藍(lán)牙是一種眾所周知的無(wú)線技術(shù)，并在全球范圍內(nèi)不斷擴(kuò)展其功能。藍(lán)牙技術(shù)的采用和設(shè)備生產(chǎn)每年都在急劇增加。藍(lán)牙技術(shù)的進(jìn)步繼續(xù)定位于新環(huán)境，包括商業(yè)和工業(yè)用例。該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)低功耗和低成本傳感器、精確定位、無(wú)線連接以及計(jì)算和分析收集數(shù)據(jù)（大數(shù)據(jù)分析）的能力。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IIoT） 4.0 中， 效率和生產(chǎn)力非常重要， 藍(lán)牙?網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在引領(lǐng)這個(gè)市場(chǎng)提供所需的標(biāo)準(zhǔn)水平。根據(jù)這項(xiàng)研究，到2025年，每年將有大約2億臺(tái)藍(lán)牙?設(shè)備用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。

工業(yè) 4.0 的 BLE 網(wǎng)格技術(shù)

藍(lán)牙特別興趣組 （SIG） 擁有標(biāo)準(zhǔn)化的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)，以滿足性能、可靠性和安全性至關(guān)重要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)基于藍(lán)牙 LE 規(guī)范，并與現(xiàn)有的藍(lán)牙 LE設(shè)備兼容。然而， 與其他低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比， 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個(gè)完整的全棧解決方案，包括從低級(jí)物理無(wú)線電層到高級(jí)應(yīng)用層的所有內(nèi)容。

是什么讓BLE網(wǎng)格成為工業(yè)應(yīng)用的理想選擇？

有許多原因使BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)適合工業(yè)應(yīng)用而不是其他無(wú)線技術(shù)。在任何工業(yè)領(lǐng)域，都有多個(gè)感官網(wǎng)絡(luò)，它們要么捕獲一些信息，要么按照配置的參數(shù)工作，該參數(shù)根據(jù)需要而變化。處理如此復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)和大量配置對(duì)任何無(wú)線技術(shù)來(lái)說(shuō)都是一個(gè)挑戰(zhàn)。BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)最適合此類應(yīng)用，因?yàn)樗ㄟ^(guò)以下方式徹底改變了網(wǎng)狀通信，

分散控制：由于智能分布在所有終端設(shè)備之間， 因此藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不需要任何集中控制。例如，在照明應(yīng)用中，燈泡可以通過(guò)使用BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集中式控制器直接相互通信。此體系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可擴(kuò)展，可存檔更高的性能、可靠性并降低成本。

發(fā)布/訂閱尋址：使用尋址方法，組播流量是可管理的，并減少了網(wǎng)絡(luò)上的繁重流量。讓我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)理解這一點(diǎn)，在照明解決方案會(huì)議室中，需要打開(kāi)燈。但是，發(fā)布/訂閱尋址技術(shù)不是使用 BLE 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)向每個(gè)燈發(fā)送單播數(shù)據(jù)包，而是針對(duì)已訂閱會(huì)議室組并接收打開(kāi)本身消息的所有設(shè)備進(jìn)行尋址，從而提高了降低網(wǎng)絡(luò)流量的性能

管理洪水中繼：當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)不在彼此的直接范圍內(nèi)時(shí)，它們必須使用某些中繼節(jié)點(diǎn)傳遞消息。通過(guò)中繼節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)這些數(shù)據(jù)包的傳統(tǒng)方法會(huì)增加控制器的開(kāi)銷，并可能導(dǎo)致問(wèn)題。為了克服這個(gè)問(wèn)題，BLE網(wǎng)格采用了管理洪水中繼機(jī)制

BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)支持大規(guī)模設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的用例，非常適合監(jiān)視/控制特定區(qū)域，其中網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)由許多設(shè)備組成，這些設(shè)備需要相互自主通信，并具有可擴(kuò)展性，安全性，可靠性，性能等附加功能。

BLE網(wǎng)格中通信的發(fā)布-訂閱模型

藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持網(wǎng)絡(luò)中多達(dá) 32767 臺(tái)設(shè)備，最大網(wǎng)絡(luò)深度為 126 跳.BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)配置為發(fā)布-訂閱模型，其中節(jié)點(diǎn)之間的信息通過(guò)小數(shù)據(jù)包傳輸。因此，傳感器節(jié)點(diǎn)使用數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布信息，同時(shí)，其他節(jié)點(diǎn)可以訂閱此數(shù)據(jù)。為了在網(wǎng)絡(luò)上傳播此消息，始發(fā)節(jié)點(diǎn)使用通告廣播消息，網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)接收消息并將其轉(zhuǎn)發(fā)到其他節(jié)點(diǎn)，這反過(guò)來(lái)又將網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的范圍擴(kuò)展到單個(gè)藍(lán)牙鏈路的能力之外。

BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能如何適用于工業(yè)應(yīng)用

BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提供的功能為多個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)辟了新的途徑。這種大型工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)用于物流樞紐、倉(cāng)庫(kù)、公共場(chǎng)所、建筑工地等?；谒{(lán)牙?位置的服務(wù)和智能可穿戴設(shè)備也是工業(yè)實(shí)時(shí)傳感器控制和監(jiān)控的廣泛用例。

如下圖所示， BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在傳感器模塊中使用藍(lán)牙?短程無(wú)線電。這些傳感器模塊可以是溫度傳感器、恒溫器、燈泡或攝像頭模塊。這些智能藍(lán)牙?模塊有無(wú)限的可能性，可以集成到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中并用于與網(wǎng)關(guān)通信。如今，幾乎所有智能手機(jī)都支持藍(lán)牙，因此這使其成為將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)的傳感器和網(wǎng)絡(luò)配置的明顯工具。

