가정 환경에서 자동화 장치에 어떤 프로토콜을 사용해야합니까?

집안의 물건을 자동화하는 프로젝트가 있습니다. 저는 전자 제품 및 IoT의 초보자이지만 초보자입니다.

무선 통신을 위해 무엇을 사용해야합니까? Wi-Fi, Bluetooth ... 어디를보아야합니까?

예를 들어 여분의 무선 광 차단기를 만드는 것과 같이 저렴하고 소비가 적고 작은 솔루션이 필요하거나 집 동료의 집적 회로 암 플릿을 사용하여 로컬 삼각 측량과 같은 작업을 시도하십시오 (수감자가 없습니다! 에너지 절약을 위해 "토치 모드"를 사용하기위한 것입니다.

우리는 또한 음식 (버섯)을 재배하므로 향후 문화에 대한 최적화가 이루어질 수 있습니다. 또한 문을 열고 닫고 싶습니다.

API가 멋지려면 모듈 식이어야합니다.

IoT의 블루투스 통합 회로가 Raspberry Pi (서버)로 중앙 집중화되고 Wi-Fi (또는 직접 블루투스를 통해 직접 제어 가능)로 보는 것이 좋은가? 내가 무엇을 놓치고 있습니까?

여기 알아야 할 11 가지 IoT 프로토콜 목록 이 있습니다.

언젠가 링크가 끊어진 경우를 요약 한 것입니다

Bluetooth 표준 : Bluetooth 4.2 핵심 사양 주파수 : 2.4GHz (ISM) 범위 : 50-150m (Smart / BLE) 데이터 속도 : 1Mbps (Smart / BLE)

지그비 표준 : IEEE802.15.4 기반 ZigBee 3.0 주파수 : 2.4GHz 범위 : 10-100m 데이터 속도 : 250kbps

Z-Wave 표준 : Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959 주파수 : 900MHz (ISM) 범위 : 30m 데이터 속도 : 9.6 / 40 / 100kbit / s

6LowPAN 표준 : RFC6282 주파수 : (Bluetooth Smart (2.4GHz) 또는 ZigBee 또는 저전력 RF (sub-1GHz)를 포함한 다양한 기타 네트워킹 매체에 적용 및 사용 범위 : 해당 없음 데이터 속도 : 해당 없음

스레드 표준 : IEEE802.15.4 및 6LowPAN 주파수 기반 스레드 : 2.4GHz (ISM) 범위 : 해당 없음 데이터 속도 : 해당 없음

WiFi 표준 : 802.11n 기반 (현재 가정에서 가장 많이 사용되는 주파수) 주파수 : 2.4GHz 및 5GHz 대역 범위 : 약 50m 데이터 속도 : 최대 600Mbps이지만 사용되는 채널 주파수 및 안테나 수에 따라 150-200Mbps가 더 일반적입니다. (최신 802.11-ac 표준은 500Mbps ~ 1Gbps를 제공해야 함)

셀룰러 표준 : GSM / GPRS / EDGE (2G), UMTS / HSPA (3G), LTE (4G) 주파수 : 900 / 1800 / 1900 / 2100MHz 범위 : GSM의 경우 최대 35km; HSPA 데이터 전송률의 최대 200km (일반 다운로드) : 35-170kps (GPRS), 120-384kbps (EDGE), 384Kbps-2Mbps (UMTS), 600kbps-10Mbps (HSPA), 3-10Mbps (LTE)

NFC 표준 : ISO / IEC 18000-3 주파수 : 13.56MHz (ISM) 범위 : 10cm 데이터 속도 : 100–420kbps

Sigfox 표준 : Sigfox 주파수 : 900MHz 범위 : 30-50km (농촌 환경), 3-10km (도시 환경) 데이터 속도 : 10-1000bps

Neul 표준 : Neul 주파수 : 900MHz (ISM), 458MHz (영국), 470-790MHz (공백) 범위 : 10km 데이터 속도 : 최대 100kbps의 몇 bps

LoRaWAN 표준 : LoRaWAN 주파수 : 다양한 범위 : 2-5km (도시 환경), 15km (교외 환경) 데이터 속도 : 0.3-50kbps.

