蓝牙网状网络彻底改变工业物联网行业

蓝牙是一种众所周知的无线技术，并在全球范围内不断扩展其功能。蓝牙技术的采用和设备生产每年都在急剧增加。蓝牙技术的进步继续定位于新环境，包括商业和工业用例。该技术可实现低功耗和低成本传感器、精确定位、无线连接以及计算和分析收集数据（大数据分析）的能力。

在工业物联网 （IIoT） 4.0 中， 效率和生产力非常重要， 蓝牙®网状网络技术正在引领这个市场提供所需的标准水平。根据这项研究，到2025年，每年将有大约2亿台蓝牙®设备用于工业物联网。

工业 4.0 的 BLE 网格技术

蓝牙特别兴趣组 （SIG） 拥有标准化的蓝牙网状网络，从头开始设计，以满足性能、可靠性和安全性至关重要的行业标准。该技术基于蓝牙 LE 规范，并与现有的蓝牙 LE设备兼容。然而， 与其他低功耗无线网络技术相比， 蓝牙网状网络技术是一个完整的全栈解决方案，包括从低级物理无线电层到高级应用层的所有内容。

是什么让BLE网格成为工业应用的理想选择？

有许多原因使BLE网状网络适合工业应用而不是其他无线技术。在任何工业领域，都有多个感官网络，它们要么捕获一些信息，要么按照配置的参数工作，该参数根据需要而变化。处理如此复杂的网络和大量配置对任何无线技术来说都是一个挑战。BLE网状网络最适合此类应用，因为它通过以下方式彻底改变了网状通信，

分散控制：由于智能分布在所有终端设备之间， 因此蓝牙网状网络不需要任何集中控制。例如，在照明应用中，灯泡可以通过使用BLE网状网络技术的集中式控制器直接相互通信。此体系结构简单、可扩展，可存档更高的性能、可靠性并降低成本。

发布/订阅寻址：使用寻址方法，组播流量是可管理的，并减少了网络上的繁重流量。让我们通过一个例子来理解这一点，在照明解决方案会议室中，需要打开灯。但是，发布/订阅寻址技术不是使用 BLE 网状网络向每个灯发送单播数据包，而是针对已订阅会议室组并接收打开本身消息的所有设备进行寻址，从而提高了降低网络流量的性能

管理洪水中继：当终端节点不在彼此的直接范围内时，它们必须使用某些中继节点传递消息。通过中继节点转发这些数据包的传统方法会增加控制器的开销，并可能导致问题。为了克服这个问题，BLE网格采用了管理洪水中继机制

BLE网状网络支持大规模设备网络的用例，非常适合监视/控制特定区域，其中网状网络由许多设备组成，这些设备需要相互自主通信，并具有可扩展性，安全性，可靠性，性能等附加功能。

BLE网格中通信的发布-订阅模型

蓝牙网状网络技术支持网络中多达 32767 台设备，最大网络深度为 126 跳.BLE网状网络节点配置为发布-订阅模型，其中节点之间的信息通过小数据包传输。因此，传感器节点使用数据包在网络上发布信息，同时，其他节点可以订阅此数据。为了在网络上传播此消息，始发节点使用通告广播消息，网络中的其他节点接收消息并将其转发到其他节点，这反过来又将网状网络的范围扩展到单个蓝牙链路的能力之外。

BLE网状网络功能如何适用于工业应用

BLE网状网络技术提供的功能为多个工业物联网应用开辟了新的途径。这种大型工业传感器网络用于物流枢纽、仓库、公共场所、建筑工地等。基于蓝牙®位置的服务和智能可穿戴设备也是工业实时传感器控制和监控的广泛用例。

如下图所示， BLE网状网络在传感器模块中使用蓝牙®短程无线电。这些传感器模块可以是温度传感器、恒温器、灯泡或摄像头模块。这些智能蓝牙®模块有无限的可能性，可以集成到现有网络中并用于与网关通信。如今，几乎所有智能手机都支持蓝牙，因此这使其成为将移动网络连接到互联网的传感器和网络配置的明显工具。

