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.
Bei der Funkreichweite gilt dasselbe. Sie müssen den Anwendungsfall bewerten und ein gewisses Verständnis dafür haben, wie sich Funksignale in Abhängigkeit von den Geräten und der Umgebung ausbreiten. In diesem Artikel betrachten wir alle Überlegungen, die bei der Auswahl des für Ihr Projekt am besten geeigneten Modultyps und der optimalen Reichweite zu berücksichtigen sind.
Faktoren, die die Reichweite von Funksignalen beeinflussen
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
Im IoT müssen häufig kleine Datenmengen von entfernten Standorten aus übertragen werden. Der Datendurchsatz hat einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite. Wenn die Datenrate steigt, kann sich die Reichweite für eine effektive Kommunikation zwischen Geräten verringern. Das liegt daran, dass schnelle Datenraten ein höheres Signal-Rausch-Verhältnis erfordern, um eine erfolgreiche Demodulation zu gewährleisten.
Wenn jemand in einem lauten Raum sehr schnell spricht, ist er schwer zu verstehen. Wenn er langsamer spricht, ist er leichter zu verstehen. Radios funktionieren ähnlich. Viele IoT senden nur einmal pro Tag einen einzigen Sensorwert. Wenn diese Daten mit einer niedrigen Bitrate gesendet werden, können sie aus viel größerer Entfernung empfangen 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.
3. Lärm
In einem HF-Netz ist das Signal die Information, die zwischen den Geräten übertragen wird. Rauschen ist alles andere. Das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) ist eine Metrik, die die Signalleistung mit der Rauschleistung vergleicht. Es ist ein wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Reichweite des Funksystems, denn 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, die Folgendes umfasst:
- Kosmische Hintergrundstrahlung und Sonneninterferenz
- Atmosphärische Quellen wie Blitze
- Menschliche Quellen wie Stromleitungen, Motoren, Leuchtstoffröhren, Schalter, Computer und unverbundene Funkverbindungen
4. Frequenz
Radiosignale mit niedrigerer Frequenz können leicht um Objekte herum gebeugt und von der Atmosphäre zurückgeworfen werden, wodurch sich die effektive Reichweite erhöht. Allerdings haben niedrigere Frequenzen eine begrenzte Bandbreite, sodass der Durchsatz eingeschränkt ist. Höhere Frequenzen bieten einen viel höheren Durchsatz, können jedoch nur schwer um Hindernisse herum gebeugt werden und werden nicht von der Atmosphäre zurückgeworfen, wodurch ihre Reichweite begrenzt ist.
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.
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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 herumgelenkt wird, der Rest jedoch vom Empfänger weggeleitet wird und somit verloren geht. Scharfe Kanten beugen das Signal besser als abgerundete Objekte, die dazu neigen, einen größeren Teil des Signals zu absorbieren. Die Beugung ist nur einer von vielen Gründen, warum Objekte im Signalweg vermieden werden sollten.
7. Mehrweg
In idealen Umgebungen wie dem Weltraum kommen die von einem Sender ausgesendeten Signale immer direkt an, ohne von Oberflächen oder Objekten reflektiert zu werden. Hier auf der Erde sind die Dinge unvermeidlich komplizierter. In Fällen, in denen die Sichtverbindung klar ist, kommen einige Signale direkt an, andere werden jedoch von nahe gelegenen Objekten und dem Gelände reflektiert und dadurch verzerrt. Funkprotokolle und -systeme sind in der Regel so ausgelegt, dass sie gewisse Mehrwegeeffekte berücksichtigen. Auch die Anbringung von Antennen in großer Höhe und frei von Hindernissen ist hilfreich.
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 (zusammen mit Bäumen und anderer Vegetation) können Signale absorbieren, brechen, reflektieren oder vollständig daran hindern, ihr Ziel zu erreichen. Die Beschaffenheit des Bodens selbst kann sich bei niedrigen 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 wie möglich von Gelände und Hindernissen sein, um die Kommunikationsleistung zu optimieren.
