Безжичният стандарт EnOcean описва технология без батерии, която се продава под марките Dolphin и Easyfit. Прочетете тук как системата работи напълно без кабели и проводници, какви предимства и недостатъци произтичат от нея и колко наистина е сигурна системата.
За да могат много електрически помощници да работят в ежедневието, първо се нуждаят от собствена енергия. Често те се захранват от батерии, които трябва да се сменят редовно - „зелената“ технология изглежда различно. Ето какво е мислил EnOcean GmbH преди 15 години. Със своите безбатерийни радиомодули те намериха иновативно решение, с което интелигентният дом винаги разполага с енергия. Идеята се основава на „принципа за събиране на енергия“. Енергията се генерира от най-малките промени в околната среда и се използва за предаване на радиосигнали. Технологията е обещаваща. Вече се използва в повече от 2 500 000 сгради по целия свят. Той не се среща само в нови сгради - той може да бъде инсталиран впоследствие при преоборудване или обновяване.Тъй като радиомодулите влизат в действие само по команда, те генерират малко електросмог и са много подходящи за детски градини и болници от гледна точка на строителната биология.
В допълнение, EnOcean е съвместим със системи за жична автоматизация на дома и различни автобусни системи. Те вече използват технологията EnOcean, за да допълнят собствените си системи, където самите те не са достатъчно гъвкави.
Произход и история
EnOcean GmbH е основана през 2001 г. и е предприятие на Siemens AG. Базиран е в Оберхахинг в Мюнхен и е пуснал на пазара първите радио-модули без батерии само след една година. Тази безбатерийна безжична сензорна система формира основната технология за безжичния стандарт за домашна автоматизация. Името на компанията EnOcean се основава на наблюдението, че светът е океан, пълен с прахосана енергия.
През 2008 г. беше създаден EnOcean Alliance, асоциация от различни компании, които си поставиха за цел да популяризират съвместимостта и сътрудничеството на различни системи, базирани на безжичния стандарт EnOcean. В допълнение трябва да бъдат създадени допълнителни решения за автоматизация за проекти за устойчиво строителство, които работят с безжична технология без батерии. Постепенно се разработват съвместими продукти от всички области на сградната и домашна автоматизация, за да може в бъдеще да се предлага цялостна система за интелигентен дом. EnOcean също се надява да използва радиотехника в миниатюрни превключватели, малки безжични температурни сензори и сензорни модули в бъдеще. След това те трябва да се излеят в машинни части,за прилагане на интелигентен начин на живот по енергийно ефективен начин във всички области на живота.
Обещаващ принцип за Интернет на нещата
Радиосензорите без батерии позволяват комуникация между IoT устройства, които не се нуждаят от поддръжка (IoT = Интернет на нещата), базирани на различни радио стандарти като EnOcean, Zigbee и Bluetooth. Решенията се използват в автоматизация на сгради, интелигентен дом, управление на LED осветление и в индустриални приложения.
Технологията се основава на така наречения „принцип за събиране на енергия“ (в буквален превод: събиране на енергия). Тук се използва енергия от околната среда. Например, когато работите с превключвател с пръст. Полученият пиезоелектричен ефект генерира електрически заряди на повърхността. Вградените миниатюризирани преобразуватели на енергия могат да преобразуват тази енергия в радиосигнал, който се предава, например, от превключвателя на светлината към централното управление на интелигентния дом или осветлението. Модулите Dolphin и продуктите Easyfit от EnOcean не само използват енергия от движение, но и от светлина и дори температурни разлики, например от отпадъчна топлина. EnOcean работи и върху развитието на енергия в бъдеще с помощта на ротационни и вибрационни преобразуватели.Това би предложило напълно нови възможности - газомерите и водомерите например се въртят по време на работа и машините и хората генерират вибрации.
Преобразувателят на енергия ECO 200 преобразува линейните движения в енергия.
- Енергия от движение
ECO 200 е преобразувател на енергия за линейни движения и може например да преобразува енергия, когато се задейства превключвател. Функцията е подобна на тази на динамо и осигурява незабавна енергия. ECO 200 може да се използва за работа с PTM 330 предавателни модули.
Миниатюризираната слънчева клетка може дори да преобразува светлината от вътрешните помещения в електричество.
- Енергия от светлината
Миниатюризираните слънчеви модули, които не са по-големи от 13 mm x 35 mm, могат дори да използват светлина на закрито. Те са предназначени за използване със сензорните модули STM. Ако слънцето не грее, допълнителен интегриран кондензатор за съхранение осигурява липсващата енергия.
DC преобразувателят ECT 310 Perpetuum използва топлина като източник на енергия.
- Енергия от температурни разлики
DC преобразувателят ECT 310 Perpetuum вече може също така да преобразува топлината, която се генерира, например върху топли части на машината, върху радиатора или дори върху човешкото тяло, в електрически ток.
свободни места
Най-често срещаните области на приложение на EnOcean в Умния дом могат да бъдат намерени в превключването на електрически товари като осветление на помещението, климатизация в стаята или контакти с дистанционно превключване. В допълнение към самодостатъчното захранване има и други осезаеми предимства. Благодарение на безжичната технология всички превключватели могат да бъдат поставени там, където са необходими: било то до дивана, за да включите телевизията и Hi-Fi системата или, още по-добре, като превключвател до входната врата. Ако искате да препроектирате апартамента си, можете лесно да демонтирате завинтените или залепени ключове.
Може ли EnOcean да се използва по целия свят?
