Både IoT (internet of things) och fastighetsautomation är heta begrepp på marknaden. I samband med dessa förekommer ytterligare ett antal begrepp samt tekniker för att lösa kommunikationsbehovet mellan olika enheter och uppkoppling av sensorer.
Detta gör att kunder och beställare känner en viss osäkerhet kring vad de bör satsa på, vilka tekniker som fungerar bäst och framförallt vilka som finns kvar om ett par år. Vi har därför försökt reda ut begreppen nedan genom att beskriva de på marknaden vanligaste teknikerna.
Vi börjar med de trådlösa teknikerna. Inom och hemautomation samt fastighetsautomation finns det otaliga tekniker som alla konkurrerar om att bli den främsta. Vid val av teknik är det därför viktigt att man har behoven klara för sig.
Ethernet är standardiserat av IEEE i serien IEEE 802.11 och används ofta i både hem och kontor för att erbjuda trådlös kommunikation. Den första standarden kom -97 och erbjöd upp till 2 Mbit/s. Den nu senaste 802.11ac kom 2012 och erbjuder upp till 7 Gbit/s. Wi-Fi jobbar på 2,4 GHz bandet och nu mer även på 5 GHz bandet, det är en relativt stabil kommunikation som erbjuder hög överföringskapacitet, men kräver också hög strömförbrukning. Många samtidiga enheter kan koppla upp sig mot accesspunkter för trafik. Överföringskapaciteten är beroende av både avstånd och hur störningsfri miljön är.
Ett populärt trådlöst protokoll som jobbar på 868Mhz bandet som är vanligast vid hem- och fastighetsautomation. Tekniken bygger på mesh-teknik som tillåter produkter/noder och sensorer att koppla upp sig mot varandra genom att vidaresända signaler, vilket ökat tillförlitligheten och räckvidden och gör att noder kan prata med varandra direkt eller indirekt och på så sätt förlänga överföringsavståndet. Z-wave är en relativt energisnål teknik och jobbar med viss krypterad och dubbelriktad kommunikation, vilket säkerställer att kommandon kommer fram samt kvitteras. Alla kommunikationsprodukter certifieras vilket säkerställer kompabilitet mellan olika fabrikat. Tekniken är relativt strömsnål och kan max överföra 100 Kbit/s upp till ca 30 m mellan två noder.
Trådlöst protokoll för hem- och fastighetsautomation. Precis som WiFi nyttjas 2,4 GHz bandet, men på samma sätt som Z-wave byggs ett mesh-nätverk upp där de olika produkterna pratar med varandra direkt eller indirekt. Zigbee bygger på radiostandarden IEEE 802.15.4, men eftersom det är en öppen standard finns ingen garanti att olika Zigbee-produkter stödjer varandra. Trots det satsar allt fler stora fabrikat på denna teknik, exempelvis IKEAs Trådfri och Philips HUE är baserade på ZigBee. Tekniken bygger på dubbelriktad kommunikation med kvittens samt krypterad kommunikation och är relativt strömsnål. Den kan överföra max 250 Kbit/s upp till ca 10-30 m mellan två noder, men längre över mesh-nätverk vilket gör den populär.
Varken Zigbee eller Z-wave kräver någon central controller då noder/produkter kan prata direkt med varandra, men för att kunna styra eller övervaka från distans samt för att kommunicera med andra protokoll, krävs en brygga eller gateway. Denna kommunicerar ofta med en IP-baserad Ethernet på externa sidan, vilket möjliggör styrning på distans över internet med telefon, platta eller andra enheter.
Trådlös standard för att överföra data över korta sträckor. Vanligast är det vid uppkoppling av produkter till mobiler m.m. in ett PAN (personal area network). IEEE standardiserade Bluetooth i IEEE 802.15.1 men underhåller inte längre standarden. Tekniken nyttar 2.4 GHz bandet och bygger på en master/slav arkitektur där en master kan ansluta upp till sju slavenheter. Överföringsavståndet beror på vilken klass (1-4) som ger från 0,5 m upp till ca 100 m. Normalt runt 5-10 m. Eftersom de flesta Bluetooth-produkter är batteridrivna är en låg energiförbrukning viktig, därav påverkas avståndet.