10. Antennen und Reichweite
Antennen wandeln elektrische Signale in Funkwellen um, um Informationen „über Funk“ zu übertragen. Bei Empfängern werden Funkwellen wieder in elektrische Schwankungen umgewandelt, die Computer verstehen können. Die Verwendung der richtigen Antennen in Verbindung mit der richtigen Antennenplatzierung und Kabelauswahl ist von entscheidender Bedeutung. Eine schlechte Auswahl kann die Reichweite einschränken, Batteriestrom verschwenden und ein ansonsten gut durchdachtes System zu einem Support-Albtraum machen. Weitere Informationen finden Sie in unserem Leitfaden „Die 10 wichtigsten Überlegungen zum Antennendesign “.
Überlegungen zu Stromverbrauch und Batterielebensdauer für die Kommunikationsreichweite
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
Durch sorgfältiges Energiemanagement der Geräte kann die Batterielebensdauer von Tagen auf Jahre verlängert werden. Eine gute Möglichkeit, Energie 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 zur effektiven Verringerung der Reichweite verlängert die Batterielebensdauer.
Einige Protokolle können die Sendeleistung automatisch mit einer adaptiven Datenratenfunktion begrenzen, die das Gerät dynamisch auf die niedrigstezuverlässigeSendeleistung begrenzt. Dies ist besonders hilfreich, wenn Geräte mobil sind oder wenn sich die Funkumgebung im Laufe der Zeit ändert (saisonale Veränderungen der Vegetation, tägliche Veränderungen der Funkstörungsumgebung usw.).
Schlafmodi
Um Energie zu sparen und die Batterielebensdauer zu verlängern, verwenden IoT häufig Schlafmodi, wenn sie nicht benötigt werden. Ein schlafendes Funkmodul empfängt in der Regel keine Übertragungen. Viele IoT erfordern jedoch, dass Geräte im Feld Daten senden und empfangen.
Sie können eine Store-and-Forward-Methode verwenden, wenn das Netzwerk- oder Protokoll-Design dies unterstützt. Bei bestimmten Protokollen wird dies durch „übergeordnete“ Funkknoten ermöglicht, die für ein ruhendes „untergeordnetes“ Gerät bestimmte Übertragungen vorübergehend speichern, bis dieses Gerät aktiv wird und die Daten anfordert. Bei anderen Protokollen fungiert ein zentraler Netzwerkserver als übergeordneter Knoten, der Nachrichten nur dann weiterleitet, wenn er die Aktivierung eines Remote-Geräts erkennt. Mit einem geeigneten Energiemanagement können batterie- und solarbetriebene Systeme mehrere Jahre lang ohne Wartung betrieben werden.
Digi's Angebote nach Bereich
Digi XBee®-Funkmodule sind in verschiedenen Reichweiten erhältlich, um der Vielfalt der IoT und -Umgebungen gerecht zu werden. Ein einheitlicher Formfaktor, eine gemeinsame Schnittstelle und jahrzehntelange Zuverlässigkeit machen die Digi XBee zum Marktführer im Bereich der drahtlosen Vernetzung, unabhängig davon, ob Ihr Projekt die Kommunikation innerhalb eines Raums oder rund um den Globus erfordert. Und die XBee-Produktreihe wird ständig erweitert, beispielsweise um Protokolle wie LoRaWAN und Wi-SUN.
Werfen wir einen kurzen Blick auf die einzelnen Modultypen unten. Ausführlichere Informationen zum XBee-Ökosystem finden Sie in unserem XBee-Einkaufsführer.
XBee-Funkgeräte mit kurzer 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.
Ein einziges, winziges Modul, das mehrere drahtlose Netzwerkprotokolle sowie Bluetooth Low Energy und integrierte Programmierbarkeit unterstützt. Mit einer Reichweite von 1.200 Metern in Sichtlinie ist es eine hervorragende Lösung für die Hausautomation, industrielle Steuerung und Umgebungserfassung. Die Kurzstreckenkommunikation und mittlere Bandbreite sorgen für eine lange Batterielebensdauer. Mesh-Optionen ermöglichen Netzwerke, die größer sind als die Reichweite einzelner Knoten und große Häuser oder kleine Außenfarmen abdecken.
