Vergelijking van implementaties van low-power draadloze protocollen

More Info
expand_more

Abstract

Voor een home automation-systeem zijn vele draadloze implementaties beschikbaar. In deze thesis wordt onderzocht welke van de meestgebruikte implementaties van low-power draadloze protocollen het beste geschikt is voor de draadloze communicatie in een home automationsysteem. De implementaties die met elkaar worden vergeleken zijn Bluetooth, ZigBee en Z-Wave. Dit is van belang voor het bedrijf Domatic die aan de hand van deze thesis een keuze gaat maken voor een low-power draadloze implementatie. Allereerst baseren wij ons op een literatuurstudie naar de relevante eigenschappen voor een dergelijk systeem. Hieruit blijkt dat Bluetooth het snelste informatie kan overzenden, het bereik van Bluetooth en ZigBee het beste is en dat ZigBee het meest energiezuinig is. Vervolgens zijn metingen verricht om de prestaties van de implementaties in de praktijk met elkaar te kunnen vergelijken. Hieruit blijkt dat het bereik en de stabiliteit van ZigBee het beste is en dat de sneheid van Bluetooth het beste is. Het is niet mogelijk gebleken om metingen uit te voeren voor Z-Wave. Vervolgens worden de resultaten van deze metingen geïnterpreteerd en op basis van de literatuurstudie en deze interpretatie een keuze gemaakt voor welke implementatie het beste geschikt is. Bluetooth blijkt vooral goed te presteren op korte afstanden en met weinig obstakels tussen zender en ontvanger. Zodra er een betonmuur of een verdieping tussen zit, wordt het onmogelijk een verbinding op te zetten. De doorvoersnelheid van data is hoog, maar dit gaat ten koste van bereik en energieverbruik. Aangezien bij een home automation-netwerk met name stabiliteit, een groot bereik en laag energieverbruik van belang zijn, is Bluetooth hier niet goed voor geschikt. ZigBee heeft veel van de nadelen van Bluetooth niet. Het kan goed omgaan met obstakels tussen zender en ontvanger en kan makkelijk verbindingen opzetten als de zender en ontvanger zich op verschillende verdiepingen bevinden. Bovendien is het bereik makkelijk uit te breiden door het toevoegen van eenheden die data kunnen doorsturen. Het heeft een vrij lage datasnelheid, maar daarmee wint het terrein op energieverbruik en is het mogelijk om meer apparaten binnen een netwerk te ondersteunen. Z-Wave is geschikt voor een home automation-systeem, maar er zitten enkele nadelen aan. Zo is de latency groot ten opzichte van ZigBee waardoor het langer duurt om opnieuw een verbinding op te zetten. Z-Wave is standaard niet beveiligd, waardoor eventueel kwaadwillende personen makkelijk toegang kunnen krijgen tot het netwerk. Het bereik van Z-Wave is ruim voldoende voor een home automation systeem en de hoeveelheid apparaten die aangesloten kunnen worden is ook ruim voldoende. Tenslotte is Z-Wave een gesloten standaard die wordt beheerd door het bedrijf Zensys. Alleen tegen betaling is inzicht mogelijk in de standaard. Dit zorgt voor hogere kosten en maakt een product dat gebruik maakt van Z-Wave afhankelijk van de keuzes van Zensys. Omdat ZigBee op alle punten beter dan of gelijkwaardig presteert aan Z-Wave, is ZigBee de beste keuze voor een home automation-systeem. Bluetooth presteert niet goed genoeg om in aanmerking te komen voor gebruik in een dergelijk systeem. Domatic kan dus ook het beste voor ZigBee kiezen.

Files