Draadloze inbedrijfstelling in slimme gebouwen

Draadloos vervangt handmatige en foutgevoelige inbedrijfstellingsstappen in bekabelde netwerken die gebruikelijk zijn in slimme gebouwen met een eenvoudige scan van eindknooppunt.

Gebouwen zien een opleving in draadloze adoptie. Draadloze technologie voegt een enorme waarde toe aan de bewoners van gebouwen en stimuleert tegelijkertijd de inkomsten voor installateurs en OEM's. In plaats van slechts één keer te verkopen, zoeken fabrikanten en distributeurs in de bouwmarkt naar manieren om hun inkomsten uit te breiden door gegevens en beveiligingsdiensten aan hun gebruikers te verkopen, zelfs na de oorspronkelijke transactie. Deze verschuiving naar draadloos leidt de industrie weg van het conventionele installatieproces.

Van oudsher waren installaties het enige contactpunt tussen een verkoper en een koper in de bouwruimte. Tegenwoordig helpen distributeurs gebruikers hun gebouwen continu te onderhouden en bij te werken. Dit betekent dat distributeurs zich minder richten op de installatie en meer op het onderhoud en upgraden, waardoor distributeurs en operators moeten zoeken naar manieren om kostbare, tijdrovende installaties te optimaliseren.

Figuur 1:Draadloze connectiviteit verhoogt de winstgevendheid gedurende de hele levenscyclus van apparaten in slimme gebouwen. Bron:Silicon Labs

In de wereld van vandaag trekken bouwinstallaties enorme technische en financiële middelen aan. Neem de inbedrijfstelling van een bekabeld netwerk van sensoren en controllers:alle toegangscontrole, HVAC, energiebeheersensoren en controllers zijn aangesloten op veldnetwerkhubs. De bedrading van al deze sensoren vergt structureel veel planning en inspanning. De draden stellen ook een limiet aan het aantal knooppunten dat het netwerk zou hebben. Een installatieprogramma kan in het oorspronkelijke plan misschien duizenden knooppunten huisvesten, maar hoe zit het met dichte detectieomgevingen waar de hoeveelheden exponentieel kunnen oplopen tot miljoenen? Dingen kunnen lelijk worden.

Figuur 2:De bedrade opstellingen in slimme gebouwen bieden beperkte schaalbaarheid. Bron:Silicon Labs

Het begint rommelig te worden met de inbedrijfstelling van al deze sensoren en controllers, aangezien een zeer bekwame en dus dure technicus door het gebouw zou moeten gaan om elke netwerkhub te vinden en de aangesloten eindknooppunten in bedrijf te stellen. We hebben het misschien over meer dan 50 knooppunten die op elke hub zijn aangesloten. Met alles bedraad, besteedt de technicus veel tijd en moeite om erachter te komen welk apparaat is aangesloten op welke poort op de netwerkhub. Bovendien moet de technicus één apparaat tegelijk in bedrijf stellen.

Handmatige kalibratie en configuratie van netwerken van die omvang is kwetsbaar voor fouten. Volgens een installateur wordt meer dan 80% van de installatietijd besteed aan het oplossen van fouten die voorkomen hadden kunnen worden als het installatieproces gestroomlijnd of geautomatiseerd was.

Dynamische omgevingen vragen om draadloze adoptie

Jaren na installatie, wanneer het tijd is voor een upgrade of een retrofit, worstelen installateurs en operators met oude draden die moeten worden gewijzigd of geherstructureerd om de gebouwruimte een nieuwe vorm te geven. Bekabelde netwerken zijn dus misschien niet geschikt voor de dynamische omgevingen van vandaag. Neem bedrijfskantoren, waar bekabelde netwerken moeilijker te hanteren zijn naarmate de vraag naar werken op afstand en flexibele kantoorruimten toeneemt. Gebouwen met draadloze verbinding zijn veel beter uitgerust om dynamisch te reageren op de wereldwijde pandemie, aangezien gebouwen luchtzuivering en contactloze badkamerfaciliteiten nodig hebben.

