UWB Smart Lock: Warum Sie Bluetooth jetzt aufgeben sollten?

Einführung

Vertrauen Sie Ihrer aktuellen Türsicherheit wirklich, um sich zu Hause sicher zu fühlen? Bluetooth ermöglicht Hackern oft einen einfachen Zugang, daher benötigen Sie jetzt besseren Schutz. Ein sicheres UWB-Smart-Lock  stoppt Angriffe sofort und gibt Ihnen absolute Sicherheit. G-NiceRF hilft Ihnen, sich schon heute sicher zu fühlen. Erfahren Sie hier, wie diese Technologie genau funktioniert.

Warum sollte man sich für ein UWB-Smart-Lock anstelle eines Bluetooth-Locks entscheiden?

Aktuell nutzen Sie für Ihre Smart-Home-Sicherheit möglicherweise Bluetooth, doch das birgt Risiken. Herkömmliche Bluetooth-Schlösser mit RSSI-Entfernungsmessung sind bekanntermaßen ungenau und bieten lediglich eine Entfernungsmessung im Meterbereich. Ein UWB-Smart-Lock hingegen liefert eine deutlich höhere Genauigkeit von 10 cm – wesentlich präziser. Diese Präzision ist ein großer Vorteil für Entwickler und Nutzer.

Darüber hinaus sind ihre Signale deutlich unempfindlicher gegenüber Mehrwegeausbreitung als herkömmliche Funkprotokolle. Wir bei G-NiceRF entwickeln diese Module speziell für maximale Sicherheit und Leistung. Ein intelligentes Schloss mit UWB verhindert gängige Relay-Angriffe effektiv, da es Distanzbegrenzung nutzt. Bluetooth kann diese Leistung in komplexen Umgebungen schlichtweg nicht erreichen.

Sie benötigen eine zuverlässige Zutrittskontrolle, die nicht ausfällt. Ein Upgrade auf Ultrabreitband (UWB)  gewährleistet daher die Sicherheit Ihrer privaten oder gewerblichen Anwendungen. Es funktioniert auch in komplexen Umgebungen, in denen Signale von Wänden reflektiert werden. Wechseln Sie zu einem UWB-Smartlock und profitieren Sie von dieser Sicherheit.

Laut G-NiceRF-Produktdaten: „Die UWB-Indoor-Positionierungstechnologie verfügt über eine ausgezeichnete Störungsresistenz, wodurch Signalstörungen reduziert werden können.“

Die Grundlagen von UWB-Smart-Lock-Systemen verstehen!

Um diese effektiven Module nutzen zu können, müssen Sie die Kerntechnologien hinter der Ultrabreitband-Sicherheit verstehen.

•  IEEE 802.15.4z

Um Ihr System vor Hackern zu schützen, benötigen Sie robuste Sicherheitsstandards. Das IEEE 802.15.4z  -Protokoll definiert sichere Entfernungsmessung für moderne Geräte. Es erweitert das UWB-Smartlock um kryptografische Funktionen, die Distanzmanipulationen verhindern. Angreifer können somit die Entfernung nicht manipulieren, um Ihr Schloss zu überlisten. Dieser Standard verwendet verschlüsselte Zeitstempelsequenzen (STS)  für die Sicherheit.

Es gewährleistet die Datenintegrität bei jeder Übertragung. Darüber hinaus nutzen UWB-fähige Smart-Lock-Systeme diesen Standard, um sich vor Manipulation zu schützen. Dieser Standard unterstützt hohe Impulsfolgefrequenzen, was die Zuverlässigkeit deutlich erhöht.

•  500 MHz Bandbreite

Die Systempräzision wird durch die Verwendung breiter Kanäle für die Signalübertragung bestimmt. Eine Bandbreite von 500 MHz erzeugt zahlreiche Nanosekundenimpulse für eine hohe Auflösung. Dies verbessert die Zeitauflösung, die die Leistung des besten UWB-Smartlocks definiert. Andere Systeme arbeiten im schmalen Frequenzband, was weniger schnell und genau ist. Signale lassen sich selbst in störungsreichen Umgebungen klar unterscheiden. Ebenso ist die spektrale Leistungsdichte geringer, wodurch die Störungen des Systems mit anderen Funkgeräten reduziert werden. Eine große Bandbreite erhöht die Genauigkeit des Systems auf 10 cm, was die beste Leistung darstellt.

