藍牙是一種眾所周知的無線技術(shù)，并在全球范圍內(nèi)不斷擴展其功能。藍牙技術(shù)的采用和設(shè)備生產(chǎn)每年都在急劇增加。藍牙技術(shù)的進步繼續(xù)定位于新環(huán)境，包括商業(yè)和工業(yè)用例。該技術(shù)可實現(xiàn)低功耗和低成本傳感器、精確定位、無線連接以及計算和分析收集數(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， 藍牙?網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在引領(lǐng)這個市場提供所需的標準水平。根據(jù)這項研究，到2025年，每年將有大約2億臺藍牙?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)

藍牙特別興趣組 （SIG） 擁有標準化的藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，從頭開始設(shè)計，以滿足性能、可靠性和安全性至關(guān)重要的行業(yè)標準。該技術(shù)基于藍牙 LE 規(guī)范，并與現(xiàn)有的藍牙 LE設(shè)備兼容。然而， 與其他低功耗無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比， 藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個完整的全棧解決方案，包括從低級物理無線電層到高級應(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)用而不是其他無線技術(shù)。在任何工業(yè)領(lǐng)域，都有多個感官網(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。處理如此復雜的網(wǎng)絡(luò)和大量配置對任何無線技術(shù)來說都是一個挑戰(zhàn)。BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)最適合此類應(yīng)用，因為它通過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)簡單、可擴展，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。讓我們通過一個例子來理解這一點，在照明解決方案會議室中，需要打開燈。但是，發(fā)布/訂閱尋址技術(shù)不是使用 BLE 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)向每個燈發(fā)送單播數(shù)據(jù)包，而是針對已訂閱會議室組并接收打開本身消息的所有設(shè)備進行尋址，從而提高了降低網(wǎng)絡(luò)流量的性能

管理洪水中繼：當終端節(jié)點不在彼此的直接范圍內(nèi)時，它們必須使用某些中繼節(jié)點傳遞消息。通過中繼節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)這些數(shù)據(jù)包的傳統(tǒng)方法會增加控制器的開銷，并可能導致問題。為了克服這個問題，BLE網(wǎng)格采用了管理洪水中繼機制

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

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

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)提供的功能為多個工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開辟了新的途徑。這種大型工業(yè)傳感器網(wǎng)絡(luò)用于物流樞紐、倉庫、公共場所、建筑工地等?；谒{牙?位置的服務(wù)和智能可穿戴設(shè)備也是工業(yè)實時傳感器控制和監(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牙?短程無線電。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。這些智能藍牙?模塊有無限的可能性，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，幾乎所有智能手機都支持藍牙，因此這使其成為將移動網(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，支持藍牙技術(shù)的最新一代智能手機可以用作互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)設(shè)備之間的移動網(wǎng)關(guān)。因此，對于此用例，許多行業(yè)都可以用藍牙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、信標管理、占用控制、預測性維護、HVAC 系統(tǒng)、應(yīng)急照明、樓宇自動化等。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個應(yīng)用程序。讓我們詳細了解用例：

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，并由管理部門手動管理。藍牙?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非常復雜的任務(wù)。為了實現(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)域的不活動期間實現(xiàn)有效控制并節(jié)省電力。

監(jiān)控系統(tǒng)：在自動灌溉系統(tǒng)中有應(yīng)用來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， 土壤濕度和自動灌溉， 所有這些感官網(wǎng)絡(luò)都可以利用藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)自主運行，無需任何人工干預

定位服務(wù)：為了滿足對精確室內(nèi)定位服務(wù)的飆升需求， 藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一個明智的選擇，因為可以準確跟蹤位置信息和設(shè)備定位。藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)使一個節(jié)點能夠獲得有關(guān)另一個節(jié)點位置的準確信息。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。藍牙定位服務(wù)是通過使用連接的移動應(yīng)用程序完成的。

“手機從安裝在任何附近特定物體上的信標接收藍牙信號。這些信標在與任何用戶接觸時，它會發(fā)送位置數(shù)據(jù)、前往所需地點的方向或通過藍牙廣告和推送通知針對某些應(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：藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在推動實時定位系統(tǒng)的快速擴展 （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)導航：可以看出，游客必須努力獲得商場、博物館、機場和火車站等公共場所特定地點的導航。藍牙?室內(nèi)定位系統(tǒng) （IPS） 在這些情況下提供可訪問性的王牌并來救援。有了這些傳感器，訪客可以更輕松地瀏覽這些復雜的設(shè)施

數(shù)字鑰匙：智能手機正在成為日常生活中常見且不可或缺的一部分。藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使智能手機能夠用作訪問控制應(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解鎖門和受限空間以及更多此類場景。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

最新發(fā)布的BLE網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標準SIG擴大了操作范圍，提高了速度，并為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或多對多點用例打開了新的大門。主要優(yōu)點是藍牙設(shè)備可以在紐扣電池上運行多年，這是因為無線電功率優(yōu)化。所有這些功能加上其無線通信的可靠安全性和可擴展性，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，并開始在廣泛的市場中采用。藍牙將為未來的智能建筑和工廠提供可靠、可擴展和低成本的解決方案，這些建筑和工廠將依靠這項技術(shù)來發(fā)展和前進。

審核編輯：郭婷