Drahtlose Kommunikation mit großer Reichweite vs. kurzer Reichweite: Was ist das Beste für Ihr Projekt?

Rob Faludi Rob Faludi, IoT Berater, Faludi.com
10. Dezember 2021
Die Auswahl einer drahtlosen Modullösung sollte einfach sein. In einer perfekten Welt würden Sie sich einfach für das Modul mit der größten Reichweite entscheiden. Auf diese Weise könnten Ihre Geräte, egal wie weit sie voneinander entfernt sind, immer miteinander kommunizieren. Leider ist das nicht so einfach. Glücklicherweise gibt es Lösungen, die für jeden Anwendungsfall geeignet sind, von Funkkommunikation mit großer Reichweite bis hin zu kurzer Reichweite oder dazwischen.
 
Fragen Sie einen Experten für das Internet der Dinge, welches Funkmodul das beste ist, und die Antwort wird lauten: "Es kommt darauf an." Das liegt daran, dass jeder drahtlose Gerätetyp seine eigenen Stärken und Schwächen hat. Was für das eine Projekt großartig ist, kann für ein anderes schrecklich sein. Ein Modul, das nur sehr wenig Batteriestrom verbraucht, kann zum Beispiel eine geringe Bandbreite bieten. Das ist eine perfekte Lösung für eine drahtlose Personenwaage, aber völlig ungeeignet für das Streaming von Live-Videos aus einem Konferenzraum - und umgekehrt.
 
Mit der Funkreichweite verhält es sich ähnlich. Sie müssen den Anwendungsfall bewerten und ein gewisses Verständnis dafür haben, wie sich Funksignale je nach Gerät und Umgebung ausbreiten. In diesem Artikel gehen wir auf alle Überlegungen ein, um die beste Wahl der Modulreichweite und des Modultyps zu treffen für Ihr Projekt.
 

Faktoren, die die Reichweite von Funksignalen beeinflussen

Konzept für ein intelligentes drahtloses Stadtnetz
Die Reichweite ist definiert als die maximale Entfernung, über die eine Kommunikation zwischen zwei Antennen in einem drahtlosen Netzwerk möglich ist. Bei der Reichweite geht es jedoch nicht nur um die Entfernung. Hier sind einige wichtige Überlegungen:
  • Hindernisse, Gelände und Funkphysik wirken sich alle auf die Reichweite aus.
  • Ein weiterer Faktor ist das Antennendesign, bei dem Frequenzbänder und Impedanz zu berücksichtigen sind.
  • Lärm ist ein weiterer wichtiger Faktor. Genauso wie es schwierig ist, jemanden auf einer überfüllten Party zu hören, ist es schwierig, ein Funksignal in Umgebungen mit viel Funklärm zu empfangen.
Zu den verschiedenen Überlegungen und Faktoren, die sich darauf auswirken können, wie gut die Geräte in Ihrem Netzwerk kommunizieren, gehören 10 verschiedene Faktoren.
 

1. Durchsatz

Unter IoT müssen Sie oft kleine Datenmengen von entfernten Standorten aus übertragen. Der Datendurchsatz hat einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite. Wenn die Datenrate steigt, kann die Reichweite für eine effektive Kommunikation zwischen Geräten schrumpfen. Das liegt daran, dass schnelle Datenraten ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis für eine erfolgreiche Demodulation erfordern.

Wenn jemand in einem lauten Raum sehr schnell spricht, ist er schwer zu verstehen. Wenn er langsamer spricht, ist er leichter zu verstehen. Funkgeräte funktionieren ganz ähnlich. Viele Geräte von IoT senden nur einmal am Tag einen einzigen Sensorwert. Wenn diese Daten mit einer niedrigen Bitrate gesendet werden, können sie auch in größerer Entfernung erkannt werden.
 