•  Impulsradio

Die kontinuierliche Welle ist die Standardübertragungsmethode für herkömmliche Funkgeräte. Impulsfunkgeräte hingegen senden ultrakurze Impulse, genauer gesagt von maximal zwei Nanosekunden. Diese Technologie senkt die Kosten für UWB-Smartlocks, da beim Senden Energie gespart wird. Zudem sind kurze Impulse weniger anfällig für Störungen. Diese Technologie ist eines der charakteristischen Merkmale von Smartlocks und für diese speziellen Anwendungen effizienter als WLAN.

•  Zeitbereich

Die meisten Funkgeräte messen die Signalstärke, um die Entfernung zu schätzen. UWB hingegen arbeitet im Zeitbereich und misst die Laufzeit des Signals. Dadurch entsteht ein hochsicheres UWB-Türschloss für Ihr Zuhause. Sie erhalten exakte Entfernungsangaben basierend auf der Laufzeit. Frequenzschwankungen haben im Gegensatz zu Bluetooth keinen Einfluss.

Darüber hinaus ist die zeitbasierte Entfernungsmessung manipulationssicher gegenüber Signalverstärkern. Sie ignoriert Änderungen der Signalstärke vollständig. Sie erhalten stets präzise Standortdaten. Dieses Verfahren definiert moderne Sicherheit.

•  Kanal 5

Die Frequenzwahl hat einen erheblichen Einfluss auf die Reichweite Ihres Geräts. Kanal 5 arbeitet mit 6489,6 MHz, einer Standard-UWB-Frequenz. Er bietet ein störungsfreies Spektrum für eine zuverlässige Kommunikation. Daher funktioniert Ihr UWB-Smart-Lock (Schlage-Alternative) in diesem Frequenzband optimal. WLAN-Interferenzen sind minimal, da WLAN üblicherweise mit 2,4 GHz arbeitet. Sie erhalten stabile Verbindungen ohne Verbindungsabbrüche. G-NiceRF-Module unterstützen dieses Frequenzband effektiv. Zudem bietet es ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Reichweite und Durchdringung von Hindernissen. Diese Frequenz eignet sich perfekt für den Innenbereich und gewährleistet eine zuverlässige Schließfunktion.

Technische Spezifikationen und Leistungskennzahlen von UWB Smart Lock-Systemen!

5 Gründe, warum UWB herkömmliche Bluetooth-Verbindungen übertrifft!

Sie werden fünf entscheidende Vorteile entdecken, bei denen die Ultrabreitband-Technologie die herkömmlichen Bluetooth-Funkprotokolle vollständig übertrifft.

•  Flugzeit

Bluetooth schätzt Entfernungen ungenau, da es die Signalstärke nutzt. UWB hingegen misst die tatsächliche Laufzeit des Signals. Signale breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus, die konstant ist. Daher berechnet das UWB-Smartlock die Entfernung präzise auf physikalischen Grundlagen. In manchen Fällen erhalten Sie Daten im Millimeterbereich.

RSSI kann diese Genauigkeit niemals erreichen. Die Laufzeitmessung hingegen ist absolut und zuverlässig. Umwelteinflüsse haben kaum Einfluss auf die Geschwindigkeit. Der Preis des UWB-Smartlocks spiegelt diesen Wert wider. Sie vertrauen der zugrundeliegenden Physik. Die Berechnungen erfolgen in Echtzeit.

•  Mehrwegeempfang

Signale werden von Wänden reflektiert, was herkömmliche Funkgeräte wie Bluetooth stören kann. Die von UWB-Smartlocks ausgesendeten Impulse sind jedoch extrem kurz und klar definiert. Die Empfänger können ihre eigenen Signale von den Echos trennen. Konkurrenzprodukte des Schlage UWB-Smartlocks arbeiten nach diesem Prinzip, um Fehlentriegelungen zu verhindern.

Mehrwegeausbreitung beeinträchtigt die Funktion nicht. Darüber hinaus ignoriert das beste UWB-Smartlock jegliche Unordnung im Raum. Ihr Zugang ist unabhängig von Möbeln gesichert. Auch komplexe Umgebungen stellen für UWB kein Problem dar.

•  10 cm Genauigkeit

Bluetooth kann im Betrieb um mehrere Meter schwanken, was gefährlich ist. UWB hingegen bietet eine Positionsgenauigkeit von 10 cm. Diese Präzision zeichnet moderne UWB-Smart-Locks aus. Dank dieser Technologie wissen Sie genau, wer sich der Tür nähert. Sie kann außerdem zwischen Personen im Innen- und Außenbereich unterscheiden. Das bedeutet deutlich mehr Sicherheit für alle.

