Come creare un robusto sistema di sicurezza degli edifici

La progettazione di un sistema di sicurezza può essere difficile, specialmente quando sono in gioco molte opzioni di connettività, sicurezza di rete e prestazioni. Con la flessibilità necessaria per supportare i protocolli Sub 1-GHz, Bluetooth Low Energy, Zigbee, Thread e protocolli dual-band, i microcontroller wireless di nuova generazione (MCU) di TI sono progettati per fornire soluzioni solide e sicure per la costruzione di sistemi di sicurezza.

È difficile immaginare il mondo prima degli smartphone. Oggi cerchiamo di essere sempre più connessi nelle nostre vite, a casa e negli edifici, e la complessità dei prodotti può aumentare rapidamente. L'apprendimento di protocolli wireless e l'acquisizione dell'esperienza necessaria per la progettazione in radiofrequenza (RF) possono costituire esperienze impegnative. Se si aggiunge a questa ricetta la sicurezza di rete e il budget energetici, si finisce ben presto per sentirsi come una matricola alla prima lezione di università. Ad esempio, se si considera un sistema di sicurezza per casa o edifici, esso comprende sensori per porte e finestre, rilevatori di movimento, rilevatori di fumo, serrature intelligenti e un pannello di sicurezza che deve essere in grado di connettersi in modalità wireless, rispettare i requisiti normativi locali e funzionare con elevata precisione al minimo consumo energetico. Non è semplice svolgere questo compito, ma l'elenco seguente contiene alcuni semplici consigli per evitare grattacapi e facilitare la progettazione.

1. Selezionare una piattaforma che supporti più protocolli wireless

Un sistema di sicurezza degli edifici può presentare più tecnologie RF e spesso si avvale di più protocolli. Questi sono i principali protagonisti per la creazione di applicazioni di sicurezza:

• Sub 1-GHz è una tecnologia predominante per qualsiasi sensore di sicurezza grazie alle sue caratteristiche di ampia copertura e notevole penetrazione delle pareti per applicazioni ha chiuso. È possibile utilizzare questo protocollo per creare una rete di sensori a stella a bassa energia che trasmetta i dati a un gateway o ad un collettore.
• Zigbee® è un'ottima tecnologia per la comunicazione da dispositivo a dispositivo, in quanto è una soluzione collaudata per una rete mesh. È una tecnologia usa nelle serrature elettroniche intelligenti, nei sensori per porte e finestre e nei rilevatori di fumo, con procedure di sicurezza ben definite per proteggere i dati.
• Bluetooth® Low Energyè una tecnologia emergente che viene spesso utilizzata in combinazione con Sub 1-GHz o Zigbee. La connettività Bluetooth Low Energy integrata negli smartphone la rende un'ottima scelta per la configurazione di allarmi di rete e diagnostici. Grazie ai miglioramenti in termini di copertura di Bluetooth 5, questo protocollo a bassa potenza è anche adatto per sensori a batteria all'interno di una casa o per dispositivi come le serrature elettroniche intelligenti.
• Threadè un'ulteriore tecnologia emergente progettata per controllare e collegare prodotti come sensori di movimento, rilevatori di gas o gateway. Thread utilizza la banda industriale, scientifica e medicale (ISM) a 2,4 GHz per creare una rete mesh sicura e si basa sul protocollo Internet versione 6 (IPv6) in modo da fornire una connessione naturale alle reti esistenti. Thread supporta la comunicazione device-to-device, device-to-smartphone e device-to-cloud, il che la rende facile da usare ed estremamente scalabile.

È possibile implementare sistemi di sicurezza degli edifici utilizzando una qualsiasi di queste tecnologie o una loro combinazione. Pertanto, è una buona idea scegliere una piattaforma hardware in grado di gestire più protocolli e che possa offrire la flessibilità software in base all'applicazione.

2. Prestare attenzione alla sicurezza della rete

La sicurezza è un aspetto chiave, soprattutto nella costruzione di sistemi di sicurezza. I consumatori vogliono sapere che le loro informazioni personali rimarranno protette. Quando si sceglie una piattaforma wireless, la sicurezza deve essere in prima linea nel processo decisionale. Diamo un'occhiata alle misure di sicurezza dei protocolli wireless appena esaminati:

• In Sub 1-GHz i progettisti possono implementare l'algoritmo e l'autenticazione Advanced Encryption Standard (AES) e l'integrità dei messaggi per garantire la sicurezza della rete.
• Anche Bluetooth Low Energy sfrutta la crittografia hardware AES. La specifica Bluetooth Low Energy 4.2 ha implementato una maggiore sicurezza per prevenire attacchi man-in-the-middle e correggere le vulnerabilità nel pairing.
• Zigbee ha definito le procedure per garantire la richiesta e lo scambio in sicurezza delle chiavi e utilizza codici di installazione per eliminare l'uso di chiavi note e la crittografia AES.
• Thread implementa la sicurezza basata su IP con DTLS (Datagram Transport Layer Security), autenticazione basata su password e crittografia AES.

Con ciascuno di questi protocolli è importante valutare le minacce a cui è esposto il proprio sistema e utilizzare abilitatori di sicurezza per risolvere questi problemi.

3. Puntare a prestazioni elevate e bassa potenza

Quando si progetta un sistema di sicurezza degli edifici, è necessario prendere sul serio la copertura e la potenza. L'aumento dell'autonomia delle batterie dei sensori di porte e finestre, serrature intelligenti elettroniche e rilevatori di fumo contribuisce a creare un'esperienza positiva con il prodotto finale. Non è sufficiente valutare la corrente del ricevitore e del trasmettitore di un dispositivo, ma è necessario valutare anche la corrente a riposo per garantire la massima durata della batteria. Allo stesso modo, garantire la massima copertura all'interno di una casa è fondamentale. Che si tratti di controllare un numero elevato di dispositivi all'interno di una rete mesh o semplicemente di utilizzare uno smartphone per controllare un singolo dispositivo è fondamentale che gli utenti possano mantenere una connessione affidabile. Potenza in uscita e sensibilità sono i parametri critici necessari per determinare la copertura ottenibile. Sfruttando un ampio bilancio di collegamento, un sistema di sicurezza sarà in grado di coprire una distanza maggiore all'interno di una casa o di un edificio.