2. Strom

Funksignale benötigen viel Energie, weil sie im Gegensatz zu Nachrichten, die über ein Kabel laufen, schneller abklingen. Wenn Funksignale von ihrer Quelle wegstrahlen, breiten sie sich schnell aus wie Wellen in einem Teich. Sowohl Schall als auch Funksignale zerfallen nach dem inverses Quadratgesetz. Für jede Verdoppelung der Strecke wird die vierfache Energiemenge benötigt, so dass für lange Strecken wesentlich mehr Energie verbraucht wird als für kürzere Strecken.Funksignalquelle und -intensität
 

3. Lärm

In einem RF-Netz ist die Signal ist die zwischen den Geräten übertragene Information. Lärm ist alles andere. Das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) ist eine Kennzahl, die die Signalleistung mit der Rauschleistung vergleicht. Es ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Leistungsfähigkeit des Funksystems. BereichDenn bei der Reichweite geht es um die zuverlässige Unterscheidung von Signal und Rauschen und nicht um die Entfernung, die ein bestimmtes Funksignal zurücklegen kann (die unendlich ist). Das Funkrauschen ist Teil der natürlichen Umgebung, zu der es gehört:
  • Kosmische Hintergrundstrahlung und Sonneninterferenz
  • Atmosphärische Quellen wie Blitze
  • Menschliche Quellen wie Stromleitungen, Motoren, Leuchtstoffröhren, Schalter, Computer und unverbundene Funkverbindungen

4. Frequenz

Funksignale mit niedrigeren Frequenzen können sich leicht an Objekten brechen und von der Atmosphäre zurückgeworfen werden, was die effektive Reichweite erhöht. Allerdings haben niedrigere Frequenzen eine begrenzte Bandbreite, so dass der Durchsatz eingeschränkt ist. Höhere Frequenzen bieten einen viel höheren Durchsatz, lassen sich aber nur schwer an Hindernissen beugen und werden nicht von der Atmosphäre zurückgeworfen, was ihre Reichweite einschränkt.
 

5. Freiraumverlust

Bei der Ausbreitung eines Funksignals durch den Weltraum, selbst im Vakuum, wird das Signal abgeschwächt, da es seine Energie über einen immer größeren Bereich ausbreitet. Diese Ausbreitung folgt dem Gesetz des umgekehrten Quadrats, das den exponentiellen Verlust der Leistung über die Entfernung beschreibt. Wir begegnen dem Freiraumverlust bei einer bestimmten Frequenz, indem wir den Abstand zwischen Sender und Empfänger verringern.
 

6. Beugung

Wenn ein Funksignal auf ein Objekt in seinem Weg trifft, wird es gestreut oder gebeugt, wobei ein Teil der Energie um das Objekt herumgeleitet wird, während der Rest vom Empfänger weggeleitet wird und somit verloren geht. Scharfe Kanten beugen sich besser als abgerundete Objekte, die tendenziell mehr des Signals absorbieren. Die Beugung ist nur einer von vielen Gründen, um Objekte im Signalweg zu vermeiden.
 

7. Mehrweg

In idealen Umgebungen wie dem Weltraum kommen die von einem Sender gesendeten Signale immer direkt an, ohne dass sie von irgendwelchen Oberflächen oder Gegenständen reflektiert werden. Hier auf der Erde sind die Dinge unweigerlich komplizierter. In Fällen, in denen die Sichtlinie frei ist, kommen einige Signale direkt an, während andere an nahe gelegenen Objekten und dem Gelände abprallen und dadurch verzerrt werden. Die Funkprotokolle und -systeme sind in der Regel so ausgelegt, dass sie mit einigen Mehrwegstörungen fertig werden. Es hilft auch, die Antennen hoch oben und frei von Hindernissen zu platzieren.
 

8. Absorption

Funksignale können sich über eine unendliche Entfernung durch den leeren Raum bewegen; wenn sie jedoch auf Objekte treffen, wird ein Teil ihrer Energie absorbiert. Funksignale können Wände durchdringen, werden dabei aber abgeschwächt. Die Feuchtigkeit in der Luft kann so viel Energie absorbieren, dass Hochfrequenzsignale gestört werden. Baumblätter und andere Vegetation im Signalweg können so viel des Signals ableiten, dass sie bei niedrigeren Frequenzen Probleme verursachen.
 

9. Terrain

Hügel oder Berge können Signale absorbieren, beugen, reflektieren oder ganz blockieren, damit sie ihr Ziel erreichen. Die Beschaffenheit des Bodens selbst kann sich auf niedrige Frequenzen auswirken, wobei Signale über Seen, Ozeane oder Sümpfe besser übertragen werden als über trockene Gebiete wie Wüsten. Die Fresnel-Zone, ein etwa fußballförmiger Bereich zwischen den Antennen, sollte so frei von Gelände und Hindernissen wie möglich sein, um die Kommunikationsleistung zu optimieren.
 