Ein UWB-Türschloss ist so konstruiert, dass es beim Betreten des Hauses sicher verriegelt bleibt. Versehentliches Öffnen wird so vollständig verhindert. Diese präzise Steuerung ermöglicht die berührungslose Bedienung.

•  Nicht-sinusförmig

Die meisten Wellen nutzen im Betrieb eine kontinuierliche Sinuswelle. UWB hingegen sendet nicht-sinusförmige Impulse, die wie Rauschen wirken. Dadurch ist ein UWB-fähiges Smart Lock schwer zu entdecken und unauffällig. Es erzeugt extrem viele Störungen für Hacker, die versuchen, das Signal abzufangen. Sie erhalten so eine zusätzliche, diskrete Schutzebene. Die hohe Energie der Impulse durchdringt zudem Störungen. Die Signalstruktur ist robust gegen Störangriffe. Sie profitieren von inhärenter Sicherheit.

•  Hohe Kapazität

Geräte konkurrieren ständig um Platz und Luft in Ihrem Zuhause. Bluetooth kann schnell überlastet sein, UWB hingegen funktioniert mit hoher Dichte an Luftsegmenten. Ihr UWB-Smart-Lock-System von Schlage kann den Datenverkehr problemlos steuern. TDoA-Algorithmen verwalten Systeme mehrerer Benutzer gleichzeitig.

Kurze Impulse sorgen zudem für schnelle Freischaltung des nächsten Signals. Sie können mehrere Tasten gleichzeitig verfolgen. Die Systemkapazität bleibt hoch. Netzwerkkollisionen treten selten auf. Hohe Kapazität ist ideal für Gebäude.

Schlüsselkomponenten zur Definition von Hochleistungs-UWB-Sicherheitsmodulen!

Es ist an der Zeit, dass Sie auf bestimmte Hardware-Attribute eingehen, die die Effektivität des G-NiceRF-Moduls beeinflussen und vorantreiben.

•  DW3000 Chip

Die Leistungsfähigkeit beginnt in der Regel mit dem gewählten Chip. Branchenkenner wissen, dass wir den Qorvo DW3000-Chip verwenden.  Er unterstützt den IEEE 802.15.4z-Standard und gewährleistet so die Kompatibilität Ihres UWB-Smart-Locks. Es handelt sich um einen kostengünstigen, energiesparenden Chip für moderne Geräte. Da die meisten UWB-Geräte lange Zeit ungenutzt bleiben, erhalten Sie von uns die leistungsstärkste verfügbare Chiptechnologie. Dadurch ist Ihre Zutrittskontrolle mit modernster Technologie ausgestattet.

•  TCXO-Oszillator

Die präzise Zeitmessung ist bei dieser Technologie entscheidend für die Genauigkeit. Sie muss stabil sein, und ein TCXO-Oszillator garantiert dies. So bleibt Ihr bestes UWB-Smartlock dauerhaft genau. Dafür benötigen Sie Nanosekunden, die mit herkömmlichen Quarzen nicht erreichbar sind. Darüber hinaus sorgt der TCXO für einen stabilen Takt. Die Synchronisation bleibt perfekt erhalten. So ist ein zuverlässiger Dauerbetrieb jederzeit gewährleistet.

•  500-mW-Verstärker

Die meisten Standardchips bieten zu wenig Leistung für größere Reichweiten. Unser UWB3000F27 hingegen  verfügt über einen 500-mW-Verstärker für eine deutlich höhere Reichweite. Dadurch erhöht sich die Reichweite im Freien auf 1,5 km. So funktioniert die Verbindung Ihres UWB-Türschlosses noch weiter als zuvor. Sie können ferngesteuerte Tore ganz einfach bedienen. Ein stärkeres Signal erhöht die Zuverlässigkeit erheblich. Zudem benötigen UWB-Smart-Locks eine gewisse Signalreserve. Dieser Verstärker verbessert die Zuverlässigkeit auch bei Hindernissen. Sicherheit über große Entfernungen ist jetzt möglich.

•  Leiterplattenantenne

Das Antennendesign bestimmt Signalform und -qualität. Aus diesem Grund ist in unseren Modulen eine Leiterplattenantenne  integriert. Sie ist platzsparend und ermöglicht so kompakte Designs. Dadurch ist das UWB-fähige Smart Lock besonders kompakt. Für die Antenne werden keine externen Bauteile benötigt. Der Signalempfang ist omnidirektional. Zudem ist die Antenne optimal auf UWB abgestimmt und arbeitet im 6,5-GHz-Band. Das Ergebnis: ein gleichmäßiges Strahlungsmuster und eine einfache Installation.