Dock har senare versioner kommit där man kan erbjuda högre överföringshastigheter på bekostnad av avståndet eller tvärt om med låga överföringshastigheter på längre avstånd. Säkerheten baseras på att enheter måste paras med varandra genom att t.ex. ange en pin-kod. Även mesh-tekniker kan nyttjas för att utöka avståndet.
NFC betyder ”Near Feld Communication” och används ofta för kontaktlös kommunikation över korta avstånd (upp till 10 cm) med lite dataöverföring och enkel setup för t.ex. biljetter, kortbetalning, passagekort m.m. Dessa är ofta baserade på RFID (radio-frequency identification) teknik som arbetar på ganska låga frekvenser, 13.56 MHz med 106 kbit/s till 424 kbit/s överföringskapacitet. Det bygger på elektromagnetisk induktion från en sändare till en passiv mottagare. Detta medför att mottagaren inte behöver strömförsörjas.
En akronym för IPv6 över Low-Power Wireless Personal Area Networks. Tanken är att med IP-paket version 6 ska kunna skickas över andra trådlösa nät inom 2,4 GHz bandet och på sätt nyttja IP-trafikens fördelar även i lågenerginät med lägre kapacitet. Tanken är att detta ska nyttjas för hem- och fastighetsautomation samt för sensoruppkoppling.
Global nätoperatör som bygger trådlösa nätverk för att ansluta produkter med låg energiförbrukning så som mätare, smarta klockor med mera som behöver konstanta överföringar men med låg kapacitet över långt avstånd (upp till 50 km). Tekniken jobbar på 868MHz bandet I Europa lämpar sig för mätvärdesinsamlingar med låg överföringskapacitet 0,1-0,6 kbit/s.
Långavståndsprotokoll som bygger på radiobaserad trådlösöverföring med låg överföringskapacitet och energiförbrukning. Möjligt upp till 100 km på bekostnad av överföringskapaciteten 0,3- 50 kbps. Typiska applikationer är mätvärdesinsamling från avlägsna sensorer och andra funktioner som inte är beroende av realtidsöverföring och som kan acceptera fördröjningar.
En teknik för trådlös kommunikation mellan enheter baserat på ljus. Informationen överförs antigen via IR, ultraviolett eller i det visuella ljusspektrumet. En ljuskälla i form av LED överför kommunikation på liknande sätt och med liknande protokoll som Wi-Fi, dock med ljuset som informationsbärare. Detta kan var lämpligt i områden där exempelvis elektromagnetisk störning inte får förekomma i t.ex. flygplan, sjukhus eller andra platser. På samma sätt är tekniken inte lika störningskänslig för interferens från andra radiokällor. Ljuset kan inte passera hinder så som väggar vilket gör att räckvidden är begränsad. Dock krävs inte direkt belysning utan ljuset kan studsa och Li-Fi fortfarande fungera. Överföringshastigheten varierar, men kan uppnå nivåer liknade Wi-Fi beroende på förutsättningarna.
Största fördelen med det trådbundna teknikerna är att man inte är lika beroende av störningar, strömförsörjning och har ofta en högre överföringskapacitet. Dock är installationerna statiska och begränsade i yta och omfattning p.g.a. den fysiska infrastrukturen. Därför är en kombination av trådbundna och trådlösa vanligast.
En standardiserad i IEEE 802.3 för olika typer av undergrupper där olika applikationer används, vanligen idag i LAN Local Area Network och WAN Wide Area Network. Byggnation av dessa nät är standardiserade av så väl ISO som CENELC och i Sverige av SEK. Ethernet erbjuder hög samt säker överföringskapacitet och har därför blivit vanliga för uppkoppling av alla typer av produkter och system. Med den senaste standarden har man möjliggjort strömförsörjning över fastighetsnätet med Remote Power (populärt kallat PoE) upp till 90W vilket öppnar upp för nya möjligheter.
