如果您是不熟悉工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的藍(lán)牙?開(kāi)發(fā)人員、營(yíng)銷人員或愛(ài)好者，本文將為您梳理一系列基礎(chǔ)知識(shí)，帶您快速了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，并解釋藍(lán)牙?技術(shù)如何成為IIoT領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)？

網(wǎng)絡(luò)搜索顯示，IIoT的定義、技術(shù)和應(yīng)用多種多樣。如果您上網(wǎng)搜索一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多與IIoT相關(guān)的定義、技術(shù)和應(yīng)用。為了盡可能簡(jiǎn)化表述，我們?cè)谶@里采用英飛凌公司的解釋，即IIoT本質(zhì)上是工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程，其中“工業(yè)”可以指制造活動(dòng)或一群具有生產(chǎn)能力、以盈利為目的的企業(yè)。

其中，數(shù)字化指的是在業(yè)務(wù)全環(huán)節(jié)整合并利用數(shù)字技術(shù)，以優(yōu)化運(yùn)營(yíng)、流程和商業(yè)模式等。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的重要性

數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要投入大量資金和精力，那么，為什么企業(yè)依然選擇了數(shù)字化道路？

答案其實(shí)很簡(jiǎn)單。當(dāng)前，企業(yè)面臨著日益嚴(yán)峻的盈利與競(jìng)爭(zhēng)力挑戰(zhàn)。而IIoT恰好能夠賦予企業(yè)強(qiáng)大的技術(shù)能力，以應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，這也正是其價(jià)值所在。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能做什么？

IIoT設(shè)備和系統(tǒng)集成了傳感、控制、計(jì)算、通信、組網(wǎng)和接口等功能，支持企業(yè)對(duì)資產(chǎn)、流程、產(chǎn)品和人員實(shí)施以下操作：

收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)并使用數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)決策的自動(dòng)化和智能化。

進(jìn)行持續(xù)、實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和追蹤。

引入控制或管理機(jī)制優(yōu)化資產(chǎn)或業(yè)務(wù)相關(guān)參數(shù)，如使用率、成本、能耗、效率等。

提升或增強(qiáng)人機(jī)交互或接口功能。

這些能力可最大化運(yùn)營(yíng)效率、優(yōu)化資源分配，甚至催生新商業(yè)模式。

以下是IIoT的兩個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景：

1.傳感與自動(dòng)化：

實(shí)現(xiàn)舊型或現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備的升級(jí)改造。

通過(guò)收集資產(chǎn)的數(shù)據(jù)，更好地監(jiān)控和評(píng)估性能、維護(hù)或利用率。

自動(dòng)化控制有效控制運(yùn)營(yíng)和能源成本、從而增加正常運(yùn)行時(shí)間和生產(chǎn)力、落實(shí)工作場(chǎng)所安全措施、減少人為錯(cuò)誤等。

2.監(jiān)控與追蹤

實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品、流程、工人等的狀態(tài)或位置。

快速識(shí)別并應(yīng)對(duì)生產(chǎn)或分銷問(wèn)題，降低問(wèn)題影響。

啟用庫(kù)存管理優(yōu)化方案。

幫助發(fā)現(xiàn)并減少盜竊及相關(guān)損失。

部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需考慮的關(guān)鍵因素

IIoT潛力巨大，但企業(yè)落地解決方案時(shí)需權(quán)衡多重因素

工業(yè)客戶從一開(kāi)始就必須一直考慮性能、可靠性和成本這三個(gè)基本因素。在工業(yè)環(huán)境中，設(shè)備必須能夠始終如預(yù)期般運(yùn)行、在需要時(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤地工作、保持運(yùn)行的一致性并以最快的速度實(shí)現(xiàn)最高的投資回報(bào)。

用戶（例如有權(quán)決定將IIoT引入工廠、企業(yè)等的主體）還需要考慮的關(guān)鍵因素有安全性、系統(tǒng)壽命、易用性、平臺(tái)兼容性、穩(wěn)健性和技術(shù)支持；

