Wireless-Inbetriebnahme in Smart Buildings

Wireless ersetzt manuelle und fehleranfällige Inbetriebnahmeschritte in kabelgebundenen Netzwerken, die in smart . üblich sind Gebäude mit einem einfachen Scan des Endknotens.

Gebäude verzeichnen einen Anstieg der drahtlosen Akzeptanz. Die drahtlose Technologie bietet den Bewohnern von Gebäuden einen enormen Mehrwert und steigert gleichzeitig den Umsatz für Installateure und OEMs. Anstatt nur einmal zu verkaufen, suchen Hersteller und Händler auf dem Baumarkt nach Möglichkeiten, ihren Umsatz zu steigern, indem sie ihren Benutzern Daten- und Sicherheitsdienste auch nach der ursprünglichen Transaktion verkaufen. Diese Verlagerung hin zu Wireless führt die Branche weg vom herkömmlichen Installationsprozess.

Traditionell waren Installationen der einzige Kontaktpunkt zwischen Verkäufer und Käufer im Gebäuderaum. Heute helfen Händler den Benutzern, ihre Gebäude kontinuierlich zu warten und zu aktualisieren. Dies bedeutet, dass sich Distributoren weniger auf die Installation als auf die Wartung und Aufrüstung konzentrieren, was Distributoren und Betreiber dazu zwingt, nach Möglichkeiten zu suchen, kostspielige und zeitaufwändige Installationen zu optimieren.

Abbildung 1:Drahtlose Konnektivität steigert die Rentabilität für den gesamten Gerätelebenszyklus in intelligenten Gebäuden. Quelle:Silicon Labs

In der heutigen Welt verbrauchen Gebäudeinstallationen enorme technische und finanzielle Ressourcen. Nehmen Sie die Inbetriebnahme eines kabelgebundenen Netzwerks von Sensoren und Controllern:Alle Zutrittskontroll-, HLK-, Energiemanagement-Sensoren und -Controller sind mit Feldnetzwerk-Hubs verkabelt. Die Verkabelung all dieser Sensoren ist bautechnisch mit einem hohen Planungs- und Aufwand verbunden. Die Drähte begrenzen auch, wie viele Knoten das Netzwerk haben würde. Ein Installateur könnte möglicherweise Tausende von Knoten im ursprünglichen Plan unterbringen, aber was ist mit dichten Messumgebungen, in denen die Mengen exponentiell auf Millionen anwachsen könnten? Die Dinge könnten hässlich werden.

Abbildung 2:Die kabelgebundenen Setups in Smart Buildings bieten eine begrenzte Skalierbarkeit. Quelle:Silicon Labs

Mit der Inbetriebnahme all dieser Sensoren und Controller wird es chaotisch, da ein hochqualifizierter und damit teurer Techniker im Gebäude herumlaufen muss, um jeden Netzwerk-Hub zu finden und die daran angeschlossenen Endknoten in Betrieb zu nehmen. Wir sprechen vielleicht von über 50 Knoten, die mit jedem Hub verbunden sind. Wenn alles verkabelt ist, verbringt der Techniker viel Zeit und Mühe damit, herauszufinden, welches Gerät an welchem ​​Port des Netzwerk-Hubs angeschlossen ist. Außerdem muss der Techniker jeweils ein Gerät in Betrieb nehmen.

Die manuelle Kalibrierung und Konfiguration von Netzwerken dieser Größe ist fehleranfällig. Laut einem Installateur werden über 80 % der Installationszeit damit verbracht, Fehler zu beheben, die durch einen rationalisierten oder automatisierten Installationsprozess hätten vermieden werden können.

Dynamische Umgebungen erfordern eine drahtlose Einführung

Jahre nach der Installation, wenn es Zeit für ein Upgrade oder eine Nachrüstung ist, kämpfen Installateure und Betreiber mit alten Kabeln, die geändert oder umstrukturiert werden müssen, um den Gebäuderaum neu zu gestalten. Daher passen kabelgebundene Netzwerke möglicherweise nicht gut in die dynamischen Umgebungen von heute. Nehmen Sie zum Beispiel Firmenbüros, in denen kabelgebundene Netzwerke schwieriger zu handhaben sind, da die Nachfrage nach Remote-Arbeit und flexiblen Büroräumen steigt. Drahtlose Gebäude sind viel besser gerüstet, um dynamisch auf die globale Pandemie zu reagieren, da Gebäude nach Luftreinigung und berührungslosen Badezimmern gefragt sind.

