Er zijn nu naar schatting 18,8 miljard verbonden Internet of Things (IoT)-apparaten wereldwijd. Projecties geven aan dat de groei zal aanhouden, waarbij het totale aantal IoT-apparaten in 2030 naar verwachting ongeveer 40 miljard zal bedragen.

Gezien het concept zo snel groeit, wie weet hoeveel verbonden apparaten er uiteindelijk zullen zijn?

Deze apparaten werken traditioneel op dezelfde netwerken en protocollen die apparaten zoals computers of telefoons met internet verbinden: cellulaire draadloze technologieën.

Gedistribueerde IoT-apparaten zoals ingebedde sensoren stellen echter 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?

Sommige aangesloten IoT-apparaten maken een transmissiesnelheid tot 3,9 Gbps in de downlink en 1,5 Gbps in de uplink mogelijk. In deze gevallen is 5G mobiel ideaal.

Ontworpen voor communicatie met hoge snelheid, hoge capaciteit en lage latentie, is 5G geschikt voor geavanceerde IoT-toepassingen die realtime responsiviteit en grote gegevensoverdrachten vereisen. Het ondersteunt dichte netwerken van apparaten, wat van cruciaal belang is in stedelijke gebieden of industriële omgevingen. Typische use cases zijn onder meer slimme steden (verkeersbeheer en openbare veiligheid), industriële IoT (automatisering en robotica) en autonome voertuigen (vehicle-to-everything-communicatie).

Voor de meeste sensoren of apparaten die met het Internet of Things zijn verbonden, is echter minder dan 100 bpm nodig.

In tegenstelling tot computers of smartphones verzenden veel IoT-apparaten, zoals ingebedde sensoren, met regelmatige tussenpozen kleine hoeveelheden gegevens. Deze apparaten werken vaak op afgelegen locaties zonder gemakkelijke toegang tot stroomvoorzieningen of traditionele communicatie-infrastructuur.

LPWAN-technologieën (Low-Power Wide-Area Network), zoals LoRa of Sigfox, zijn geoptimaliseerd voor langeafstandscommunicatie, lage datasnelheden en minimaal stroomverbruik. Dit maakt ze geschikt voor IoT-sensoren en apparaten die met regelmatige tussenpozen kleine datapakketten verzenden, ook vanaf afgelegen locaties of locaties die op batterijen werken.

Toepassingen zijn onder meer slimme huiselektronica zoals aangesloten thermostaten, asset-tracking en slimme meters voor het monitoren van nutsvoorzieningen.

Op Sigfox en LoRa gebaseerde standaarden gebruiken een niet-gelicentieerde sub-GHz-band (868 MHz in Europa), die minder interferentie heeft dan andere protocollen. 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. Hij is geschikt voor een bereik van 3 tot 10 kilometer in de bebouwde kom of 30 tot 50 kilometer 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 u meerdere apparaten heeft).

Net als bij mobiele mobiele providers moet je een licentie hebben. Beide technologieën hebben echter lage licentiekosten in vergelijking met traditionele mobiele netwerken, waardoor ze kosteneffectief zijn voor grootschalige implementatie van het Internet of Things. In tegenstelling tot bij mobiele providers is een simkaart niet nodig.

Hoewel LPWAN-technologieën voldoen aan de specifieke behoeften van apparaten met een laag vermogen en een groot bereik, biedt 5G connectiviteit met hoge snelheid en hoge capaciteit.

5G-netwerken kunnen enorme implementaties van Internet of Things-apparaten ondersteunen, waardoor naadloze communicatie mogelijk wordt voor toepassingen zoals autonome voertuigen en industriële automatisering.

Veel IoT-sensoren en -apparaten – waaronder smart home-elektronica – vertrouwen echter nog steeds op LPWAN vanwege hun kosteneffectiviteit en energie-efficiëntie in langeafstandsscenario’s met weinig data. Een combinatie van beide technologieën zorgt voor robuuste connectiviteit tussen diverse Internet of Things-toepassingen.

In feite vullen deze technologieën elkaar in veel scenario’s aan: 5G ondersteunt toepassingen die hoge prestaties vereisen, terwijl LPWAN apparaten verwerkt die energie-efficiëntie en een brede dekking vereisen.

Bij EC Electronics hebben we ruime ervaring en technische kennis van het werken met IoT-apparaten en -platforms.

Onze faciliteiten in Groot-Brittannië en Roemenië zijn geschikt voor LPWAN, met ingebouwde antennes waarmee we producten op Sigfox- of LoRa-netwerken kunnen testen.

Of u nu slimme elektronica voor industriële automatisering of slimme elektronica voor thuis ontwikkelt, wij hebben de expertise om uw ideeën tot leven te brengen en deze technologieën naadloos in uw producten te integreren via onze elektronische productieservices.

Met tientallen jaren ervaring in de productie van elektronica en een diepgaand inzicht in het internet der dingen, is EC Electronics uw favoriete elektronicafabrikant voor draadloze IoT-oplossingen over lange afstanden. Of u nu hulp nodig heeft bij het integreren van Sigfox-, LoRa- of 5G-mogelijkheden, wij kunnen u ondersteunen.

Neem vandaag nog contact met ons op via +44 (0)1256 461894 of sales@ecelectronics.com en ontdek hoe we u kunnen helpen ten volle te profiteren van de nieuwste IoT-apparaten en slimme elektronica.