Het IoT (Internet of Things) verbindt al veel apparaten. Sterker nog, het concept groeit zo snel, wie weet hoeveel verbonden apparaten er uiteindelijk zullen zijn?

Tot voor kort draaiden deze apparaten meestal op dezelfde netwerken en protocollen die mobiele communicatie en internet ondersteunen, zoals Bluetooth, Wi-Fi en mobiel internet.

Dankzij de gevestigde infrastructuur van basisstations over de hele wereld hebben cellulaire draadloze technologieën een monopoliepositie ingenomen als het gaat om het rechtstreeks verbinden van apparaten zoals computers, telefoons of tablets met internet zonder een gateway.

Sommige van deze technologieën maken een transmissiesnelheid tot 3,9 Gbps in de downlink en 1,5 Gbps in de uplink mogelijk. Voor de meeste dingen in het IoT is echter minder dan 100 bpm nodig.

Gedistribueerde apparaten zoals ingebedde sensoren hebben bijvoorbeeld totaal andere netwerkvereisten dan computers of telefoons. Wanneer we internet gebruiken, hebben we met onregelmatige tussenpozen toegang tot grote hoeveelheden gegevens, maar externe sensoren verzenden met regelmatige tussenpozen kleine pakketjes met gegevens. Vaak zullen deze apparaten ook verbinding moeten maken in gebieden ver weg van de traditionele infrastructuur en een handige stroomvoorziening.

Hoe gaan we om met de unieke netwerkbehoeften van dit soort IoT-apparaten?

Draadloze IoT-technologieën met een groot bereik vormen de basis voor een LPWAN (Low-Power Wide-Area Network). In dit soort netwerken zijn de protocollen speciaal ontworpen voor langeafstandsmogelijkheden en het verzenden van kleine hoeveelheden gegevens vanaf talloze apparaten met een laag energieverbruik, zoals sensoreindpunten, met langere tussenpozen.

Op Sigfox en LoRa gebaseerde standaarden gebruiken een niet-gelicentieerde sub-GHz-band (868 MHz in Europa) die minder interferentie heeft dan andere protocollen zoals Bluetooth en Wi-Fi. Op die frequenties kunnen signalen obstakels doordringen en lange afstanden afleggen terwijl ze relatief weinig stroom verbruiken – perfect voor IoT-apparaten, die vaak beperkt zijn door de levensduur van de batterij.

Elke standaard gebruikt een andere techniek om het zendvermogen te minimaliseren en het bereik te maximaliseren. Sigfox maakt gebruik van de bekende BPSK-modulatietechniek en ultra-smalbandtechnologie om de signaalpenetratie te maximaliseren. Het is ideaal voor een bereik van 3-10 km in bebouwde stedelijke gebieden of 30-50 km op het platteland.

LoRa lijkt sterk op de Sigfox-technologie, maar maakt gebruik van spread-spectrumtechnologie om op verschillende frequenties en datasnelheden te verzenden, waardoor de gateway zich kan aanpassen aan veranderende omstandigheden en de manier kan optimaliseren waarop gegevens met elk apparaat worden uitgewisseld.

Een belangrijk voordeel van deze op LPWAN gebaseerde technologieën zijn de kosten (vooral als je meerdere apparaten hebt). Net als bij mobiele mobiele providers heb je nog steeds een licentie nodig. De licentiekosten zijn echter aanzienlijk lager; de jaarlijkse licentiekosten voor LoRa bedragen ongeveer £ 2.500, terwijl Sigfox-gebruikers voor elk eindapparaat tot £ 10 per jaar kunnen verwachten. In tegenstelling tot bij mobiele providers is een simkaart niet nodig.

Deze draadloze IoT-technologieën met groot bereik kunnen worden gebruikt voor een reeks detectietoepassingen, vooral binnen de medische sector, industriële besturingen of gebouwbeheer.

Een kerngebruik is het monitoren van de watertemperatuur. In ziekenhuizen en hotels moet bijvoorbeeld elke kraan en douche regelmatig worden gecontroleerd om er zeker van te zijn dat deze warm genoeg is om de veteranenziekte te voorkomen, maar niet zo heet dat iemand er een uitbrander van kan maken. In plaats van iemand handmatig te laten controleren wat mogelijk duizenden tikken kunnen zijn, kan een sensor op de leiding de temperatuur monitoren en de gegevens onmiddellijk verzenden.

Aan de andere kant van het spectrum vereist de wetgeving dat koelkasten en diepvriezers in supermarkten of andere commerciële omgevingen (zoals restaurants) op een specifieke temperatuur worden gehouden en gecontroleerd. Sensoren kunnen hier ook worden gebruikt om het proces te automatiseren en ervoor te zorgen dat er regelmatig nauwkeurige gegevens worden ontvangen.

Evenzo moeten vloeistoffen en vloeistofgevallen – zoals die in olie-, afval- of septictanks – worden gemeten en zorgvuldig worden gecontroleerd.

Veel van deze toepassingen zullen momenteel gebruik maken van conventioneel 4G. Als er in dit soort omgevingen echter veel sensoren aan elkaar gekoppeld zijn, kan de verbinding traag zijn en leiden tot verlies van functionaliteit en productiviteit. Dit kan grote nadelige gevolgen hebben in bijvoorbeeld een ziekenhuisomgeving. Ter vergelijking: een systeem met een lagere frequentie kan over een kleinere afstand overbrengen, wat betekent dat er slechts één repeater nodig is per verdieping of afdeling in een ziekenhuis.

Bij EC Electronics hebben we ruime ervaring en technische kennis van het werken met dit soort apparaten en platforms. Onze faciliteiten zijn geschikt voor LPWAN en we hebben antennes in onze fabrieken in Groot-Brittannië en Roemenië, waardoor we producten kunnen testen en rechtstreeks met het netwerk kunnen communiceren.

Als u gebruik wilt maken van deze draadloze IoT-technologieën met groot bereik, kunnen we Sigfox- of LoRa-modules in uw product integreren en testen met uw netwerk. Voor meer informatie kunt u vandaag nog contact opnemen.