Diese integrierten WLAN-Module bringen eine der beliebtesten drahtlosen Netzwerktechnologien auf die Digi XBee . Mit einer Standard-WLAN-Reichweite (90 Meter) und einem hervorragenden Durchsatz sind sie mit jeder Basisstation in der Nähe kompatibel. Dies gleicht die zusätzlichen Kosten des stromhungrigeren WLAN-Protokolls sowie dessen zusätzliche Komplexität bei der Bereitstellung teilweise aus. Ideal, um ein Gerät zu einem bereits bestehenden Netzwerk hinzuzufügen. Stellen Sie nur sicher, dass Ihr Bereitstellungsplan ausreichend Ressourcen für die Verwaltung mehrerer Authentifizierungskonfigurationen enthält, die sich im Laufe der Zeit ändern werden.
Digi XBee + Bluetooth Low Energy
Jedes Digi XBee integriert zusätzlich zum ausgewählten Hauptprotokoll Bluetooth Low Energy. Bluetooth Low Energy ist auf Smartphones weit verbreitet und bietet daher eine einfache Möglichkeit, Module zu konfigurieren, Daten von batteriebetriebenen drahtlosen Sensoren zu protokollieren oder Standort-Beacons zu erstellen. Bluetooth Low Energy hat in der Regel eine recht kurze Reichweite (maximal 90 Meter), verbraucht jedoch sehr wenig Strom und eignet sich daher hervorragend als sekundäres Protokoll für IoT .
Das Digi XBee BLU ist ein Bluetooth Low Energy 5.4-Modul in Industriequalität, das für IoT drahtlose IoT in einer Vielzahl von Anwendungen entwickelt wurde, von Maker-Projekten bis hin zu industriellen Umgebungen. Es unterstützt Bluetooth Low Energy 5.4 mit Datenraten von bis zu 2 Mbit/s und bietet robuste Sicherheit durch das Digi TrustFence®-Framework, einschließlich sicherem Start, Hardware-Kryptografiebeschleunigung und verschlüsselter Kommunikation.
XBee-Funkgeräte mittlerer Reichweite
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.
Die leistungsstärkere Version des kleinsten Moduls von Digi für drahtlose Netzwerke umfasst Bluetooth Low Energy und integrierte Programmierbarkeit. Mit einer Reichweite von 2 Meilen ist es ideal für die Gebäudeautomation, fabrikweite Steuerungen, Smart-City-Lösungen und großflächige landwirtschaftliche Sensorik. Seine Übertragungen mit mittlerer Reichweite verbrauchen mehr Batterie als die Version mit normaler Leistung, aber Sie können dies durch die Implementierung einer der verschiedenen Schlafoptionen ausgleichen. Netzwerke können eine Mischung aus Modulen mit hoher und niedriger Leistung umfassen, um die Batterielebensdauer und die Kosten zu optimieren.
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. Die 900-MHz-Frequenz beschränkt seine 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, ist es eine hervorragende Lösung.
Das Digi XBee® LPX 900-Modul ist eine kompakte, zuverlässige HF-Lösung für Verbindungen über große Entfernungen. Es ist vollständig kompatibel mitDigi XBee 900HP und verfügt über einen integrierten SAW-Filter (Surface Acoustic Wave), der Störgeräusche außerhalb des Bandes minimiert und so eine schnellere und zuverlässigere Datenübertragung ermöglicht. Das Modul ist vorzertifiziert und arbeitet im ISM-Band von 902 bis 928 MHz, wodurch die Einhaltung gesetzlicher Standards gewährleistet und die Bereitstellung vereinfacht wird.
XBee-Funkgeräte mit großer Reichweite
Wenn Sie große Entfernungen überbrücken müssen, benötigen Sie Protokolle mit großer Reichweite. Für IoT müssen IoT in der Regel 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, Fernbergbau oder -bohrungen und großflächige landwirtschaftliche Systeme sind typische Anwendungsbereiche für diese Art von Funktechnik. Dies gilt insbesondere dann, wenn die zu sendenden Datenmengen recht gering sind, aber über große Entfernungen übertragen werden müssen.