Figuur 3:Slimme gebouwen met draadloze functionaliteit zijn het best voorbereid om innovatieve nieuwe technologieën toe te passen. Bron:Silicon Labs

Vroege gebruikers van draadloze technologie in gebouwen zoeken naar manieren om het zware werk van de eerste installatie te stroomlijnen en te vereenvoudigen. Het heeft sommigen geleid tot het hybride bedrade / draadloze model. Door Bluetooth of NFC in te zetten op de eindknooppunten, stellen installateurs hun technici in staat om hun bekabelde apparaten draadloos in bedrijf te stellen. Dit verkort de installatietijd aanzienlijk, omdat u niet meer hoeft uit te zoeken welk apparaat op welke poort is aangesloten. Als de gebruikte draadloze technologie NFC is, identificeert het installatieprogramma het eindapparaat eerst op zicht en veegt het vervolgens met de lezer eroverheen. Dat zorgt voor het bevoorradingsstuk. De technicus besteedt nog steeds tijd en moeite aan het configureren van het apparaat.

Aan de andere kant, als de gebruikte technologie Bluetooth is, kan de technicus de apparaten op afstand inrichten en in bedrijf stellen. Dit heeft veel voordelen, vooral in gebouwen waar de meeste apparaten moeilijk bereikbaar zijn. De technicus loopt door het gebouw en scant naar apparaten die zich in het plafond of achter betonnen muren bevinden, terwijl hij tijd bespaart en de schaalbaarheid vergroot. De technicus kan veel apparaten tegelijk in bedrijf stellen, waardoor de productiviteit drastisch wordt verhoogd en de deur wordt geopend voor snellere installaties.

Met point-to-point-connectiviteit tussen de eindknooppunten en de smartphone voegen fabrikanten ook diagnostische koppelingen toe. Draadloze diagnostiek is cruciaal om de efficiëntie op verschillende punten in de productlevenscyclus te vergroten. Met een draadloze diagnoseverbinding kunnen technici de gezondheid van alle apparaten tegelijk controleren zonder dat ze in de buurt hoeven te komen, wat tijd, geld en productiviteit bespaart.

Figuur 4:Vroege gebruikers van draadloze technologieën profiteren van de hybride bekabelde/draadloze architectuur om de installatiekosten te verlagen. Bron:Silicon Labs

Naarmate we draadloze technologie volwassen zien worden in gebouwomgevingen, beginnen we de opkomst van volledig draadloze slimme gebouwen te zien. Hoewel het misschien moeilijk lijkt om te doen, zijn we getuige van het feit dat enkele van de grote spelers in HVAC en gebouwbeheersystemen (BMS) de volledig draadloze architecturen overnemen. Ze genieten nu al van de voordelen.

Draadloos maakt planning en fysieke implementatie een stuk eenvoudiger. Idealiter kunnen BMS-providers een gestroomlijnd en geautomatiseerd proces bouwen om het hele netwerk zonder aanraking in gebruik te nemen. Het is niet alleen sneller en efficiënter, maar ook minder foutgevoelig dan de mensgerichte afhandeling en levert hoogwaardige gegevens. Alles wordt ingelogd op een server waar fouten naadloos kunnen worden opgespoord en gecorrigeerd. Later, nadat de eerste installatie is voltooid, kunnen providers monitoring- en controlediensten aanbieden aan de draadloze gebruikers.

Beveiliging in draadloze netwerken

Beveiliging is een groot thema als het gaat om draadloos in slimme gebouwen. Velen van ons vertrouwen erop dat niemand onze kabelbundel zal afluisteren, maar als het gaat om draadloze connectiviteit, hebben we angstaanjagende verhalen gehoord over man-in-the-middle- en zijkanaalaanvallen die hele netwerken van beveiligingscamera's in gevaar brachten. Hoewel dergelijke zorgen terecht zijn en we er rekening mee moeten houden, is het belangrijk om te erkennen dat er een groot aantal manieren is om draadloze netwerken tegen aanvallen te beschermen. Root of Trust-beveiliging biedt een bottom-up benadering van authenticatie die het voor aanvallers erg moeilijk en duur maakt om het netwerk binnen te dringen.

Een van de voordelen van draadloze adoptie is het inschakelen van remote provisioning. Het kunnen configureren vanaf een slim apparaat zonder eraan gebonden te zijn, is ook een groot voordeel, wat uiterst relevant blijkt wanneer u probeert verbinding te maken met het gewenste knooppunt in een dicht netwerk. Bovendien ontgrendelt draadloos de mogelijkheid om sensoren of controllers op afstand en met gemak te debuggen en te scannen.

De toekomst draait duidelijk om het vervangen van handmatige en foutgevoelige inbedrijfstellingsstappen door een eenvoudige scan van het eindknooppunt, waardoor installateurs kostbare tijd besparen. Het cruciale element hier is niet om dit voor één apparaat op te lossen, maar voor duizenden en mogelijk miljoenen apparaten.

—Asem Elshimi is productmarketingmanager bij Silicon Labs.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EDN.