¿Existe un protocolo inalámbrico para un rango de 100m-1km en una propiedad rural?

Soy un aficionado a la electrónica. Un amigo mío, que está construyendo una granja orgánica, quiere automatizar de forma inalámbrica algunos dispositivos en su propiedad y me pidió ideas.

Su problema es "hablar" con dispositivos remotos, a saber, la puerta corrediza del camino de entrada (a unos 100 m de la casa) y la bomba de agua (a 200 m de la casa en la dirección opuesta). Esta "conversación", es decir, enviar y recibir comandos y datos, sería manejada por algún tipo de tablero o "centro de control" aún por diseñar.

Al principio expresó el deseo de usar WiFi, pero que yo sepa, al menos la bomba de agua estaría demasiado lejos del centro de control.

Estoy bastante seguro de que este tipo de escenario es bastante común, pero no pude encontrar un protocolo obvio para el rango de "más de 100 metros", hasta, digamos, 500 mo 1 km.

¿Cuáles son los protocolos comúnmente utilizados para esto, especialmente en las zonas rurales?

ACTUALIZACIÓN: En principio, no nos gustaría depender de terceros, como operadores de telefonía móvil o servicios de pago similares.

Puede usar WiFi si su AP tiene una antena direccional. Existen numerosos puntos de acceso para exteriores con esa característica.
Podría usar 3/4G o WIFI (o cualquier cosa realmente) con repetidores según sea necesario... Pero, por supuesto, necesitaría tener energía disponible. Vi dónde 2.4G es bueno para ~ 300 pies. al aire libre.
@Janka eso suena como una gran solución. No conocía estas antenas direccionales, para ser honesto.
Si no necesita el BW de WiFi, y esp. si desea que funcione con batería, el esquema LoRa podría funcionar.
Puede probar LoRaWan, tiene una distancia de enlace de radio de hasta 5 km, al precio de una tasa de datos MUY baja.

Respuestas (5)

Esto suena como una combinación perfecta para LoRa . 10 km en áreas rurales, no se requiere licencia adicional y muchos diseños de ejemplo para aprender.

Sí, eso podría ser un ajuste. Técnicamente, eso es una modulación, no un protocolo, aunque LoRaWAN a menudo se usa además. Una gran pregunta será si los nodos tienen suficiente potencia para tener amplias ventanas de recepción (es decir, períodos de tiempo en los que la recepción está encendida y escuchando); si tienen que funcionar con batería, es posible que las ventanas de recepción tengan que ser cortas y poco frecuentes, por lo que puede haber mucha latencia en la descarga de mensajes hacia ellos, pero esa es una limitación con casi cualquier esquema de radio de receptor activo, no solo esto.
@ChrisStratton gracias por tu comentario. En principio, los puntos finales contendrán dispositivos alimentados por la red (los dispositivos que se controlan, propiamente dicho), por lo que no creo que sea un gran problema.
Entonces debería funcionar bastante bien; sin embargo, es posible que desee utilizar un tipo de implementación de punto a punto más básico en lugar de una LoRaWAN típica que puede tener las limitaciones inaplicables de los nodos alimentados por batería asumidas. O al menos analice qué tipo de reconfiguración/replanteamiento podría ser apropiado.

En general, la solución inalámbrica adecuada para usted dependerá de la automatización (selección de MCU) en los puntos remotos.
Si está construyendo en base a una computadora de placa única como Raspberry Pi, entonces podría considerar el Nordic Semi NRF24L01+ . Esto está fácilmente disponible a bajo costo ($ 3-5) en Ebay con un PA que eleva la distancia de la línea de visión a aproximadamente 1 km. Difícil de superar por el precio.

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Hay bibliotecas fácilmente disponibles para admitir este dispositivo y seguir sin fin los proyectos de pelotas que rebotan para Raspberry Pi y Arduino que deberían poder iniciar su proyecto.

Potencialmente, podría usar puntos finales basados ​​en WiFi (o ESP8266 con un PA) con una antena direccional, pero el costo de la antena por sí solo será descabellado, y la mayoría de los AP modernos tienen múltiples antenas con las que lidiar, y si tiene múltiples direcciones para dar servicio, esto se convertirá en muy retador.

Una imagen que vale más que mil palabras. Primero debe hacerse la pregunta usted mismo, "¿cuál es la tasa de datos que estoy viendo?" Si está buscando una velocidad de datos más alta, entonces sigfox no funcionará.

Al principio expresó el deseo de usar WiFi, pero que yo sepa, al menos la bomba de agua estaría demasiado lejos del centro de control.

Para solucionar este problema, se introduce el wifi extendido con el estándar 802.11ah llamado WiFi HaLow . Funciona a una frecuencia más baja de 900 MHz y, por lo tanto, tiene un mayor alcance de hasta 1 km según sus necesidades.

La categoría 0 de LTE es otra opción que debe tener en cuenta, ya que ahora comienza a adoptarse en M2M.

https://www.postscapes.com/internet-of-things-protocols/

Si la energía es una preocupación, 802.15.4 está diseñado específicamente para comunicaciones de baja velocidad y baja potencia en estos rangos. Si no desea escribir su propia pila de malla, Zigbee y 6lowpan están disponibles en el transporte 802.15.4.

Actualmente uso TP-Link. Google para CPE210 de ellos. Va 5k+ y es relativamente barato. Simplemente configúrelo como un repetidor de su enrutador actual o puede usarlo como un AP.

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