Tôi nên sử dụng giao thức nào cho các thiết bị tự động hóa trong môi trường gia đình?

Tôi có một dự án để tự động hóa mọi thứ trong một ngôi nhà. Tôi là một nhà phát triển nhưng là người mới bắt đầu về điện tử và IoT.

Tôi nên sử dụng gì để giao tiếp không dây? Wi-Fi, Bluetooth ... Tôi nên tìm ở đâu?

Tôi cần một giải pháp rẻ tiền, tiêu thụ thấp và nhỏ , ví dụ như tạo thêm bộ ngắt ánh sáng không dây, hoặc, cố gắng làm những việc như tam giác cục bộ với một vòng tay tích hợp của các bạn cùng nhà của tôi (không có tù nhân! Ngôi nhà rất lớn và đó là để có đèn "chế độ đèn pin" theo bạn, để tiết kiệm năng lượng)

Chúng tôi cũng trồng thực phẩm (nấm), vì vậy tối ưu hóa có thể được thực hiện trên các nền văn hóa trong tương lai. Tôi cũng muốn mở / đóng một số cửa.

Nó phải là mô-đun để một API ở cuối có thể được mát mẻ.

Là một mạch tích hợp Bluetooth trên IoT được tập trung bởi Raspberry Pi (máy chủ) và có thể điều khiển bằng Wi-Fi (hoặc trực tiếp qua Bluetooth) có phải là một điều tốt để xem xét không? Tôi đang thiếu gì?

Ở đây bạn có một danh sách đẹp về 11 giao thức IoT bạn cần biết.

Dưới đây là một bản tóm tắt trong trường hợp liên kết một ngày nào đó bị phá vỡ

Tiêu chuẩn Bluetooth : Thông số kỹ thuật lõi Bluetooth 4.2 Tần số: 2.4GHz (ISM) Phạm vi: 50-150m (Thông minh / BLE) Tốc độ dữ liệu: 1Mbps (Thông minh / BLE)

ZigbeeTiêu chuẩn : ZigBee 3.0 dựa trên IEEE802.15.4 Tần số: 2.4GHz Phạm vi: 10-100m Tốc độ dữ liệu: 250kbps

Sóng Z Tiêu chuẩn: Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959 Tần số: 900MHz (ISM) Phạm vi: 30m Dữ liệu giá: 9,6 / 40 / 100kbit / s

6LowPANTiêu chuẩn : RFC6282 Tần số: (được điều chỉnh và sử dụng trên nhiều phương tiện mạng khác bao gồm Bluetooth Smart (2.4GHz) hoặc ZigBee hoặc RF công suất thấp (dưới 1GHz) Phạm vi: N / A Tốc độ dữ liệu: Không áp dụng

Chủ đềTiêu chuẩn : Chủ đề, dựa trên IEEE802.15.4 và 6LowPAN Tần số: 2.4GHz (ISM) Phạm vi: Không áp dụng Tốc độ dữ liệu: Không áp dụng

WifiChuẩn : Dựa trên 802.11n (sử dụng phổ biến nhất trong gia đình hiện nay) Tần số: Băng tần 2,4 GHz và 5 GHz Phạm vi: Khoảng 50m Tốc độ dữ liệu: tối đa 600 Mbps, nhưng 150-200Mbps là điển hình hơn, tùy thuộc vào tần số kênh được sử dụng và số lượng ăng ten (chuẩn 802.11-ac mới nhất sẽ cung cấp 500Mbps đến 1Gbps)

Di độngTiêu chuẩn : GSM / GPRS / EDGE (2G), UMTS / HSPA (3G), LTE (4G) Tần số: 900/1800/1900/2100 MHz Phạm vi: tối đa 35km cho GSM; Tối đa 200km cho Tốc độ dữ liệu HSPA (tải xuống thông thường): 35-170kps (GPRS), 120-384kbps (EDGE), 384Kbps-2Mbps (UMTS), 600kbps-10Mbps (HSPA), 3-10Mbps (LTE)

Tiêu chuẩn NFC : ISO / IEC 18000-3 Tần số: 13,56 MHz (ISM) Phạm vi: 10cm Tốc độ dữ liệu: 100 Lim420kbps

Tiêu chuẩn Sigfox : Sigfox Tần số: 900 MHz Phạm vi: 30-50km (môi trường nông thôn), 3-10km (môi trường đô thị) Tốc độ dữ liệu: 10-1000bps

Tiêu chuẩn Neul : Tần số Neul: 900 MHz (ISM), 458 MHz (Anh), 470-790 MHz (Không gian trắng) Phạm vi: 10km Tốc độ dữ liệu: Vài bps lên đến 100kbps

Tiêu chuẩn LoRaWAN : LoRaWAN Tần số: Phạm vi khác nhau: 2-5km (môi trường đô thị), 15km (môi trường ngoại ô) Tốc độ dữ liệu: 0,3-50 kbps.