系統(tǒng)集成商則需要考慮通信協(xié)議、能效和設(shè)備尺寸。下表詳細(xì)說(shuō)明了這些因素的重要性。

IIoT使用的無(wú)線技術(shù)

早期IIoT依賴Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)，但并非所有場(chǎng)景均需云端連接或高功耗?，F(xiàn)代IIoT架構(gòu)包含網(wǎng)關(guān)、終端節(jié)點(diǎn)等多樣化設(shè)備，更注重能效與低成本。因此，藍(lán)牙?技術(shù)逐漸成為關(guān)鍵選擇。

為什么選擇藍(lán)牙技術(shù)？

藍(lán)牙?最初旨在替代電子設(shè)備的線纜連接，如今通過(guò)核心規(guī)范迭代（如4.0引入低功耗模式、5.0提升速率與距離、6.0支持精準(zhǔn)測(cè)距），已具備滿足工業(yè)級(jí)需求的性能：

能效卓越：低功耗藍(lán)牙是電池供電設(shè)備（如資產(chǎn)標(biāo)簽、電子貨架標(biāo)簽）的理想選擇。

射頻性能強(qiáng)：跳頻和信道分類功能可應(yīng)對(duì)工業(yè)環(huán)境干擾。

成本與體積優(yōu)勢(shì)：高量產(chǎn)芯片成本低，最小可達(dá)3.6 mm2。

速率與遠(yuǎn)距離：2 Mbps速率和LE Coded編碼支持超5公里傳輸。

多協(xié)議兼容：與Wi-Fi、15.4等技術(shù)共存，硬件級(jí)協(xié)調(diào)機(jī)制成熟。

靈活組網(wǎng)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播和Mesh網(wǎng)絡(luò)覆蓋多樣場(chǎng)景。

安全可靠：硬件級(jí)加密、隱私保護(hù)和防追蹤地址。

模塊化方案：認(rèn)證模塊加速產(chǎn)品上市。

標(biāo)準(zhǔn)化生態(tài)：全球免許可頻段、多廠商互操作性。

平臺(tái)支持廣：工業(yè)移動(dòng)設(shè)備普遍集成藍(lán)牙。

藍(lán)牙?核心規(guī)范

目前，藍(lán)牙?技術(shù)能夠滿足各類工業(yè)應(yīng)用對(duì)傳輸范圍、可靠性、安全性及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的需求。此外，由于藍(lán)牙?技術(shù)在電池供電型大眾消費(fèi)類應(yīng)用中所取得的成功，藍(lán)牙?設(shè)備（如系統(tǒng)級(jí)芯片和模塊）的尺寸、成本和能耗已大幅優(yōu)化，完美符合工業(yè)應(yīng)用的要求。

簡(jiǎn)而言之，藍(lán)牙?技術(shù)已成為IIoT領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，并且更重要的是，預(yù)計(jì)它在短期和長(zhǎng)期都將實(shí)現(xiàn)快速增長(zhǎng)。其原因如下：

能效：能效是低功耗藍(lán)牙的核心。資產(chǎn)跟蹤標(biāo)簽或電子貨架標(biāo)簽（ESL）等電池或環(huán)境供電的工業(yè)應(yīng)用需要盡可能高的能效，而藍(lán)牙是提供這一點(diǎn)的最佳無(wú)線技術(shù)。

射頻性能：先進(jìn)的藍(lán)牙?設(shè)備實(shí)現(xiàn)了出色的射頻鏈路預(yù)算，并支持頻率跳變和低功耗信道分類等特性，有助于避免/減輕射頻干擾。這對(duì)于在工業(yè)空間（如倉(cāng)庫(kù)、工廠等）中運(yùn)行非常理想。

成本與尺寸：藍(lán)牙?設(shè)備通常針對(duì)大批量應(yīng)用，因此具有極強(qiáng)的成本競(jìng)爭(zhēng)力。隨著新工藝節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)與成本驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，其尺寸不斷縮小。市場(chǎng)上的集成電路（IC）可以小至3.6平方毫米。

