LoRaWAN, Zigbee en Bluetooth: protocolkeuze
De keuze van het communicatieprotocol bepaalt het bereik, de batterijduur en de schaalbaarheid van een sensornetwerk in een gebouw. LoRaWAN, Zigbee en Bluetooth zijn de drie meest gebruikte protocollen voor IoT-sensoren in gebouwen, elk met eigen karakteristieken. Een verkeerde protocolkeuze leidt tot onvoldoende dekking, frequent batterijonderhoud of schaalproblemen.
Nederlandse context
In Nederland is KPN een van de operators die een landelijk LoRaWAN-netwerk aanbiedt (KPN Things). Daarnaast zijn er community-netwerken als The Things Network, ontstaan in Amsterdam. Voor gebouwspecifieke toepassingen worden meestal private gateways geplaatst. De Rijksinspectie Digitale Infrastructuur (voorheen Agentschap Telecom) beheert de frequentietoewijzing.
Kernbegrippen
- LoRaWAN
- Long Range Wide Area Network. Protocol voor lange afstanden (kilometers buiten, honderden meters binnen) met zeer laag energieverbruik. Geschikt voor sensoren die weinig data versturen.
- Zigbee
- Mesh-protocol voor korte afstanden (10-30 meter). Sensoren vormen een netwerk dat data doorstuurt via tussenliggende apparaten. Geschikt voor dichte sensornetwerken.
- Bluetooth Low Energy
- Energiezuinige variant van Bluetooth, standaard in smartphones. Bereik tot 30 meter. Geschikt voor werkpleksensoren en indoor positionering.
- Mesh-netwerk
- Netwerktopologie waarbij sensoren onderling data doorsturen. Vergroot het bereik en de robuustheid: als één sensor uitvalt, vindt de data een alternatieve route.
- Bandbreedte
- De hoeveelheid data die per tijdseenheid kan worden verstuurd. LoRaWAN heeft lage bandbreedte (geschikt voor kleine datapakketten); Bluetooth biedt hogere bandbreedte.
Toepassing in de praktijk
LoRaWAN is de standaard voor sensoren die kleine hoeveelheden data versturen (temperatuur, vocht, bezetting) over grote afstanden. Eén gateway in een kantoorgebouw dekt meerdere verdiepingen. De batterijduur van LoRaWAN-sensoren is drie tot vijf jaar. Het nadeel is de lage bandbreedte: voor real-time camera's of audio is het ongeschikt.
Zigbee werkt goed in omgevingen met veel sensoren dicht bij elkaar, zoals verlichtingssturing per armatuur. Het mesh-netwerk is zelfregulerend en robuust. Het vereist wel meer gateways (of Zigbee-coordinatoren) en de configuratie is complexer dan bij LoRaWAN.
Bluetooth Low Energy is interessant voor toepassingen waarbij interactie met smartphones gewenst is: werkplekreservering, indoor navigatie, asset tracking. Het bereik is beperkt, wat meer beacons of gateways vereist. Het voordeel is dat elke smartphone BLE ondersteunt. In de praktijk combineren veel smart buildings meerdere protocollen: LoRaWAN voor klimaat- en energiesensoren, BLE voor werkpleksensoren en Zigbee voor verlichtingssturing.
Verwante onderwerpen
Volg het laatste nieuws over dit onderwerp via IoT-gebouwsensoren op FM Radar →