10. Antennen und Reichweite

Antennen wandeln elektrische Signale in Funkwellen um, um Informationen "über die Luft" zu übertragen. Bei den Empfängern werden die Funkwellen wieder in elektrische Variationen umgewandelt, die Computer verstehen können. Die korrekte Verwendung der richtigen Antennen ist von entscheidender Bedeutung. Eine schlechte Wahl kann die Reichweite einschränken, Batteriestrom verschwenden und ein ansonsten gut durchdachtes System in einen Support-Albtraum verwandeln. Siehe unseren Leitfaden, Top 10 Überlegungen zum Antennendesign für weitere Informationen.
 

Überlegungen zu Stromverbrauch und Batterielebensdauer für die Kommunikationsreichweite

Verteiltes IoT Gerätekonzept
Wie wir gesehen haben, sind Reichweite und Stromverbrauch bei der drahtlosen Kommunikation eng miteinander verknüpft. Bei vielen Anwendungen werden heute Tausende von drahtlosen Geräten in einem großen Gebiet eingesetzt, und es ist wichtig, den Zeit- und Kostenaufwand für die Verwaltung der Batterien zu berücksichtigen. Im Folgenden finden Sie eine kurze Einführung in diese Faktoren.

 

Energiemanagement-Budgets

Eine sorgfältige Energieverwaltung des Geräts kann die Lebensdauer der Batterie von Tagen auf Jahre verlängern. Eine gute Möglichkeit, Strom zu sparen, besteht darin, die Reichweite des Funkgeräts an die Anforderungen der Anwendung anzupassen. Die Wahl von Protokollen mit kürzerer Reichweite oder die manuelle Begrenzung der Sendeleistung, um die Reichweite effektiv zu reduzieren, verlängert die Batterielebensdauer.

Einige Protokolle können die Sendeleistung automatisch mit einer adaptiven Datenratenfunktion begrenzen, die das Gerät dynamisch auf die niedrigste Datenrate beschränkt. zuverlässig Sendeleistung. Dies ist besonders hilfreich, wenn die Geräte mobil sind oder wenn sich die Funkumgebung im Laufe der Zeit ändert (jahreszeitlich bedingte Laubveränderungen, tägliche Änderungen der Funkgeräuschumgebung usw.).
 

Schlafmodi

Um Energie zu sparen und die Batterielebensdauer zu verlängern, verwenden IoT Geräte oft einen Ruhemodus, wenn sie nicht benötigt werden. Ein schlafendes Funkmodul empfängt im Allgemeinen keine Übertragungen. Viele IoT Anwendungsfälle erfordern jedoch, dass die Geräte im Feld senden und empfangen.

Sie können eine Store-and-Forward-Methode verwenden, wenn das Netz- oder Protokolldesign dies unterstützt. In bestimmten Protokollen wird dies durch "Eltern"-Funkknoten ermöglicht, die für ein schlafendes "Kind"-Gerät bestimmte Übertragungen vorübergehend speichern, bis das Kind aufwacht und sie anfordert. Bei anderen Protokollen fungiert ein zentraler Netzserver als Elternteil, der Nachrichten nur dann weiterleitet, wenn er das Aufwachen eines entfernten Geräts feststellt. Bei richtiger Energieverwaltung können batterie- und solarbetriebene Systeme mehrere Jahre lang ohne Wartung betrieben werden.
 

Digi's Angebote nach Bereich

Digi XBee und LoRaWAN-Angebote
Digi XBee®-Funkmodule sind in einer Vielzahl von Baureihen erhältlich, um der Vielfalt der IoT Anwendungen und Umgebungen gerecht zu werden. Ein gemeinsamer physikalischer Formfaktor, eine gemeinsame Schnittstelle und jahrzehntelange Zuverlässigkeit machen die Plattform Digi XBee zum Marktführer im Bereich der drahtlosen Vernetzung, ganz gleich, ob Ihr Projekt in einem Raum oder auf der ganzen Welt kommunizieren muss. Und die Digi LoRaWAN®-Lösung hat das Angebot von Digi erweitert.

