli olmadığı varsayılarak).

Tasarımın bu aşamasında en önemli görevlerden biri, taşınabilir cihaz için bir güç bütçesi ve şarj profili oluşturmaktır. Bunun uyku profilleri ve iletim frekansları üzerinde etkisi olacaktır. Muhtemelen iletim hızını ayarlamak için bir ivmeölçer kullanmak istersiniz (çünkü radyo iletmek için sadece hareketi kontrol etmek için yoklamadan daha fazla enerji alacaktır).

Yılan'ın cevabında listelenmeyen bir protokol, biri ülkenizdeki hobi / araştırma bandını kapsayacak ve düşük güç düğümleri oluşturmak için kullanılabilecek 433MHz / 868MHz / 915MHz radyo modülleridir. RFM69 ve NRF24L01 +.

https://www.mysensors.org/ bunları, bir dizi mevcut denetleyiciyle konuşan ve hem sensör / düğüm hem de denetleyici uçlarında geliştirme için birçok fırsat sunan protokol ve ağ geçitleri, tümü açık kaynaklı bir ağ kurulumuna yerleştirdi.

Entegre protokollere sahip bazı Nordic SoC çözümlerine bakacağım. Farklı senaryoları test etmenizi sağlayacak bir çipe sahip olmanın iyi bir yolu olan Nordic, tek bir yonga setinde ortak protokollerin çoğuna (Bluetooth, WiFi, IEEE, ANT vb.) Sahip SoC'lara sahiptir.

En basit, en çok yönlü IMHO çözümü olan Bluetooth ile başlardım. Her ne kadar yerel nirengi hakkında emin olmasam da, gereksinimleriniz için bir aşırıya kaçış gibi görünüyor, belki de Bluetooth işaretlerine bakın.