• Thingsat Web
• juli 23, 2021

Protokoll för trådbunden kommunikation (egenskaper)

UART – Universal Asynchronous Receiver & Transmitter

• Mycket grundläggande kommunikationsprotokoll.

• Full Duplex.

• Storlek på data är begränsad till 9 bit.

• Paritets bit för att klara felkontroll.

• Går inte att använda flera huvudsystem och slavar.

• Överföringshastigheterna för varje UART måste ligga inom 10 % av varandra för att förhindra dataförlust.

• Låg hastighet

• Kortare avstånd

• Låg kostnad

SPI – Serial Peripheral Interface.

• Hög hastighet jämfört med UART.

• Full Duplex.

I2C – Inter Integrated Circuit

• Användning av två linjer . (SDA och SCL)

• SDA = Serial Data Line och SCL = Serial Clock Line.

• Hög hastighet

• Halv Duplex.

Vanligaste använda trådlösa kommunikationsprotokoll i IoT

LPWAN

• LPWAN är en typ av wide area-nätverk som ansluter enheter över stora områden och möjliggör långdistanskommunikation till en lägre bithastighet, låg kostnad och större energieffektivitet.

• LPWAN stöder ett stort antal enheter över stora området jämfört med mobiltjänster(ex. 5G). Exempel på LPWAN är NB-IoT, LoRa, SigFox etc.

Varför Zigbee?

• Du är säkert redan bekant med trådlösa nätverkstekniker som Wi-Fi och Bluetooth som används för att ansluta enheter. Dessa tekniker är ganska vanliga idag och används i specifika fall.

• Om du till exempel streamar ljud använder du sannolikt Bluetooth och om du streamar video eller stora filer använder du med all sannolikhet Wi-Fi.

• Om vi istället måste ansluta ett stort antal batteridrivna enheter.

• Är det då ok att använda Wi-Fi eller Bluetooth? Svaret är helt klart NEJ. Eftersom Wi-Fi förbrukar mycket ström och är därför inte idealiskt för batteridrivna enheter. De flesta Wi-Fi-enheter som dina mobiltelefoner eller din bärbara dator laddas vanligtvis dagligen.

• Hur är det med Bluetooth? Kan man använda Bluetooth istället? Bluetooth förbrukar mindre ström än Wi-Fi men skulle inte vara idealiskt i detta fall, då du bara kan ansluta ett begränsat antal enheter till ett Bluetooth-nätverk.

• En bättre lösning för att ansluta ett stort antal batteridrivna enheter är, Zigbee.

Zigbee

• Zigbee, är som Wi-Fi och Bluetooth, ett trådlöst kortdistansprotokoll.

• Lång batteritid.

• Låg kostnad.

• Datahastighet: 250kbps.

• Räckvidd: 10 – 20 m.(inomhus)

• Säkerhet: 128bit AES algorithm to encrypt and authenticate.

• Faktum är att Göteborgs stad har ett gigantiskt Zigbeenät där över 250000 bostäder är sammankopplade för fjärrenergimätning.

LoRa

Vi behöver ett trådlöst nätverk som förbrukar mycket låg effekt, men som också fungerar över avstånd som är större än till exempel Wi-Fi. Är ens möjligt? Ja, då finns LoRa.

LoRa:

• LoRa – Long Range communication.

• Introducerad av SEMTEC.

• Teknologi: Radiomodulering.

• Syfte: Dataöverföring i låg effekt och lång räckvidd.

• Räckvidd: 15 till 20km.

• Mobilbaserad kommunikation.

• LoRa:s Bit datahastighet är ganska långsam. Skickar med 10kb/s.

SigFox

• IoT-revolutionen har ännu inte nått sin topp, men SigFox meddelade just att de siktar på 1 miljard enheter anslutna till sitt nätverk till 2023. Så vad är det för teknik? SigFox.

• Har teknik med fjärrgränssnitt för batteridrivna enheter och sensorer till internet.

• SigFox använder mindre ström och är effektivt över långa avstånd jämfört med mer strömkrävande protokoll såsom Bluetooth och Wi-Fi, som fungerar bäst inom kort räckvidd.

• Finns idag i 72 länder I flera regioner.

• Uppnådd räckvidd 2020 var 5.7km.

• 0 till 140 meddelanden kan skickas per enhet och dag

• Datahastighet: 100 till 600 bps.

SigFox dataflöde funktion:

• Objekt — Basstation — SigFox Cloud — Internet, API och Call-backs.

NB-IoT

• NB-IoT eller Narrow Band IoT är en standardbaserad LPWAN som kan läggas ovanpå den befintliga mobilnätsinfrastrukturen.

• Mobilnäten gör det möjligt att överföra stora mängder data med höga hastigheter och låg latens över mycket stora avstånd.

• Nackdelen är att mobila enheter förbrukar mycket ström och är relativt dyra.

• Saknar Gateway.

• NB-IoT fungerar via mobiloperatörsnätverk på något av följande 3 sätt.

  1. GSM

  2. LTE

  3. Oberoende nätverk

• IoT via mobilnätet.

• Datahastighet: 20kbps – 5Mbps.

• Räckvidd: