低功耗、可靠的蓝牙技术成为工业物联网无线连接的首选方案

本文将为您梳理一系列基础知识，带您快速了解工业物联网（IIoT），并解释蓝牙™技术如何成为IIoT领域的一项关键技术。

工业物联网能做什么？

IIoT设备和系统集成了传感、控制、计算、通信、组网和接口等功能，支持企业对资产、流程、产品和人员实施以下操作：

• 收集数据、处理数据并使用数据实现决策的自动化和智能化。

• 进行持续、实时的远程监控和追踪。

• 引入控制或管理机制优化资产或业务相关参数，如使用率、成本、能耗、效率等。

• 提升或增强人机交互或接口功能。

这些能力可最大化运营效率、优化资源分配，甚至催生新商业模式。以下是IIoT的两个典型应用场景：

1. 传感与自动化：

• 实现旧型或现有机械设备的升级改造。

• 通过收集资产的数据，更好地监控和评估性能、维护或利用率。

• 自动化控制有效控制运营和能源成本、从而增加正常运行时间和生产力、落实工作场所安全措施、减少人为错误等。

2. 监控与追踪

• 实时掌握产品、流程、工人等的状态或位置。

• 快速识别并应对生产或分销问题，降低问题影响。

• 启用库存管理优化方案。帮助发现并减少盗窃及相关损失。

为什么选择蓝牙技术？

蓝牙™最初旨在替代电子设备的线缆连接，如今通过核心规范迭代（如4.0引入低功耗模式、5.0提升速率与距离、6.0支持精准测距），已具备满足工业级需求的性能：

• 能效卓越

• 射频性能强

• 成本与体积优势

• 速率与远距离

• 多协议兼容

• 灵活组网

• 安全可靠

• 模块化方案

• 标准化生态

• 平台支持广

简而言之，蓝牙™技术已成为IIoT领域的关键技术，并且更重要的是，预计它在短期和长期都将实现快速增长。其原因如下：

• 能效：能效是低功耗蓝牙的核心。资产跟踪标签或电子货架标签（ESL）等电池或环境供电的工业应用需要尽可能高的能效，而蓝牙是提供这一点的最佳无线技术。

• 射频性能：先进的蓝牙

  ™设备实现了出色的射频链路预算，并支持频率跳变和低功耗信道分类等特性，有助于避免/减轻射频干扰。这对于在工业空间（如仓库、工厂等）中运行非常理想。

  
  

• 成本与尺寸：蓝牙™设备通常针对大批量应用，因此具有极强的成本竞争力。随着新工艺节点的出现与成本驱动的设计优化，其尺寸不断缩小。市场上的集成电路（IC）可以小至3.6平方毫米。

• 吞吐量与长距离：低功耗蓝牙可以支持2 Mbps的原始吞吐量，这适用于广泛的工业应用，并且随着LE Coded和广告编码选择等功能的引入，其范围得到了显著改善（>5公里）。

• 多协议支持：蓝牙™技术被广泛支持在结合了Wi-Fi、15.4等的多协议设备中。在硬件或软件中实现了经过验证的共存机制，以协调共址设置中的多个无线电。

• 网络拓扑：蓝牙™技术支持多种网络拓扑，包括点对点、广播和网状网络，这些拓扑支持连接或无连接模式下的设备间一对一、一对多或许多对许多通信。这对于具有不同网络性能、节点数量或能效需求的工业物联网用例非常理想。

• 安全性：蓝牙™技术提供了强大的安全功能，其中安全配对是核心。配对为设备提供了启用链路加密、隐私和数据签名的资源。还支持用于跟踪保护的私有地址。现代蓝牙™设备还在硬件中集成了专用的安全子系统。

• 模块：许多供应商提供完整的系统解决方案，将蓝牙IC和所有所需外部组件（如天线、晶体振荡器、无源元件）集成在小型印刷电路板（PCB）或系统级封装（SiP）模块中，并包括监管和基于标准的认证。这对于快速开发/上市时间等，将蓝牙™技术添加到多种设计中非常理想。

• 标准化：蓝牙技术标准化所带来的优势包括：在全球可用的免授权频段中运行、与不同厂商设备的互操作性、接入庞大的供应商池和全球设备

  /软件/解决方案生态系统、效率及扩展路径、与时俱进等。

  
  

• 平台支持：蓝牙™技术可用于工业环境中使用的所有平板电脑和移动设备平台，用于访问、设备配置、通过智能手机应用进行交互等。

以上列出了10个理由说明为什么蓝牙技术将在IIoT领域领先。总体而言，IIoT是一项重大的技术进步，它正在与云计算、大数据分析、网络物理系统、AI、机器学习、可视化技术（VR、AR）等技术共同推动第四次工业革命，即工业4.0。