Digi XBee PRO
Das Digi XBee PRO ist ein drahtloses RF-Modul der nächsten Generation mit großer Reichweite, das im Sub-GHz-ISM-Band arbeitet und über eine per Software wählbare hohe Sendeleistung (maximal 1 Watt Ausgangsleistung) sowie eine robuste 256-Bit-AES-Verschlüsselung verfügt. Es unterstützt DigiMesh®-Netzwerke für zuverlässige und sichere Kommunikation. Es bietet eine hervorragende Sichtverbindung und Störungsresistenz, passt in den kompakten XBee-Formfaktor und lässt sich über Digi XBee einfach konfigurieren. Es wurde für anspruchsvolle IoT Industrieanwendungen entwickelt und kombiniert robusten Betrieb bei industriellen Temperaturen mit flexibler, stromsparender Funkkonnektivität.
Digi XBee 868 ist ein 868-MHz-HF-Modul für Europa. Das Modul kann entweder ein DigiMesh®- oder ein Punkt-zu-Mehrpunkt-Netzwerkprotokoll ausführen und nutzt dabei einen energiesparenden Mikrocontroller von Silicon Labs und einen Transceiver ADF7023 von Analog Devices sowie einen integrierten SAW-Filter, der eine branchenführende Interferenzunterdrückung bietet. Digi XBee 868 arbeitet im Bereich zwischen 863 MHz und 870 MHz und kann somit in mehreren Regionen weltweit eingesetzt werden, darunter auch in zugelassenen europäischen Ländern.
Digi X-ON ist eine Edge-to-Cloud-Lösung, die ein Digi XBee LoRaWAN-Modul, ein Gateway und die Digi X-ON-Verwaltungsplattform umfasst. Mit dem SparkFun Digi X-ON Kit für LoRaWAN können Sie sofort loslegen. Das SparkFun-Kit für Nordamerika finden Sie hier, das SparkFun-Kit für Europa hier.
Die LoRaWAN-Lösung bietet spezialisierte Produkte für die Sensor- und Gateway-Enden der drahtlosen Kommunikation. Die LoRa-Funkmodulation ist eine Technologie ohne Sichtverbindung, die Hindernisse wie Gebäude, Vegetation und/oder Bereiche mit starken HF-Störungen wie Industriemaschinen durchdringen kann.
LoRaWAN ist ein globaler Standard, der je nach den Vorschriften des jeweiligen Landes hauptsächlich mit 900 MHz, 868 MHz und 400 MHz arbeitet und eine spezielle Konfiguration des LoRa-Modulationsschemas verwendet. LoRaWAN-Sensoren sind sehr stromsparend und haben eine Sichtreichweite von bis zu 100 Kilometern mit 2-Wege-Kommunikation. Typische Anwendungen ohne Sichtverbindung haben eine Reichweite von bis zu 20 km. Gateways sind leistungsstarke Systeme, die mehrere Geräte miteinander verbinden und über eine Cloud-Plattform wie Digi X-ON verwaltet werden, um eine enorme Skalierbarkeit zu gewährleisten.
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 geringer Latenz konfiguriert werden. LoRaWAN-Lösungen eignen sich ideal für verteilte Außeninfrastrukturen 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
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.
Dieses für Endgeräte zertifizierte LTE-Modul der Kategorie 1 bietet integrierte Programmierbarkeit, Bluetooth Low Energy und die bekannten Digi XBee , die Ihr Projekt schneller auf den Markt bringen. Darüber hinaus verfügt XBee Mobilfunk 1 dank der nahezu flächendeckenden Mobilfunk , die Netzbetreiber in den USA und anderen globalen Märkten bieten, über eine enorme Reichweite. Der Durchsatz der Kategorie 1 reicht für Medien wie Videos nicht aus, eignet sich jedoch hervorragend für IoT , bei denen größere Datenmengen übertragen werden müssen. Die Datentarife für Cat 1 sind kostengünstig und Technologien wie SMS sind enthalten, was eine große Entwicklungsflexibilität bietet. Die Module sind optional mit voraktivierten SIM-Karten erhältlich, um Geräte mit möglichst geringem Aufwand auf den Markt zu bringen.