但是，支持藍(lán)牙技術(shù)的最新一代智能手機(jī)可以用作互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)設(shè)備之間的移動(dòng)網(wǎng)關(guān)。因此，對(duì)于此用例，許多行業(yè)都可以用藍(lán)牙LE代替它，以降低設(shè)備成本和功耗。

采用BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的大型工業(yè)用例

從智能照明到智能建筑覆蓋有許多用例：資產(chǎn)跟蹤、信標(biāo)管理、占用控制、預(yù)測(cè)性維護(hù)、HVAC 系統(tǒng)、應(yīng)急照明、樓宇自動(dòng)化等。使用現(xiàn)有的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可以在同一網(wǎng)絡(luò)上集成N個(gè)應(yīng)用程序。讓我們?cè)敿?xì)了解用例：

設(shè)備網(wǎng)絡(luò)：設(shè)備網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序在商業(yè)建筑中具有可擴(kuò)展的應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序配備了大量的電子設(shè)備，并由管理部門手動(dòng)管理。藍(lán)牙?設(shè)備網(wǎng)絡(luò)解決方案可以可靠、安全地連接網(wǎng)絡(luò)中數(shù)千個(gè)此類設(shè)備。以下是一些用例，

控制系統(tǒng)：為了控制電子設(shè)備（如照明和HVAC系統(tǒng)）的電源狀態(tài)，配置恒溫器，從電子傳感器獲取信息并根據(jù)需要調(diào)整其他傳感器是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)。為了實(shí)現(xiàn)這種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，可以允許控制工業(yè)建筑中的照明和HVAC，從而在特定區(qū)域的不活動(dòng)期間實(shí)現(xiàn)有效控制并節(jié)省電力。

監(jiān)控系統(tǒng)：在自動(dòng)灌溉系統(tǒng)中有應(yīng)用來(lái)種植植物以獲得高產(chǎn)。室內(nèi)種植需要具有適量光源的環(huán)境， 溫度/濕度， 土壤濕度和自動(dòng)灌溉， 所有這些感官網(wǎng)絡(luò)都可以利用藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)自主運(yùn)行，無(wú)需任何人工干預(yù)

定位服務(wù)：為了滿足對(duì)精確室內(nèi)定位服務(wù)的飆升需求， 藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個(gè)明智的選擇，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確跟蹤位置信息和設(shè)備定位。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獲得有關(guān)另一個(gè)節(jié)點(diǎn)位置的準(zhǔn)確信息。它還提供了靈活性和大量可配置的可能性，使建筑業(yè)主能夠擴(kuò)展室內(nèi)定位解決方案，以滿足建筑的變化和變化的需求。藍(lán)牙定位服務(wù)是通過(guò)使用連接的移動(dòng)應(yīng)用程序完成的。

“手機(jī)從安裝在任何附近特定物體上的信標(biāo)接收藍(lán)牙信號(hào)。這些信標(biāo)在與任何用戶接觸時(shí)，它會(huì)發(fā)送位置數(shù)據(jù)、前往所需地點(diǎn)的方向或通過(guò)藍(lán)牙廣告和推送通知針對(duì)某些應(yīng)用程序用例的任何其他有用信息。

讓我們了解位置服務(wù)用例：

資產(chǎn)跟蹤：藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在推動(dòng)實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)的快速擴(kuò)展 （RTLS） 用于跟蹤不同物體/人員的解決方案。有了這些信息，就很容易監(jiān)控有價(jià)值資產(chǎn)的位置。在這里，資產(chǎn)跟蹤可以用于定位工廠，醫(yī)療設(shè)備，醫(yī)院患者等的重要材料

室內(nèi)導(dǎo)航：可以看出，游客必須努力獲得商場(chǎng)、博物館、機(jī)場(chǎng)和火車站等公共場(chǎng)所特定地點(diǎn)的導(dǎo)航。藍(lán)牙?室內(nèi)定位系統(tǒng) （IPS） 在這些情況下提供可訪問(wèn)性的王牌并來(lái)救援。有了這些傳感器，訪客可以更輕松地瀏覽這些復(fù)雜的設(shè)施

數(shù)字鑰匙：智能手機(jī)正在成為日常生活中常見(jiàn)且不可或缺的一部分。藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使智能手機(jī)能夠用作訪問(wèn)控制應(yīng)用的數(shù)字密鑰。用戶可以在接近汽車或家門或辦公樓前時(shí)解鎖門和受限空間以及更多此類場(chǎng)景。這是一種非常方便和安全的方式，可以使用數(shù)字鑰匙來(lái)解鎖日常生活中的東西

采用BLE網(wǎng)格的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)

最新發(fā)布的BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)SIG擴(kuò)大了操作范圍，提高了速度，并為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或多對(duì)多點(diǎn)用例打開(kāi)了新的大門。主要優(yōu)點(diǎn)是藍(lán)牙設(shè)備可以在紐扣電池上運(yùn)行多年，這是因?yàn)闊o(wú)線電功率優(yōu)化。所有這些功能加上其無(wú)線通信的可靠安全性和可擴(kuò)展性，使BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)成為工業(yè)組織非常理想的解決方案。它將徹底改變工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）市場(chǎng)，并開(kāi)始在廣泛的市場(chǎng)中采用。藍(lán)牙將為未來(lái)的智能建筑和工廠提供可靠、可擴(kuò)展和低成本的解決方案，這些建筑和工廠將依靠這項(xiàng)技術(shù)來(lái)發(fā)展和前進(jìn)。

審核編輯：郭婷