Het Internet of Things groeit en breidt zich uit, zelfs nu IoT-apparaten de neiging hebben te stagneren. Dit brengt een nieuwe reeks uitdagingen met zich mee. Misschien wel het allerbelangrijkste vandaag de dag is hoe we miljarden kleine apparaten, verspreid over huizen, steden en toeleveringsketens, met elkaar kunnen laten communiceren zonder om de paar weken de batterijen te hoeven vervangen. Gebruikers kunnen hun smartphones en slimme thuishubs opladen, maar de draadloze sensoren die worden gebruikt om de gezondheid van machines, het laden van containerschepen en duizenden andere dingen te monitoren, kunnen dat niet.
Draadloze sensoren die maanden, jaren, zelfs tientallen jaren kunnen functioneren zonder dat de batterij leeg raakt, zijn van cruciaal belang voor de toekomst van IoT, en dat hangt af van een combinatie van efficiënte hardware, intelligente software en passende netwerktechnologie.
Meer informatie over IoT-sensoren met laag vermogen
IoT-hardware en -software verbruiken weinig elektriciteit

Sensoren hebben doorgaans niet veel elektriciteit nodig om te werken. Als ze alleen maar een paar keer per dag de temperatuur hoeven af te lezen, is het elektriciteitsverbruik vrijwel verwaarloosbaar. Ze hebben echter ook nog twee andere taken: het verwerken van data (met behulp van microcontrollers) en het versturen van data naar elders (met een radiofrequentiezender). Dit is wanneer sensoren veel elektriciteit verbruiken.
Een eenvoudige manier om het stroomverbruik tot een minimum te beperken, is door de sensor het grootste deel van de tijd in een “slaapstand” te houden, door gebruik te maken van een alarmapparaat. Dit alarmapparaat verbruikt slechts een kleine hoeveelheid stroom totdat het een signaal naar de sensor stuurt, wat aangeeft dat het tijd is om het signaal te meten, verwerken en verzenden. Hoe minder stroom dit alarmapparaat gebruikt, hoe langer de sensor zal werken, ongeacht hoeveel stroom de gegevensverwerkingscircuits en RF-zenders gebruiken.
![Er is behoefte aan IoT-sensoren met een laag vermogen Er is behoefte aan IoT-sensoren met een laag vermogen]()
Over het algemeen vergt het verzenden van grote hoeveelheden gegevens over lange afstanden veel elektriciteit. Daarom zijn zowel het verzenden van de minimale hoeveelheid gegevens als het gebruik van een verbindingsprotocol met laag vermogen belangrijk. Door enige lokale verwerking van de gegevens uit te voeren, kan het stroomverbruik tijdens de verzending worden verminderd, maar het vinden van de beste manier om de gegevens te verzenden is moeilijker, omdat verschillende draadloze technologieën in verschillende gevallen beter zullen presteren. Er zijn echter nogal wat opties, van energieverslindende WiFi en mobiele netwerken (zoals GSM, GPSR, LTE, enz.) tot opties met een laag energieverbruik zoals Zigbee en Sigfox.
IoT-sensorconnectiviteit verbruikt weinig stroom
![Er is behoefte aan IoT-sensoren met een laag vermogen Er is behoefte aan IoT-sensoren met een laag vermogen]()
Niet alle IoT-sensoren zijn hetzelfde: sommige zullen gegevens over dichtbevolkte stedelijke gebieden verzenden, andere kunnen in afgelegen berggebieden worden gebruikt. Mensen kunnen heel wat sensoren gebruiken in huizen en fabrieken. De frequenties waarop sensoren werken, evenals de protocollen die ze op elke frequentie gebruiken, zullen variëren afhankelijk van het gebruiksscenario en andere factoren, maar de volgende zijn enkele van de meest voorkomende protocollen, gerangschikt in volgorde van bereik van kort naar lang.
Z-golf
- Bereik: 30m - 100m
- Frequentie: 900 MHz
- Snelheid gegevensoverdracht: 10 - 100 bit/sec
Z-wave wordt voornamelijk gebruikt voor domotica-doeleinden en is een populaire energiezuinige technologie die mesh-netwerken ondersteunt en op de sub-1GHz-band draait, waardoor het stroomverbruik, elektriciteit en interferentie van andere apparaten worden verminderd.
Zigbee
- Bereik: 10m - 100m
- Frequentie: 2,4 GHz
- Snelheid gegevensoverdracht: 250 kbit/s
Zigbee is tot nu toe op grote schaal toegepast in het Industrial Internet of Things (IIoT) en is gespecialiseerd in het exploiteren van sensor- mesh-netwerken over korte afstand met een laag stroomverbruik. Het minimaliseert de tijd dat de radiogolven van de sensor actief zijn om het stroomverbruik te verminderen.