Werfen wir im Folgenden einen kurzen Blick auf die einzelnen Modultypen. Ausführlichere Informationen über das XBee-Ökosystem finden Sie in unserem XBee-Einkaufsführer. Mehr über Digi LoRaWAN erfahren Sie in unserem Artikel über die Digi LoRaWAN Device-to-Cloud-Lösung.
 

Kurze Reichweite

IoT in geschlossener Umgebung mit geringer Reichweite
Funkgeräte mit kurzer Reichweite reduzieren Stromverbrauch, Größe, Wärme und Kosten auf ein Minimum. Sie sind die perfekte Lösung für die Energieüberwachung in Privathaushalten, die kommerzielle Gebäudeautomatisierung oder die Überwachung von Gewächshäusern mit hoher Dichte. Bei Verwendung Mesh-Vernetzungkönnen Nachrichten auf dem Weg zu ihrem Ziel zwischen den Modulen hin- und herspringen, wodurch Netzwerke entstehen, die viel größer sind als die Reichweite eines einzelnen Funkgeräts. Bei so vielen Vorteilen sollte es die erste Kategorie sein, die Sie in Betracht ziehen, wenn Sie Lösungen für Ihre IoT Anwendung evaluieren.
 

Digi XBee 3 (Normale Leistung) - Zigbee, DigiMesh und 802.15.4

Ein einziges, winziges Modul, das drei verschiedene drahtlose Netzwerkprotokolle sowie BLE und Onboard-Programmierbarkeit unterstützt. Mit einer Sichtreichweite von 4.000 Fuß ist es eine hervorragende Lösung für die Heimautomatisierung, industrielle Steuerung und Umweltsensorik. Die kurze Reichweite und mittlere Bandbreite ermöglichen eine lange Batterielebensdauer. Mesh-Optionen ermöglichen Netzwerke, die größer sind als die Reichweite der einzelnen Knoten und große Häuser oder kleine Bauernhöfe im Freien abdecken.
 

Digi XBee Wi-Fi

Diese eingebetteten Wi-Fi-Module bringen eine der beliebtesten drahtlosen Netzwerktechnologien auf die Plattform Digi XBee . Mit einer Standard-Wi-Fi-Reichweite (300 Fuß) und einem hohen Durchsatz arbeiten sie mit jeder Basisstation in der Nähe zusammen. Dadurch werden die zusätzlichen Kosten des stromintensiveren Wi-Fi-Protokolls und die zusätzliche Komplexität bei der Bereitstellung teilweise ausgeglichen. Sie eignen sich hervorragend für das Hinzufügen eines Geräts zu einem bereits bestehenden Netzwerk. Achten Sie nur darauf, dass Ihr Bereitstellungsplan genügend Ressourcen für die Verwaltung mehrerer Authentifizierungseinstellungen enthält, die sich im Laufe der Zeit ändern werden.
 

Bluetooth Low Energy (Digi XBee 3 Zeile)

Jedes Digi XBee 3 Modul integriert BLE zusätzlich zu jedem Hauptprotokoll ausgewählt ist. BLE ist auf Smartphones weit verbreitet, so dass es eine einfache Möglichkeit ist, Module zu konfigurieren, Daten von batteriebetriebenen drahtlosen Sensoren zu protokollieren oder Standortbeacons zu erstellen. BLE hat in der Regel eine recht kurze Reichweite (300 Fuß oder weniger), verbraucht aber sehr wenig Strom und ist daher ein hervorragendes sekundäres Protokoll für IoT Lösungen.
 

Mittlere Reichweite

Solarfeld
Mittelklasse-Funkgeräte verbrauchen mehr Strom, erzeugen mehr Wärme und kosten in der Regel mehr. Sie eignen sich am besten für größere Entfernungen oder wenn Mesh-Netzwerke ein größeres Gebiet abdecken müssen. Viele dieser Protokolle verwenden Sub-Gigahertz-Frequenzen, die lizenzfrei sind, sich aber je nach Region unterscheiden, so dass Sie mehr auf die Einhaltung der Vorschriften achten müssen. Solarfelder, städtische Beleuchtungssteuerung und Fernüberwachung von Geräten sind allesamt großartige IoT Anwendungsfälle für Module mit mittlerer Reichweite.
 

