Application de l'Internet des objets dans les maisons intelligentes combinant diverses technologies sans fil

ZigBee forme un réseau en combinant la topologie maillée avec des passerelles

ZigBee (802.15.4) et BLE (Bluetooth ® Low Energy) sont les deux protocoles IoT sans fil à faible consommation d'énergie les plus populaires sur le marché, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients. ZigBee est un protocole de réseau maillé conçu pour transmettre de petites quantités de données sur des distances moyennes. Il fonctionne sur un réseau en topologie maillée, ce qui signifie que l'information provenant d'un seul nœud capteur passe à travers un groupe de modes (ou « mailles ») jusqu'à ce que la transmission atteigne la passerelle.   ZigBee est un réseau local (LAN). Il est donc le protocole idéal pour l'automatisation domestique et l'éclairage intelligent. Bien que ZigBee soit plus large en portée, il reste assez limité et n'est pas la meilleure option pour les installations hautement instrumentées telles que les applications IoT industrielles. Le réseau ZigBee présente une latence plus élevée en raison de sa topologie maillée, ce qui peut entraîner des goulots d'étranglement lorsque plusieurs nœuds tentent d'atteindre la passerelle via un seul nœud.

Portée courte de réseau BLE et débit de données élevé

BLE est un réseau personnel (PAN) conçu pour se connecter à des appareils proches des utilisateurs, donc BLE a une portée de réseau beaucoup plus courte que ZigBee, mais son débit de données est beaucoup plus élevé. Les débits de données de BLE en courtes rafales sont de 2 Mbit/s. BLE peut « dormir » entre ces courtes rafales, une fonction que ZigBee n'a pas et qui nécessite moins de données et de consommation d'énergie.   De nombreuses applications BLE sont conçues pour utiliser les smartphones comme passerelles, mais cela ne fonctionne que lorsqu'un smartphone est présent. Les appareils portables tels que les montres intelligentes ou les bracelets de fitness sont également capables, mais les capteurs utilisés dans les applications commerciales et industrielles sont souvent non surveillés, rendant les passerelles smartphones peu pratiques ou impossibles à mettre en œuvre.

Construisez des PAN et LAN solides avec BLE et ZigBee

En fait, BLE et ZigBee peuvent être complémentaires. Certains développeurs ont découvert qu'une combinaison de BLE et ZigBee peut créer des dispositifs PAN et LAN très puissants.   En prenant une serrure de porte intelligente comme exemple, un utilisateur peut l'ouvrir via un lien BLE en utilisant un smartphone. La même serrure peut également être connectée à un routeur domestique via ZigBee et contrôlée via une connexion Internet. Ainsi, lorsque le propriétaire s'approche de la porte, son smartphone utilise un réseau cellulaire ou Wi-Fi pour communiquer avec le routeur et ouvre automatiquement la porte en utilisant la stack ZigBee à l'intérieur du routeur. Cependant, si la connectivité Internet est indisponible, les utilisateurs peuvent utiliser des smartphones pour ouvrir les serrures de porte via BLE.

Conception de référence de plateformes IoT prenant en charge des protocoles doubles

Arrow Electronics propose également une conception de référence utilisant STM32WB qui prend en charge Zigbee et BLE. La solution peut prendre en charge les stacks Zigbee et BLE avec le même matériel, et intègre également un CI frontal RF permettant aux modules de générer des sorties de 20 dBm pour les applications longue distance, et des applications de référence peuvent également être utilisées pour exécuter les stacks Zigbee et BLE simultanément.   STM32WB est un système sur puce MCU bicœur, multiprotocole et ultra-basse consommation à 2,4 GHz. Il prend en charge les protocoles BLE 5.0 et IEEE 802.15.4 (en mode unique et simultané) et couvre un large éventail de besoins d'applications IoT. Le module est basé sur les MCU ultra-basse consommation de classe mondiale de ST et dispose d'un large éventail de périphériques qui peuvent raccourcir le temps de développement, réduire les coûts BOM et prolonger la durée de vie de la batterie de l'application. Il intègre des conceptions de référence complètes dans un format compact, centré autour d'un package de la même ligne de produits, et offre un large éventail de certifications.   La conception de référence se compose d’un ensemble de schémas, de dessins de PCB, d’exemples de code (par exemple, contrôle PIR, contrôle d'éclairage), et de documents conçus pour simplifier le processus de développement du nouveau design produit. Les développeurs peuvent utiliser des ressources logicielles incluant la sécurité sans fil, les mises à jour logicielles OTA et la veille basse consommation pour les opérations sur batterie.   Outre le contrôle IoT, les solutions d'ingénierie d'Arrow Electronics intègrent également des capacités de streaming vidéo et audio dans STM32WB. En utilisant les fonctionnalités BLE MAC et MCU bicœur du module STM32WB, le système peut transmettre des images JPEG et de l'audio à différents appareils IoT avec une portée de 300 m. Les développeurs peuvent utiliser cette fonctionnalité unique pour différencier les produits. Par exemple, des communications audio sont ajoutées pour les sonnettes afin de créer des produits de sonnette audio qui contrôlent les appareils Zigbee et communiquent avec les passerelles Zigbee.