U kunt meer zien: Vergelijk Zigbee en Z-Wave, twee draadloze technologieën voor slimme huizen
6Lage WPAN
- Omvang: Divers
- Frequentie: flexibel
- Snelheid gegevensoverdracht: 20 - 250 kbit/sec
Hoewel 6LoWPAN vaak wordt beschouwd als een concurrent van Zigbee, is het geen toepassingsprotocol. 6LoWPAN is een netwerkprotocol gebaseerd op IPv6 , wat betekent dat elk aangesloten apparaat zijn eigen unieke identificatieadres zal hebben. Dit maakt 6LoWPAN eenvoudig compatibel met bestaande IP-gebaseerde systemen, en kan feitelijk op verschillende banden werken, niet slechts op één enkele band. 6LoWPAN wordt nog niet algemeen toegepast, maar het lage stroomverbruik biedt enkele grote compatibiliteitsvoordelen.
Bluetooth Low-Energy (BLE)/Bluetooth Smart
- Bereik: 20m - 150m
- Frequentie: 2,4 GHz
- Snelheid gegevensoverdracht: 1 Mbps
Bluetooth is al in veel consumentenapparaten geïntegreerd en met de introductie van energiezuinige versies heeft het een enorme sprong voorwaarts gemaakt voor IoT. Het ondersteunt hogere doorvoerniveaus en een groter bereik dan sommige andere technologieën. Dankzij de compatibiliteit kan het voor veel toepassingen de beste keuze worden.
Wifi HaLow
- Bereik: tot 1 km
- Frequentie: 900 MHz
- Snelheid gegevensoverdracht: 150 Kbps - 18 Mbps
HaLow is ontwikkeld door de Wi-Fi Alliance als een energiezuinige standaard voor het verbinden van IoT-apparaten en concurreert vooral met Bluetooth bij gebruik voor smart home-apparaten en sensornetwerken. De frequentie van 900 MHz geeft een goed bereik en de mogelijkheid om door obstakels heen te dringen. Zeer hoge doorvoersnelheid, zeer laag stroomverbruik. Het wordt nog niet veel gebruikt, maar de verwachting is dat het zijn werk goed zal doen.
Sigfox
- Bereik: 3 km - 50 km (afhankelijk van obstakels)
- Frequentie: 900 MHz
- Snelheid gegevensoverdracht: 100 - 600 bit/sec
Voor kleine gegevensoverdracht over lange afstanden en met laag vermogen is Sigfox moeilijk te verslaan. Afhankelijk van de omgeving kan het gegevens over lange afstanden verzenden. De doorvoer is vrij laag, waardoor het een slechte keuze is voor bandbreedte-intensieve apparaten, maar uitstekend geschikt voor meetinstrumenten voor algemene doeleinden en basissensoren. Sigfox is overal verkrijgbaar in Europa, de Verenigde Staten, Australië en Azië.
Mobiel (GSM/GPSR/LTE versus LTE-M/NB-IoT)
Hun alomtegenwoordigheid en hoge doorvoersnelheden maken mobiele netwerken tot een geschikte keuze voor IoT-sensoren, maar hun hoge energieverbruik en de neiging om zelfs in niet-levensvatbare omgevingen overbelast te raken door netwerkverkeer, maakt ze impopulair onder fabrikanten van sensoren met een laag vermogen. Dat is de reden waarom mensen voortdurend werken aan het upgraden van de bestaande infrastructuur ter ondersteuning van LTE-M (LTE-Machine, wat betekent dat real-time IoT-gegevensoverdracht mogelijk is) en NB-IoT (NarrowBand-IoT), specifiek gericht op apparaten met een laag vermogen en lage doorvoer. . LTE-M en NB-IoT zullen, samen met 5G, waarschijnlijk in veel toekomstige IoT-toepassingen worden gebruikt.
De batterijtechnologie wordt gestaag verbeterd en de snelle inzet van grote sensornetwerken is in volle gang. We hebben indrukwekkende vooruitgang geboekt bij het bouwen van sensoren die energie besparen zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.
Standaarden met een grote bestaande gebruikersbasis, zoals Bluetooth, WiFi en mobiele telefonie, zullen waarschijnlijk op grote schaal in huis worden gebruikt, terwijl industriële en andere toepassingen zich op elke toepassing zullen richten. Welke technologieën zijn het meest geschikt voor de situatie waarin ze worden gebruikt?
Het opzetten van sensornetwerken met een laag vermogen zal de komende jaren of zelfs decennia steeds populairder worden.