Digi XBee 3 PRO (hohe Leistung) - Zigbee, DigiMesh und 802.15.4

Die leistungsstärkere Version von Digis kleinstem Modul für drahtlose Netzwerke verfügt über BLE und integrierte Programmierbarkeit. Mit einer Reichweite von 2 Meilen ist es ideal für die Gebäudeautomatisierung, fabrikweite Steuerungen, Smart-City-Lösungen und großflächige landwirtschaftliche Sensorik. Seine Übertragungen mit mittlerer Reichweite verbrauchen mehr Akku als die Version mit normaler Leistung, aber Sie können dies durch die Implementierung mehrerer Sleep-Optionen abmildern. Netzwerke können eine Mischung aus Modulen mit hohem und niedrigem Stromverbrauch enthalten, um die Batterielebensdauer und die Kosten zu optimieren.
 

Digi XBee-PRO 900HP

Das 900HP-Modul bietet eine große Reichweite (bis zu 28 Meilen mit einer High-Gain-Antenne) sowie Mesh-Optionen für die Vernetzung vieler kooperierender, über ein großes Gebiet verteilter Knotenpunkte. Seine 900-MHz-Frequenz beschränkt die Verwendung auf Nordamerika und eine Handvoll anderer Länder, und seine beste Reichweite ist mit einem sehr niedrigen Durchsatz verbunden, aber solange seine Eigenschaften den Anforderungen Ihrer Anwendung entsprechen, bietet es eine hervorragende Lösung.
 

Digi XBee-PRO XSC

Diese Module sind mit den älteren 9XStream-Funkgeräten von Digi interoperabel. Sie haben eine große Reichweite (bis zu 28 Meilen Sichtlinie) bei niedriger Bandbreite, während die Standard XBee Through-Hole-Footprint beibehalten wird. Für neue Designs wird das Digi XBee-PRO 900HP empfohlen, ein neueres Modell mit höherer Durchsatzflexibilität.
 

Große Reichweite

IoT in der großflächigen kommerziellen Landwirtschaft
Wenn Sie große Entfernungen überbrücken müssen, benötigen Sie Protokolle mit großer Reichweite. Für IoT müssen wir in der Regel immer noch mit Batterien arbeiten, daher ist es üblich, einen reduzierten Durchsatz anzubieten, der Strom spart und gleichzeitig eine große Kommunikationsreichweite gewährleistet. Smart-City-Projekte, die Überwachung von Industriegeländen, ferngesteuerter Bergbau oder Bohrungen und weiträumige landwirtschaftliche Systeme sind typische Anwendungen für diese Art von Funkgeräten. Dies gilt insbesondere dann, wenn die zu übertragenden Daten recht klein sind, aber über eine große Entfernung übertragen werden müssen.
 

Digi XTend 900 MHz

Das XTend ist sowohl im XBee-Oberflächenmontageformat als auch im älteren 9XTend-Footprint erhältlich. Beide sind für die Interoperabilität mit den älteren 9XTend-Funkgeräten von Digi ausgelegt. Ihre große Reichweite (40 Meilen Sichtverbindung) ist gepaart mit einem relativ hohen Energiebedarf, was sie für Bergbau- und Bohraktivitäten, die Überwachung schwerer Maschinen oder abgelegene Wetterstationen, die den Schlafmodus zur Aufrechterhaltung solarbetriebener Batterien nutzen, besonders geeignet macht.
 

Digi XBee-PRO SX 900/868

Sie sind die "Muskelmodule" des Digi XBee Ökosystems und bieten hervorragende Zuverlässigkeit und Redundanz für den Aufbau von einsatzkritischen Funksystemen mit geringem Stromverbrauch. Mit dem optionalen Mesh Networking können sie Netzwerke für extrem große Bereiche (bis zu 65 Meilen Sichtlinie) aufbauen. Bei größeren Entfernungen ist der Energiebedarf höher und der Durchsatz begrenzt. Aber mit der erweiterten Reichweite, der starken Blockierung von Interferenzen und der Fähigkeit, unterhalb der Rauschgrenze zu kommunizieren, ist das Digi XBee-PRO SX eine hervorragende Lösung IoT .
 

Digi LoRaWAN

Die jüngste Ergänzung der Digi-Linie ist eine kombinierte LoRaWAN-Modul und Gateway-Bausatz.
Die LoRaWAN-Lösung von Digi bietet spezialisierte Produkte für die Sensor- und Gateway-Seite der drahtlosen Kommunikation. Die LoRa-Funkmodulation ist eine Non-Line-of-Sight-Technologie, die Hindernisse wie Gebäude, Vegetation und/oder Bereiche mit starken HF-Interferenzen wie Industriemaschinen durchdringen kann.