•  LNA-Integration

Schwache Impulse müssen verstärkt werden, um hörbar zu sein. Eine Signalverstärkung ist daher sehr hilfreich. Hier kommt die LNA-Integration des UWB3000F27 ins Spiel. Sie verstärkt die empfangenen Impulse für den Smart-Lock-Empfänger.

Das UWB-Smart-Lock von Schlage bietet daher eine deutlichere Sprachqualität. Dies erhöht die Empfindlichkeit des Systems. Der Transponder kann nun aus größerer Entfernung erkannt werden. Zudem wird das Grundrauschen erheblich reduziert. Dadurch verbessert sich die Funktion des Empfängers. Die Kommunikation wird somit effizienter.

Wie verhindert ein UWB Smart Lock Relay-Angriffe?

Fortgeschrittene Signal-Hacking-Versuche lassen sich auch durch sehr spezifische, distanzbegrenzende Sicherheitsmaßnahmen verhindern.

-  Distanzbegrenzung: Das UWB-Smartlock überprüft die genaue Distanz. 

-  Zeitstempelprüfung: Überprüft die Signalzeit für UWB-Smart-Locks. 

-  Verschlüsselter Zeitstempel: Das beste UWB-Smartlock randomisiert Codes. 

-  AES128-Verschlüsselung: UWB-fähiges Smart Lock sichert Daten. 

-  Physische Nähe: Das UWB-Türschloss bestätigt die Anwesenheit des Benutzers. 

Top-Tipps zur Optimierung der Stromversorgung von UWB-Schlössern!

Diese Energiemanagementtechniken müssen angewendet werden, um sicherzustellen, dass die Batterie Ihres Schlosses jahrelang hält.

•  Microamp Schlaf

Batterien in Schlössern müssen jahrelang halten. Unsere Module nutzen einen Mikroampere-Schlafmodus, um Energie zu sparen. Während dieses Schlafmodus sinkt der Stromverbrauch unter 100 µA. Dadurch wird die Batterielebensdauer des UWB-Smart-Locks verlängert. Hohe Ströme entladen die Zellen schnell, wenn sie nicht reguliert werden. Der Chip prüft kurz den Verbrauch und geht dann wieder in den Schlafmodus. Diese Effizienz spiegelt sich im Preis des UWB-Smart-Locks wider. Zudem reduzieren sich Ihre Wartungskosten.

•  Intermittierende Impulse

Kontinuierliche Sendezyklen verbrauchen enorm viel Energie. Bei intermittierenden Impulsen hingegen sendet das Funkmodul nur bei Bedarf. So wird die Batterieleistung optimal geschont. Sie können die Impulsrate so einstellen, dass ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Geschwindigkeit und Energieverbrauch entsteht. Lange Leerlaufzeiten belasten das Gerät. Das UWB-Türschloss pausiert daher häufig. Die Systemlogik wurde optimiert.

•  Weckradio

Das Hauptfunkmodul ist bereit, in den Energiesparmodus zu wechseln. Ein Weckmodul unterstützt diesen Vorgang. Es empfängt ein Auslösesignal, weshalb UWB-Smart-Locks in den Energiesparmodus wechseln. Durch die verzögerte Aktivierung der UWB-Komponente wird Energie gespart. Mit einem 125-kHz-Modul lässt sich die Akkulaufzeit optimal verlängern. Die Stromversorgung erfolgt gestaffelt.

•  3,3-V-Stromversorgung

Die Effizienz eines Systems hängt von der Spannung ab. Eine 3,3-V-Versorgung ist Standard für diese Module. Sie versorgt den DW3000-Chip effektiv mit Strom. Daher arbeitet die Schlage UWB Smart-Lock-Alternative mit niedriger Temperatur. Bei höheren Spannungen ist Wärmeentwicklung ein Problem. Die Ausgangsspannung der Batterie sollte sorgfältig geprüft werden. Die Regler arbeiten bei dieser Spannung effizient. Der Leistungsverlust bleibt konstant. Das System arbeitet zuverlässig. Standard-Lithiumzellen sollten verwendet werden.