Digi XBee Global LTE Cat 4-Modems bieten eine nahezu unbegrenzte Reichweite, ähnlich wie Cat. Die neueste Ergänzung der XBee Mobilfunk ermöglicht es OEMs, mit vorab zertifizierten XBee LTE Cat 4-Modulen, die je nach Bedarf flexibel zwischen mehreren Frequenzen und Funkprotokollen wechseln können, schnell drahtlose Konnektivität in ihre Anwendungen zu integrieren.
Wie seine Geschwister Cat 1 und Cat 4 ist diesesIoT endgerätzertifiziert, onboard programmierbar, verfügt über Bluetooth Low Energy und vertraute Schnittstellen sowie eine nahezu unbegrenzte Reichweite wie Cat. Sowohl das LTE-M- als auchIoT wurden entwickelt, um IoT mit geringer Bandbreite zu unterstützen, die einen geringen Stromverbrauch bei niedrigen Kosten erfordern. Die Datentarife für beide Protokolle sind kostengünstig, und neue Mobilfunk können dazu beitragen, dass die Akkus der Geräte monatelang oder sogar noch länger halten. Vorinstallierte SIM-Karten sind optional erhältlich, sodass IoT direkt vom Werk in die Hände des Benutzers gelangen können, was die Bereitstellung zum Kinderspiel macht. Dies ist eines der zukunftsweisendsten Module in der Palette IoT von Digi.
Kombinierte Lösungen: Kurze Reichweite + lange Reichweite
Manchmal ist die beste Lösung, mehrere verschiedene Verbindungstypen miteinander zu kombinieren. Bei einer Fernüberwachungsanwendung für die Umwelt könnte es beispielsweise am besten sein, ein Zigbee- oder DigiMesh-Kurzstreckennetzwerk zu verwenden, um einen relativ kleinen Bereich wie eine Ölplattform dicht abzudecken, und dann die Daten über ein Langstreckenfunkgerät wie das Digi XBee SX an ein entfernt gelegenes Kontrollzentrum zurückzusenden. An weniger abgelegenen Orten, an denen Mobilfunk verfügbar Mobilfunk , könnte dies ebenfalls eine gute Wahl für den Backhaul sein. Das gleiche Netzwerk könnte auch Bluetooth Low Energy mit sehr kurzer Reichweite implementieren, um eine direkte Sensorkonfiguration von einem lokalen Smartphone aus zu ermöglichen. Die Kombination mehrerer Protokolle, sodass jedes das tun kann, was es am besten kann, führt oft zur idealen IoT .
Diese Tabelle gibt einen Überblick über Protokolle, Datenraten und Stromverbrauch.
Quelle: Behr Tech
Zusammenfassung
Wir haben die Reichweite der drahtlosen Kommunikation und die vielen Faktoren, die sie beeinflussen, behandelt und gezeigt, warum die Antwort auf die Frage, wie weit ein Funksignal reicht, „es kommt darauf an“ lautet. Die Umgebung, Baumaterialien, das Gelände, Reflexionen, das Wetter, Antennen, die Sendeleistung, Protokolle, Frequenzen und insbesondere das Signal-Rausch-Verhältnis spielen dabei eine Rolle. Wie finden wir also die beste Lösung?
Zunächst müssen Sie alle Variablen berücksichtigen, darunter:
- 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, Ihr Ziel zu erreichen, unabhängig davon, welche Funkreichweite Sie benötigen. Für weitere Informationen empfehlen wir Ihnen, diese Übersicht über die Funktionen IoT und unseren Leitfaden zur Auswahl einer Architektur zu lesen.
Benötigen Sie praktische Unterstützung beim Design? Die Experten für drahtloses Design von Digi können maßgeschneiderte Designs erstellen, um selbst die schwierigsten Kommunikationsprobleme zu lösen.
Das Digi-Team kann Ihnen dabei helfen, jeden dieser Faktoren zu bewerten und die perfekte Lösung auszuwählen, die Ihren Projektanforderungen entspricht und den erforderlichen Bereich abdeckt. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Hilfe bei Ihrer Entscheidung benötigen.
Dieser Blogbeitrag wurde erstmals im Dezember 2021 veröffentlicht und im Januar 2026 aktualisiert.