Abbildung 3:Wireless-fähige intelligente Gebäude sind am besten auf die Einführung innovativer neuer Technologien vorbereitet. Quelle:Silicon Labs

Frühe Anwender der drahtlosen Technologie in Gebäuden suchen nach Möglichkeiten, die schwere Arbeit bei der Erstinstallation zu rationalisieren und zu vereinfachen. Es hat einige zum hybriden kabelgebundenen / kabellosen Modell geführt. Durch die Bereitstellung von Bluetooth oder NFC an den Endknoten ermöglichen Installateure ihren Technikern die drahtlose Inbetriebnahme ihrer kabelgebundenen Geräte. Dies verkürzt die Installationszeit erheblich, da Sie nicht mehr herausfinden müssen, welches Gerät an welchen Port angeschlossen ist. Handelt es sich bei der verwendeten Funktechnologie um NFC, identifiziert der Installateur das Endgerät zunächst visuell und streicht dann mit dem Lesegerät darüber. Das kümmert sich um das Bereitstellungsstück. Der Techniker verbringt immer noch Zeit und Mühe damit, das Gerät zu konfigurieren.

Bei Bluetooth hingegen kann der Techniker die Geräte aus der Ferne bereitstellen und in Betrieb nehmen. Dies hat viele Vorteile, insbesondere in Gebäuden, wo die meisten Geräte schwer zu erreichen sind. Der Techniker geht im Gebäude herum und sucht nach Geräten, die sich in der Decke oder hinter Betonwänden befinden, spart dabei Zeit und erhöht die Skalierbarkeit. Der Techniker kann viele Geräte auf einmal in Betrieb nehmen, was die Produktivität dramatisch steigert und die Tür für schnellere Installationen öffnet.

Mit der Punkt-zu-Punkt-Konnektivität zwischen den Endknoten und dem Smartphone fügen Hersteller auch Diagnoseverbindungen hinzu. Die drahtlose Diagnose ist entscheidend, um die Effizienz über verschiedene Punkte im Produktlebenszyklus hinweg zu steigern. Mit einer drahtlosen Diagnoseverbindung können Techniker den Zustand aller Geräte gleichzeitig überprüfen, ohne sich ihnen nähern zu müssen, wodurch Zeit, Geld und Produktivität gespart werden.

Abbildung 4:Frühe Anwender von drahtlosen Technologien nutzen die hybride drahtgebundene/drahtlose Architektur, um die Installationskosten zu senken. Quelle:Silicon Labs

Wenn wir sehen, wie die drahtlose Technologie in Gebäudeumgebungen ausgereift ist, sehen wir das Aufkommen von vollständig drahtlosen intelligenten Gebäuden. Obwohl es schwierig erscheinen mag, erleben wir tatsächlich, dass einige der großen Player in HLK- und Gebäudemanagementsystemen (BMS) die vollständig drahtlose Architektur übernehmen. Sie genießen bereits die Vorteile.

Wireless erleichtert die Planung und physische Bereitstellung erheblich. Im Idealfall können BMS-Anbieter einen optimierten und automatisierten Prozess aufbauen, um das gesamte Netzwerk ohne Berührung in Betrieb zu nehmen. Es ist nicht nur schneller und effizienter, sondern auch weniger fehleranfällig als das menschzentrierte Handling und liefert qualitativ hochwertige Daten. Alles wird auf einem Server protokolliert, auf dem Fehler lückenlos verfolgt und korrigiert werden können. Später, nachdem die Erstinstallation abgeschlossen ist, können die Anbieter den drahtlosen Benutzern Überwachungs- und Kontrolldienste anbieten.

Sicherheit in drahtlosen Netzwerken

Sicherheit ist ein großes Thema, wenn es um Wireless in Smart Buildings geht. Viele von uns vertrauen darauf, dass niemand unser Kabelbündel belauschen wird, aber wenn es um die drahtlose Konnektivität geht, haben wir erschreckende Geschichten über Man-in-the-Middle- und Seitenkanalangriffe gehört, die ganze Netzwerke von Überwachungskameras kompromittiert haben. Obwohl solche Bedenken berechtigt sind und wir sie im Auge behalten sollten, ist es wichtig zu wissen, dass es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, um drahtlose Netzwerke vor Angriffen zu schützen. Root-of-Trust-Sicherheit bietet einen Bottom-up-Ansatz zur Authentifizierung, der es Angreifern wirklich schwer und teuer macht, in das Netzwerk einzudringen.

Einer der Vorteile der drahtlosen Einführung besteht darin, dass die Remote-Bereitstellung ermöglicht wird. Die Möglichkeit, von einem Smart Device aus konfigurieren zu können, ohne daran gebunden zu sein, ist ebenfalls ein großer Vorteil, der sich als äußerst relevant erweist, wenn versucht wird, sich in einem dichten Netzwerk mit dem gewünschten Knoten zu verbinden. Darüber hinaus bietet Wireless die Möglichkeit, Sensoren oder Controller aus der Ferne und mit Leichtigkeit zu debuggen und zu scannen.

Die Zukunft besteht eindeutig darin, manuelle und fehleranfällige Inbetriebnahmeschritte durch einen einfachen Scan des Endknotens zu ersetzen, was dem Installateur wertvolle Zeit spart. Das kritische Element hier ist nicht die Lösung für ein Gerät, sondern für Tausende und möglicherweise Millionen von Geräten.

—Asem Elshimi ist Produktmarketingmanager bei Silicon Labs.

>> Dieser Artikel wurde ursprünglich auf unserer Schwesterseite EDN veröffentlicht.