•  Dynamischer Schlaf

Statischer Schlafmodus führt mit der Zeit zu Energieverschwendung. Im dynamischen Schlafmodus passt sich das System selbst an. Das Schloss erkennt Inaktivität über einen bestimmten Zeitraum. Daraufhin wechselt das UWB-fähige Smart Lock in einen längeren Schlafmodus und bleibt nachts länger im Schlafmodus. Sie legen die Aufwachintervalle fest. Im aktiven Zustand passt sich das System dem Stromverbrauch an. Der Energieverbrauch wird so optimal kontrolliert. Wir nennen das Energiemanagement.

Häufig gestellte Fragen!

Dieser Abschnitt soll die häufigsten technischen Fragen zur Ultrabreitbandintegration beantworten.

Wie hoch ist der Ruhestromverbrauch von UWB-Modulen?

Energieeffizienz ist für batteriebetriebene Geräte entscheidend. Der Ruhestrom liegt im Mikroampere-Bereich. Module wie das UWB650Pro beispielsweise  weisen einen Ruhestrom von unter 100 µA auf. Dadurch ist die Lebensdauer des UWB Smart Locks besonders lang. Der Tiefschlafmodus schont den Akku. Sie können mit jahrelanger Nutzung rechnen. Unsere Module optimieren zudem den Stromverbrauch. Dies ist im Preis des UWB Smart Locks bereits berücksichtigt. Sie erhalten eine energiesparende Lösung. Der Standby-Verbrauch ist vernachlässigbar.

Ist für die Entsperrung von UWB eine Sichtverbindung erforderlich?

Viele fragen nach den Sichtbarkeitsanforderungen. UWB durchdringt viele Materialien wie Holz. Es dringt problemlos durch Holztüren. Daher funktionieren UWB-Smart-Locks unauffällig im Inneren der Tür. Eine direkte Sichtverbindung ist nicht erforderlich. Metall blockiert Signale zwar deutlich, aber normale Wände sind für die Übertragung ausreichend. Das UWB-fähige Smart-Lock ist robust und bietet zuverlässiges Entsperren. Es funktioniert sogar aus der Hosentasche.

Kann UWB parallel zu Schmalband-WLAN-Signalen betrieben werden?

Interferenzen sind ein häufiges Problem für Entwickler. UWB und WLAN lassen sich problemlos parallel nutzen, da sie ein völlig anderes Frequenzspektrum verwenden. Daher ist die Verwendung hochwertiger UWB-Türschlösser sicher. WLAN nutzt üblicherweise schmale 2,4-GHz-Bänder, während UWB ein 500-MHz-Band abdeckt. Zudem ist das Grundrauschen gering. Die Signale von UWB-Türschlössern sind klar voneinander abgegrenzt, und es kommt zu keinen Netzwerkverzögerungen.

Welche seriellen Schnittstellen unterstützen die UWB-Modulintegration?

Entwickler wünschen sich benutzerfreundliche Anschlüsse. SPI und UART sind Industriestandards. Unsere Geräte unterstützen beide Schnittstellen. Daher ist die Integration des UWB-Smart-Locks vom Typ Schlage schnell und einfach. Sie können jeden beliebigen Mikrocontroller anschließen. Mit UART ist die Datenübertragung unkompliziert. Für höchste Übertragungsgeschwindigkeiten verwenden Sie SPI. Wählen Sie die für Ihren Anwendungsfall passende Schnittstelle. Eine sehr einfache Integration ist möglich. Hohe Hardwarekompatibilität ist dabei entscheidend.

Ist die Laufzeitmessung genauer als die RSSI-Messung?

Sicherheit ist wichtig, und Genauigkeit gewährleistet sie. ToF ist genauer als RSSI. RSSI misst die Signalstärke, die jedoch schwanken kann. Bei UWB-Smart-Locks hingegen wird die Anzahl der ausgesendeten und reflektierten Impulse gemessen. Schlage UWB-Smart-Lock-Systeme nutzen diese Methode und erreichen so eine Genauigkeit von bis zu 10 cm. Bei RSSI-Messungen liegen die Abweichungen typischerweise im Meterbereich. ToF ermöglicht eine präzise Näherungsmessung.

Abschluss

Bluetooth kann mit dieser neuen Technologie nicht mithalten, denn zu Hause benötigen Sie Präzision und Sicherheit. Ein Upgrade auf ein UWB-Smart-Lock  löst viele Probleme, und Hacker können diese sicheren Systeme nicht knacken. Zudem profitieren Sie von einer langen Akkulaufzeit. Besuchen Sie G-NiceRF  für weitere Informationen. Wir unterstützen Sie dabei, bessere Produkte zu entwickeln. Starten Sie Ihr neues Projekt gleich hier online.