Chỉ cần xem xét rằng:

1. Khoảng cách bạn muốn bao phủ với tín hiệu càng dài thì bạn càng cần nhiều năng lượng tiêu thụ.

2. Tốc độ dữ liệu bạn yêu cầu càng cao, tần số càng cao do đó tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Vì vậy, tôi đề nghị đi cho một giao thức tần số thấp; ZigBee hoạt động khá tốt, tiêu thụ rất thấp và nó khá phổ biến. Hạn chế duy nhất là Raspberry Pi không bao gồm máy phát ZigBee, bạn có thể yêu cầu thêm một khung quảng cáo.

Đề cập đến danh sách các giao thức được cung cấp trong câu trả lời của Snake, có vẻ như bạn cần một giao thức có phạm vi từ 20 đến 100m, hiệu suất năng lượng thấp tốt (lý tưởng là thụ động, nhưng tôi không biết về bất kỳ giải pháp nào) và không thực sự nhiều băng thông cho phần mang Ngoài ra, bạn cần một số nút tĩnh có thể ít bị ràng buộc hơn từ góc độ sức mạnh.

BT-LE là giao thức được áp dụng rộng rãi nhất. Thật không may, tôi không nghĩ rằng bạn có thể sử dụng lại điện thoại di động giống như cách bạn sử dụng một nút (trừ khi bạn dựa vào các tương tác hoàn toàn thụ động với giao thức). Tuy nhiên, SoC cung cấp giao thức này, cộng với các thiết bị ngoại vi đủ để cho phép theo dõi tập thể dục hoặc tai nghe là phổ biến (và cải thiện về thông số kỹ thuật).

Nếu bạn xem các SoC gần đây nhất với radio 2,4 GHz, bạn sẽ thấy chúng thường hỗ trợ nhiều hơn là Bluetooth (bạn chỉ cần cấu hình ngăn xếp phần mềm phù hợp), vì vậy, đáng để nghiên cứu nếu bạn có thể có kết quả tốt hơn với giao thức khác ( nhưng sau đó bạn có hình phạt là cần thêm một đài phát thanh khác vào các nút tĩnh của bạn). Trường hợp sử dụng của bạn dường như dựa vào việc có chỉ báo cường độ tín hiệu đáng tin cậy (giả sử thời gian chính xác của chuyến bay là không cần thiết).

Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất ở giai đoạn này trong thiết kế là tính toán ngân sách năng lượng và cấu hình sạc cho thiết bị cầm tay. Điều này sẽ có tác động đến cấu hình giấc ngủ và tần số truyền. Bạn có thể muốn sử dụng một gia tốc kế để điều chỉnh tốc độ truyền (vì radio có thể sẽ tốn nhiều năng lượng hơn để truyền hơn là chỉ bỏ phiếu để kiểm tra chuyển động).

Một giao thức không được liệt kê trong câu trả lời của Snake là các mô-đun vô tuyến cho 433 MHz / 868 MHz / 915 MHz, một trong số đó sẽ bao gồm nhóm sở thích / nghiên cứu ở nước bạn và có thể được sử dụng để tạo các nút công suất thấp. RFM69 và NRF24L01 +.

https://www.mysensors.org/ đã đưa những thứ này vào một thiết lập mạng với giao thức và cổng, tất cả đều là nguồn mở, nói về một loạt các bộ điều khiển hiện có và cung cấp nhiều cơ hội để phát triển ở cả hai đầu cảm biến / nút và bộ điều khiển.

Tôi sẽ xem xét một số giải pháp của SoC Bắc Âu có các giao thức tích hợp. Đây là một cách tốt để có một con chip cho phép bạn thử nghiệm các kịch bản khác nhau, Bắc Âu có SoC với hầu hết các giao thức phổ biến (Bluetooth, WiFi, IEEE, ANT, v.v.) trong một chipset.

Tôi sẽ bắt đầu với Bluetooth, đây là giải pháp IMHO đơn giản, linh hoạt nhất. Mặc dù tôi không chắc chắn về tam giác cục bộ, có vẻ như quá mức cho các yêu cầu của bạn, có thể xem xét các đèn hiệu Bluetooth.