LoRaWAN ist ein globaler Standard, der hauptsächlich auf 900 MHz, 868 MHz und 400 MHz - je nach den Vorschriften des jeweiligen Landes - arbeitet und eine spezielle Konfiguration des LoRa-Modulationsschemas verwendet. LoRaWAN-Sensoren sind sehr stromsparend und haben eine Reichweite von bis zu 100 Kilometern bei 2-Wege-Kommunikation. Typische Anwendungen ohne Sichtverbindung liegen bei bis zu 20 km. Gateways sind hochleistungsfähige Systeme, die mehrere Geräte miteinander verbinden und über eine Cloud-Plattform wie Digi X-ON verwaltet werden, um massive Skalierbarkeit zu bieten.

LoRaWAN ist für kleine Nutzlasten und bis zu Tausende von Geräten pro Gateway optimiert und kann für den Batteriebetrieb mit geringem Stromverbrauch oder den Betrieb mit niedriger Latenz konfiguriert werden. LoRaWAN-Lösungen sind ideal für verteilte Outdoor-Infrastrukturen wie Versorgungsunternehmen, Landwirtschaft und industrielle Systeme. Die Digi X-ON Cloud verwaltet nicht nur das LoRaWAN-Funksystem, sondern bietet auch automatisierte Bereitstellungs- und Einsatzfunktionen für Geräte und Gateways.
 

Mobilfunk - Gemischte und erweiterte Reichweite

Ferngesteuerter Turm Mobilfunk
Es ist immer schwierig, die Reichweite von Mobilfunk mit anderen Protokollen zu vergleichen, denn während die Reichweite eines einzelnen Zellmoduls ausgesprochen bescheiden ist, bedeutet die weltweite Mobilfunknetzabdeckung, dass ein Gerät, das fast überall platziert ist, mit anderen Geräten auf der ganzen Welt kommunizieren kann.
 
Neue Protokolle schonen den Akku und bieten verbesserte Möglichkeiten zum Energiesparen durch Ruhemodi. Es sind mobile Datentarife erforderlich, deren Kosten jedoch stark gesunken sind, um den geringen Bandbreitenbedarf von IoT zu decken.
 
Mobilfunk eignet sich perfekt für mobile Anwendungen oder für feste Standorte, an denen es nicht praktikabel ist, eine eigene drahtlose Netzwerkinfrastruktur aufzubauen. Ganz gleich, ob Sie Schiffscontainer verfolgen, Verkaufsautomaten überwachen oder Geld in einem Geldautomaten zählen, die Module von Mobilfunk bieten eine globale Abdeckung zu einem schmalen Budget.
 

Digi XBee 3 Mobilfunk Kat. 1

Dieses für Endgeräte zertifizierte LTE-Modul der Kategorie 1 bietet eine Sichtreichweite von 5-7 Meilen, integrierte Programmierbarkeit, BLE und die vertrauten Schnittstellen von Digi XBee , die die Marktreife Ihres Projekts beschleunigen. Der Durchsatz der Kategorie 1 reicht nicht für Medien wie Video aus, eignet sich aber hervorragend für IoT Projekte, bei denen große Mengen an Daten übertragen werden müssen. Datentarife für Cat 1 sind kostengünstig, und Technologien wie SMS sind enthalten, was viel Entwicklungsflexibilität bietet. Die Module sind optional mit voraktivierten SIM-Karten erhältlich, damit die Geräte mit möglichst wenig Reibungsverlusten auf den Markt gebracht werden können.
 

Digi XBee 3 Cellular LTE-M/NB-IoT

Wie sein Cat-1-Geschwistermodell ist dieses LTE-M/NB-IoT Modul für Endgeräte zertifiziert und bietet eine Reichweite von 5-7 Meilen, integrierte Programmierbarkeit, BLE und vertraute Schnittstellen. Sowohl das LTE-M- als auch das NB-IoT -Protokoll wurden entwickelt, um Anwendungen mit geringer Bandbreite IoT zu unterstützen, die einen niedrigen Stromverbrauch bei geringen Kosten benötigen. Datentarife für beide Protokolle sind kostengünstig und die neuen Mobilfunk Sleep-Optionen können dazu beitragen, dass die Akkus der Geräte Monate oder länger halten. Vorinstallierte SIM-Karten sind optional erhältlich, so dass IoT Geräte direkt vom Werk aus in die Hände des Nutzers gelangen können, was die Bereitstellung zum Kinderspiel macht. Dies ist eines der zukunftsweisendsten Module in der Palette der IoT Lösungen von Digi.
 