Systèmes de maison intelligente combinés avec la technologie AI

Combinée avec la technologie AI, la maison intelligente peut inclure la capacité de connecter plusieurs appareils IoT, ainsi que de soutenir les capacités supérieures de traitement et d'apprentissage de l'AI. Arrow Electronics a fourni des solutions de maison intelligente AI allant de la détection thermique AI, du streaming vidéo/audio, de l'interface utilisateur vocale et du contrôle IoT, aux AGV (véhicules guidés automatisés). La principale différence par rapport aux autres est que des MCU à faible coût sont utilisés pour fournir une solution à faible coût et haute performance pour les applications de maison intelligente AI sur le marché de l'électronique grand public.   Ci-dessous la liste des solutions de maison intelligente AI disponibles pour tous les développeurs :

Les solutions de maison intelligente développées par Arrow Electronics et ST utilisent deux MCU ST – STM32WB et STM32H7. Les solutions peuvent être utilisées dans différentes applications de la vie quotidienne, y compris les moniteurs pour bébé, les sonnettes et les serrures de porte, les caméras de maison intelligente, les consoles de jeu et les appareils électroménagers intelligents tels que les climatiseurs, les systèmes audio domestiques, les machines à laver, etc.

Transducteur radiofréquence onde millimétrique 60 GHz plus pratique

De plus, ST a développé une série d'émetteurs-récepteurs radiofréquence ultra-basse consommation uniques et innovants (ST60) basés sur des ondes millimétriques de 60GHz, également connus sous le nom de connecteurs sans contact à ondes millimétriques, qui ont été appliqués dans divers domaines.   ST60 a l'avantage d'une réponse de communication à faible latence, le temps de réponse est de 7 microsecondes, soit 100 fois plus rapide que la 5G. Le débit de données de communication sans contact du ST60 peut atteindre 6,25 Gbps par canal, et peut facilement répondre à des exigences de vitesse plus élevées en combinant plusieurs canaux. Dans un système d'affichage sans contact, un affichage 720p nécessite un seul canal, un affichage 1080p nécessite deux canaux, et un affichage 4K nécessite quatre canaux pour répondre aux différentes exigences de résolution.   Il y a 2 numéros de pièce pour la série ST60. ST60A2 prend en charge une bande passante de données ultra-élevée et une température industrielle. Avec son interface d'entrée SLVS, il est compatible avec des canaux de données tels que DP, SATA, PCIe, et SGMII Gigabit Ethernet, ce qui lui permet d'être appliqué plus largement. Et ST60A3 prend en charge l'interface eUSB2 pour les appareils adaptés à la connexion USB2.

Conclusion

De nombreux protocoles de transmission sans fil semblent se concurrencer, mais les combiner avec leurs avantages améliore la fonctionnalité et l'efficacité du système. Arrow Electronics s'est associé à ST pour lancer des systèmes de transmission vidéo et audio et des systèmes de capteurs IoT combinant divers protocoles de communication. Les combiner avec l'intelligence artificielle rend l'interface utilisateur plus intuitive et le jugement des objets plus précis. Ces conceptions de référence aideront les clients à accélérer le développement de systèmes IoT pour maisons intelligentes, et méritent une compréhension approfondie et une référence de la part des fabricants intéressés.