En intressant utveckling av Ethernet är en 1-pars lösning som kan överföra begränsad kommunikation och samtidigt strömförsörja sensorer och mätare. Först utvecklad av bilindustrin för att kunna knyta ihop alla sensorer och styrningar i bilar så som regnmätare, parkeringssensorer, belysning och instrumentering m.m. med mindre mängd kablage. Tekniken kan även nyttjas i fastigheter och kommer troligtvis på sikt att bli billigare då massmarknaden för bilar tvingar upp volymen.
En öppen standard för hem- och fastighetsautomation (EN 50090, ISO/IEC 14543) som vanligtvis använder partvinnad kommunikationsbuss för överföring och kommunikation med sensorer och aktorer. Max 57,375 enheter kan anslutas och kommunicerar med 16-bitars adressering. Åtta bitars möjliggör upp till 256 adresser på en ”line” som i sin tur kan bestå av upp till fyra segment med max 54 enheter var. Varje segment kräver lokal strömförsörjning och kan max vara 1 000 m långa.
KNX kan kommunicera över fler olika fysiska medier så som partvinnad kabel, Power-line, Radio (KNX-RF) baserad på Z-Wave protokoll, Infraröd och Ethernet. Protokollet är standardiserat dock kan vissa tillverkare lägga till fabrikatsunik information, vilket gör att det i så fall blir bundet till ett visst fabrikat för att överföra denna tilläggsinformation. Dock fungerar alltid de standardiserade grundfunktionerna. KNX är en av de vanligaste teknikerna för trådbunden fastighetsautomation.
Är ett protokoll för enklare hem- och bostadsautomation som nyttjar primärt ”power line” d.v.s. överföring över elnätet kompletterad med radiokommunikation för trådlös anslutning. Signalen sänds från kontroller, som en överlagrad signal på 120kHz, där man skickar kommandon till olika enheter. Vid trådlösöverföring används 433MHz bandet. Max kan 256 enheter anslutas på grund av antalet adresser som finns tillgängliga. Det finns även bryggor för sammankoppling med andra system t.ex. KNX, IP m.fl. X10 systemen är vanligast i USA.
Teknologin kommer från början från Echelon corperation som tillverkar chip och produkter för kommunikation. 1999 antogs kommunikationsprotokollet LonTalk som en standard av ANSI som en fastighetsautomationsstandard (ANSI/CEA-709.1-B). sedan har den antagits av IEEE (IEEE 1473-L in-train controls). Under 2008 har ISO och IEC verifierat kommunikationsprotokollet för partvinnat nät och powerline samt Internet Protocol (IP) kompabilitet i standardserien ISO/IEC 14908-1, -2, -3, and -4. Det finns två tekniker “two-wire layer” som erbjuder 78 kbit/s och “power line” som erbjuder 5.4 or 3.6 kbit/s överföringshastighet, beroende på frekvens. För att säkerställa att produkterna kan kommunicera certifieras och godkänns dom av LonMark International.
(Building Automation and Control Network)
Ett standardprotokoll för kommunikation och styrning inom fastighetsautomation. Från början togs det fram av American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE). BACnet är idag en amerikansk nationell standard, samt finns i Europeisk standard och en global ISO Standard 16484-5:2017. BacNet bygger på en centraliserad styr och automation av fastighetsfunktioner så som värme, kyla, ventilation med mera.
Förutom dessa finns en mängd fabrikatsknuta system som är proprietära och enbart fungerar med produkter från samma fabrikat t.ex. Creston, Insteon, m.fl. Det finns även system som är avsedda att enbart styra en viss applikation t.ex. ventilation, markiser, belysning så som Dali m.m. men dessa går vi inte in på här.
Välkommen att logga in för att ta del av innehåll som antingen ingår i ditt medlemskap eller som användare av våra tjänster.
Logga inDu som är medlem, kund eller vill bli kund hos Installatörsföretagen skapar enkelt din egen inloggning.
Skapa användarkonto