Kombinierte Lösungen: Kurze Reichweite + lange Reichweite

Manchmal besteht die beste Lösung darin, mehrere verschiedene Konnektivitätstypen miteinander zu kombinieren. Bei einer Anwendung zur Fernüberwachung der Umwelt könnte es beispielsweise am besten sein, ein Zigbee- oder DigiMesh-Kurzstreckennetzwerk zu verwenden, um einen relativ kleinen Bereich wie eine Bohrinsel dicht abzudecken, und dann die Daten über ein Langstreckenfunkgerät wie das Digi XBee-PRO SX an ein weit entferntes Kontrollzentrum weiterzuleiten. An weniger abgelegenen Orten, an denen Mobilfunk verfügbar ist, könnte dies ebenfalls eine gute Backhaul-Lösung sein. Das gleiche Netzwerk könnte auch BLE mit sehr kurzer Reichweite implementieren, um eine direkte Sensorkonfiguration über ein lokales Smartphone zu ermöglichen. Die Kombination mehrerer Protokolle, so dass jedes das tun kann, was es am besten kann, schafft oft die ideale IoT Lösung.
 
Diese Tabelle gibt einen Überblick über Protokolle, Datenraten und Stromverbrauch.
 
Funkprotokolle, Datenraten und Reichweite
Quelle: Behr Tech
 

Zusammenfassung

Wir haben uns mit der Reichweite der drahtlosen Kommunikation und den vielen Faktoren, die sie beeinflussen, beschäftigt und gezeigt, warum die Antwort auf die Frage, wie weit ein Funksignal reicht, lautet: "Es kommt darauf an". Umgebung, Baumaterialien, Gelände, Reflexionen, Wetter, Antennen, Sendeleistung, Protokolle, Frequenzen und vor allem das Signal-Rausch-Verhältnis spielen eine Rolle. Wie finden wir also die beste Lösung?
 
Zunächst müssen Sie alle Variablen berücksichtigen, einschließlich:
  • Handelt es sich um einen Innen- oder Außeneinsatz?
  • Ist die Anwendung mobil oder stationär?
  • Welche Strecke müssen Sie zurücklegen?
  • Wie groß ist der Umfang und die Häufigkeit der Daten, die Sie übertragen werden?
  • Wird es viel Radiolärm geben?
  • Wird die Stromversorgung über Knopfzellenbatterien erfolgen oder können die Geräte an das Stromnetz angeschlossen werden?
  • Wie viele Geräte oder Knotenpunkte sollen miteinander verbunden werden?
  • Mit welcher Art von Gebäudekonstruktion oder Außentopographie rechnen Sie?
  • In welchen Regionen der Welt werden die Geräte zum Einsatz kommen?
  • Wie viel kann das System kosten und trotzdem die erforderliche Kapitalrendite erzielen?
Digi hilft Ihnen dabei, die Entfernung zu überwinden, ganz gleich, welche Funkreichweite Sie benötigen. Für weitere Informationen empfehlen wir Ihnen diese Überblick über IoT gerätefunktionen und unsere Leitfaden zur Auswahl einer Architektur.

Benötigen Sie praktische Unterstützung bei der Gestaltung? Digi's Experten für drahtloses Design können maßgeschneiderte Entwürfe erstellen, um selbst die schwierigsten Kommunikationsprobleme zu lösen.
 
Das Digi-Team kann Ihnen bei der Bewertung all dieser Faktoren helfen und die perfekte Lösung auswählen, die Ihren Projektanforderungen entspricht und die benötigten Bereiche abdeckt. Kontakt um Ihnen bei Ihrer Entscheidungsfindung zu helfen.
Video: Bluetooth Low Energy Unterstützung in Digi XBee 3
Erfahren Sie, wie Sie BLE in Ihre Anwendung integrieren können

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