다음을 고려하십시오.

1. 신호로 커버하려는 거리가 길수록 더 많은 전력 소비가 필요합니다.

2. 필요한 데이터 속도가 높을수록 주파수가 높아져 전력 소비가 증가합니다.

따라서 저주파 프로토콜을 사용하는 것이 좋습니다. ZigBee는 매우 잘 작동하고 매우 적게 소비하며 매우 인기가 있습니다. 유일한 단점은 Raspberry Pi에 ZigBee 송신기가 포함되어 있지 않으므로 추가 과일이 필요할 수 있다는 것입니다.

Snake의 답변에서 제공되는 프로토콜 목록을 참조하면 20-100m 범위의 저전력 성능 (이상적으로 수동적이지만 솔루션을 알지 못함) 및 대역폭이 많지 않은 프로토콜이 필요한 것 같습니다 운반 부품. 또한 전력 관점에서는 제약이 적은 정적 노드가 필요합니다.

BT-LE는 가장 널리 채택 된 프로토콜입니다. 불행히도, 프로토콜과의 수동적 상호 작용에 의존하지 않는 한 노드를 사용하는 것과 같은 방식으로 휴대 전화를 재사용 할 수 있다고 생각하지 않습니다. 그러나,이 프로토콜을 제공하는 SoC와 피트니스 추적기 또는 헤드폰을 가능하게하는 충분한 주변 장치가 일반적이며 사양이 향상됩니다.

2.4GHz 라디오를 사용하는 최신 SoC를 살펴보면 Bluetooth보다 더 많은 소프트웨어를 지원하고 (적절한 소프트웨어 스택을 구성하기 만 함) 다른 프로토콜로 더 나은 결과를 얻을 수 있는지 조사 할 가치가 있습니다. 그러나 정적 노드에 다른 라디오를 추가 해야하는 처벌이 있습니다). 사용 사례는 안정적인 신호 강도 표시에 의존하는 것 같습니다 (비행 시간 정밀도가 필요하지 않다고 가정).

이 단계에서 설계에서 가장 중요한 작업 중 하나는 휴대용 장치의 전력 예산 및 충전 프로파일을 해결하는 것입니다. 이는 슬립 프로파일 및 전송 주파수에 영향을 미칩니다. 전송 속도를 조정하기 위해 가속도계를 사용하고 싶을 것입니다 (무선이 폴링보다 동작을 확인하는 것보다 더 많은 에너지를 소비하기 때문에).

Snake의 답변에 나와 있지 않은 프로토콜 중 하나는 433MHz / 868MHz / 915MHz 용 무선 모듈이며, 그 중 하나는 해당 국가의 취미 / 연구 대역을 커버하며 저전력 노드를 만드는 데 사용될 수 있습니다. RFM69 및 NRF24L01 +.

https://www.mysensors.org/ 는 기존의 다양한 컨트롤러와 통신하고 센서 / 노드 및 컨트롤러 엔드 모두에서 개발할 수있는 많은 기회를 제공하는 프로토콜 및 게이트웨이 (모두 오픈 소스)로 네트워크 설정에 배치했습니다.

프로토콜이 통합 된 Nordic SoC 솔루션 중 일부를 살펴 보겠습니다. 다양한 시나리오를 테스트 할 수있는 칩을 사용하는 좋은 방법 인 Nordic은 하나의 칩셋에 일반적인 프로토콜 (Bluetooth, WiFi, IEEE, ANT 등)이 대부분인 SoC를 보유하고 있습니다.

가장 단순하고 다양한 IMHO 솔루션 인 Bluetooth로 시작하겠습니다. 로컬 삼각 측량에 대해서는 잘 모르겠지만 요구 사항을 과도하게 사용하는 것처럼 보이므로 Bluetooth 신호를 살펴보십시오.