吞吐量與長(zhǎng)距離：低功耗藍(lán)牙可以支持2 Mbps的原始吞吐量，這適用于廣泛的工業(yè)應(yīng)用，并且隨著LE Coded和廣告編碼選擇等功能的引入，其范圍得到了顯著改善（>5公里）。

多協(xié)議支持：藍(lán)牙?技術(shù)被廣泛支持在結(jié)合了Wi-Fi、15.4等的多協(xié)議設(shè)備中。在硬件或軟件中實(shí)現(xiàn)了經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的共存機(jī)制，以協(xié)調(diào)共址設(shè)置中的多個(gè)無(wú)線電。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌核{(lán)牙?技術(shù)支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、廣播和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，這些拓?fù)渲С诌B接或無(wú)連接模式下的設(shè)備間一對(duì)一、一對(duì)多或許多對(duì)許多通信。這對(duì)于具有不同網(wǎng)絡(luò)性能、節(jié)點(diǎn)數(shù)量或能效需求的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用例非常理想。

安全性：藍(lán)牙?技術(shù)提供了強(qiáng)大的安全功能，其中安全配對(duì)是核心。配對(duì)為設(shè)備提供了啟用鏈路加密、隱私和數(shù)據(jù)簽名的資源。還支持用于跟蹤保護(hù)的私有地址?，F(xiàn)代藍(lán)牙?設(shè)備還在硬件中集成了專用的安全子系統(tǒng)。

模塊：許多供應(yīng)商提供完整的系統(tǒng)解決方案，將藍(lán)牙IC和所有所需外部組件（如天線、晶體振蕩器、無(wú)源元件）集成在小型印刷電路板（PCB）或系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）模塊中，并包括監(jiān)管和基于標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。這對(duì)于快速開(kāi)發(fā)/上市時(shí)間等，將藍(lán)牙?技術(shù)添加到多種設(shè)計(jì)中非常理想。

標(biāo)準(zhǔn)化：藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)包括：在全球可用的免授權(quán)頻段中運(yùn)行、與不同廠商設(shè)備的互操作性、接入龐大的供應(yīng)商池和全球設(shè)備/軟件/解決方案生態(tài)系統(tǒng)、效率及擴(kuò)展路徑、與時(shí)俱進(jìn)等。

平臺(tái)支持：藍(lán)牙?技術(shù)可用于工業(yè)環(huán)境中使用的所有平板電腦和移動(dòng)設(shè)備平臺(tái)，用于訪問(wèn)、設(shè)備配置、通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用進(jìn)行交互等。

總結(jié)

IIoT是工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型過(guò)程，能夠?yàn)楣I(yè)企業(yè)提供強(qiáng)大的技術(shù)以便其管理或緩解影響盈利能力和競(jìng)爭(zhēng)力的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。IIoT具有顯著的優(yōu)勢(shì)和巨大的潛力，但由于在工業(yè)環(huán)境中部署IIoT解決方案需要考慮眾多因素，因此其設(shè)計(jì)、部署和商業(yè)化并非易事。無(wú)線連接是IIoT的基礎(chǔ)，而藍(lán)牙?技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)關(guān)鍵的無(wú)線技術(shù)，有望在IIoT領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。以上，我們列出了10個(gè)理由說(shuō)明為什么藍(lán)牙技術(shù)將在IIoT領(lǐng)域領(lǐng)先。

總體而言，IIoT是一項(xiàng)重大的技術(shù)進(jìn)步，它正在與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)、AI、機(jī)器學(xué)習(xí)、可視化技術(shù)（VR、AR）等技術(shù)共同推動(dòng)第四次工業(yè)革命，即工業(yè)4.0。

可持續(xù)性是工業(yè)4.0重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)方面。相較于其他無(wú)線技術(shù)應(yīng)用和解決方案，許多基于低功耗藍(lán)牙及其領(lǐng)先能效水平的應(yīng)用和解決方案在這方面的表現(xiàn)更為優(yōu)異，這是藍(lán)牙?技術(shù)成為IIoT理想選擇的另外一個(gè)理由。