但是，支持蓝牙技术的最新一代智能手机可以用作互联网和工业设备之间的移动网关。因此，对于此用例，许多行业都可以用蓝牙LE代替它，以降低设备成本和功耗。

采用BLE网状网络的大型工业用例

从智能照明到智能建筑覆盖有许多用例：资产跟踪、信标管理、占用控制、预测性维护、HVAC 系统、应急照明、楼宇自动化等。使用现有的网状网络，可以在同一网络上集成N个应用程序。让我们详细了解用例：

设备网络：设备网络应用程序在商业建筑中具有可扩展的应用程序，这些应用程序配备了大量的电子设备，并由管理部门手动管理。蓝牙®设备网络解决方案可以可靠、安全地连接网络中数千个此类设备。以下是一些用例，

控制系统：为了控制电子设备（如照明和HVAC系统）的电源状态，配置恒温器，从电子传感器获取信息并根据需要调整其他传感器是一项非常复杂的任务。为了实现这种网状网络设置，可以允许控制工业建筑中的照明和HVAC，从而在特定区域的不活动期间实现有效控制并节省电力。

监控系统：在自动灌溉系统中有应用来种植植物以获得高产。室内种植需要具有适量光源的环境， 温度/湿度， 土壤湿度和自动灌溉， 所有这些感官网络都可以利用蓝牙网状网络自主运行，无需任何人工干预

定位服务：为了满足对精确室内定位服务的飙升需求， 蓝牙网状网络技术是一个明智的选择，因为可以准确跟踪位置信息和设备定位。蓝牙网状网络使一个节点能够获得有关另一个节点位置的准确信息。它还提供了灵活性和大量可配置的可能性，使建筑业主能够扩展室内定位解决方案，以满足建筑的变化和变化的需求。蓝牙定位服务是通过使用连接的移动应用程序完成的。

“手机从安装在任何附近特定物体上的信标接收蓝牙信号。这些信标在与任何用户接触时，它会发送位置数据、前往所需地点的方向或通过蓝牙广告和推送通知针对某些应用程序用例的任何其他有用信息。

让我们了解位置服务用例：

资产跟踪：蓝牙网状网络技术正在推动实时定位系统的快速扩展 （RTLS） 用于跟踪不同物体/人员的解决方案。有了这些信息，就很容易监控有价值资产的位置。在这里，资产跟踪可以用于定位工厂，医疗设备，医院患者等的重要材料

室内导航：可以看出，游客必须努力获得商场、博物馆、机场和火车站等公共场所特定地点的导航。蓝牙®室内定位系统 （IPS） 在这些情况下提供可访问性的王牌并来救援。有了这些传感器，访客可以更轻松地浏览这些复杂的设施

数字钥匙：智能手机正在成为日常生活中常见且不可或缺的一部分。蓝牙网状网络技术使智能手机能够用作访问控制应用的数字密钥。用户可以在接近汽车或家门或办公楼前时解锁门和受限空间以及更多此类场景。这是一种非常方便和安全的方式，可以使用数字钥匙来解锁日常生活中的东西

采用BLE网格的工业物联网的未来

最新发布的BLE网状网络标准SIG扩大了操作范围，提高了速度，并为网状网络或多对多点用例打开了新的大门。主要优点是蓝牙设备可以在纽扣电池上运行多年，这是因为无线电功率优化。所有这些功能加上其无线通信的可靠安全性和可扩展性，使BLE网状网络成为工业组织非常理想的解决方案。它将彻底改变工业物联网（IIoT）市场，并开始在广泛的市场中采用。蓝牙将为未来的智能建筑和工厂提供可靠、可扩展和低成本的解决方案，这些建筑和工厂将依靠这项技术来发展和前进。

审核编辑：郭婷