EnOcean може да се използва в цял свят, тъй като се избират различни честоти в зависимост от държавата. Честотата от 868 MHz се използва в Европа и е определена като международен стандарт от IEC от март 2012 г.
Добре е да знаете: За Северна Америка ви трябват модули с 902 MHz според спецификацията на FCC / IC. В Япония са подходящи модули с 928 MHz според спецификацията ARIB.
Приложение и обхват на радио протокола
Устройствата EnOcean се използват в различни системи. Например можете да използвате системата за управление на сградата от BACnet или KNX и все пак да интегрирате в мрежата базирани на радио устройства от EnOcean, използвайки определени шлюзове.
EnOcean използва така наречената „мрежова топология“. Обикновено това е мрежа, в която всеки възел е свързан поне с два други. Но има и опцията мрежата да има само няколко възли. Предимството е, че това е най-безопасната и мощна мрежа. Сложното маршрутизиране обаче е проблематично.
Обикновено всеки мрежов възел в мрежеста мрежа е свързан с няколко други.
Тъй като EnOcean предлага еднопосочни и двупосочни радиомодули, т.е.не всички устройства могат да комуникират във всички посоки, той използва мрежовата мрежа само в ограничена степен. Двупосочните устройства могат да поемат функциите за маршрутизация и да се използват като шлюз. Понякога може да се случи и двупосочни задвижващи механизми и сензори. Често те също са проектирани като предаватели или приемници, но трябва да генерират енергията си от околната среда и следователно не могат да генерират достатъчно енергия за двупосочна комуникация.
За осигуряване на успешна комуникация се използват така наречените EEP (EnOcean Equipment Profiles). Те са определени от EnOcean Alliance и позволяват безпроблемно сътрудничество между системи от различни производители. EnOcean обаче вече планира общ профил с опростен слой на приложение, за да може да се справя без ненужни компоненти.
Във всяко отношение EnOcean придава голямо значение на простотата. Например, когато става въпрос за минимизиране на потенциални сблъсъци по време на предаване на данни. Това означава, че всички крайни точки в безжичната мрежа изпращат данни в така наречените телеграми. Целостта на тези съобщения се проверява от централната система с помощта на контролна сума. Всяка телеграма заема само малък времеви прозорец (около една милисекунда). Освен това не може да има смущения за WLAN, Dect или PMR системи.
Обхватът на сградите е до 30 метра. Това обаче може да се подобри с ретранслатори на WiFi мрежа.
Сигурност на безжичния стандарт EnOcean
Въведената през 2010 г. архитектура Dolphin даде възможност за двупосочна комуникация и по този начин подобри сигурността на системата. За да се предотврати попадането на данни в грешни ръце, има няколко компонента, които могат да се използват, за да се избегне това.
Един от тези механизми е „подвижният код“, непрекъснато променящ се код, с който се изчислява код за удостоверяване (CMAC, базиран на шифър код за удостоверяване на съобщения). Подателят трябва да се удостовери с получателя, използвайки този код.
Освен това радиоданните се предават в криптирана форма. И всяко устройство получава фиксиран 32-битов идентификационен номер, който не може да бъде променен по време на производството, което го прави ясно разпознаваем.
Добре е да знаете: Настройките за защита се отнасят само за оригинални компоненти на EnOcean. Някои производители на компоненти не използват тези опции за сигурност за своите устройства.
Разпространение на технологията EnOcean
Технологията EnOcean вече се използва от над 50 системни интегратори. Целта е да се разработят и произвеждат крайни продукти за домашна автоматизация, индустриална автоматизация и области на приложение като транспорт и логистика. Производителите включват Zumtobel, WAGO и Somfy. Jung и Siemens използват протокола за стенни ключове, Eltako за детектори за дим, движение и температура или контакти за прозорци и врати. В Германия технологията EnOcean се предлага от някои производители на сглобяеми къщи със собствени търговски марки. Това включва например Weberlogic от WeberHaus.
Предимства и недостатъци на технологията EnOcean
- Ползи
Несъмнено предимство на технологията EnOcean е, че тя функционира без батерии или кабели. Това може да спести до 40 процента от потреблението на енергия. Освен това почти всички устройства не изискват поддръжка и имат дълъг експлоатационен живот. EnOcean може да комуникира с всички съществуващи шинни системи като KNX или BACnet чрез шлюзове.
Освен това броят на сензорите е неограничен. Ако искате да ги разпределите из къщата, не е нужно да вземате бормашина, можете да залепите превключвателите и сензорите навсякъде. Това прави EnOcean идеален за ремонти в сгради, в които е трудно да се полагат кабели. Например в Semperoper в Дрезден, където са инсталирани продукти, базирани на EnOcean, тъй като областите на сградата са изброени и окабеляването е забранено.
Краткото време за предаване на сигналите прави радиостанцията не само енергийно ефективна, но и с ниска радиация.
- недостатък
Докато безжичните модули без батерии бяха уникална точка за продажба на EnOcean в началото, сега има все повече и повече конкуренция. ZigBee вече е разпознал потенциала, например. Трябва да се отбележи обаче, че не всяка технология работи с такива ниски изисквания за мощност като EnOcean. Може да се случи, че разширяването на функция за събиране, например със ZigBee, може да не доведе до резултати, сравними с тези на EnOcean.
По-старите компоненти на EnOcean все още работят еднопосочно. Простата конструкция на радиостанда може да включва известен риск за сигурността. Тъй като енергоспестяващият модел на еднопосочна комуникация означава, че няма потвърждение, че данните са получени. Повишен стандарт за сигурност се дава само от архитектурата Dolphin.