工業(yè)應(yīng)用中的藍(lán)牙低功耗

藍(lán)牙低功耗(Bluetooth Low Energy)是藍(lán)牙技術(shù)規(guī)格的最新成員，僅憑著鈕扣大小的電池供電，就能夠使物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的產(chǎn)品運(yùn)行數(shù)年。其設(shè)計(jì)的初衷是要實(shí)現(xiàn)低功耗，通常覆蓋范圍只有數(shù)公尺，透過(guò)間歇式喚醒的方式在高延遲下傳輸少量數(shù)據(jù)。這種特性對(duì)于傳感器而言是最佳的選擇，并早在2010年就開(kāi)始在各個(gè)領(lǐng)域中嶄露頭角。

這項(xiàng)技術(shù)直到一、兩年后才以心率表帶和智能手表的形式推出上市，隨后即被應(yīng)用于智能手機(jī)iPhone 4S- 蘋果市面上推出的第一款可支持藍(lán)牙低功耗手機(jī)中，進(jìn)而推動(dòng)藍(lán)牙低功耗市場(chǎng)的快速發(fā)展。

事實(shí)上，對(duì)于當(dāng)時(shí)的智能手機(jī)用戶而言，能夠以低功耗的方式將手機(jī)串連至各種產(chǎn)品是一種非常新奇的體驗(yàn)。之后，許多制造商便開(kāi)始跟隨潮流，希望他們的產(chǎn)品也能具備連接智能手機(jī)的功能。

因此，物聯(lián)網(wǎng)和云端連結(jié)也就自然而然的應(yīng)運(yùn)而生，使智能手機(jī)能夠與任何事物相連接并且可以連接網(wǎng)絡(luò)(從云端讀取或下載信息)。在這種巨大的變革下，產(chǎn)品中的固件升級(jí)，智能手機(jī)開(kāi)始能夠控制玩具直升機(jī)，而無(wú)線鏈接功能也逐漸取代了有線電纜在部分領(lǐng)域中的應(yīng)用。

到了2015年，藍(lán)牙低功耗已漸漸地變得耳熟能詳，許多制造商突然開(kāi)始將其應(yīng)用于較長(zhǎng)距離的通訊、大量的數(shù)據(jù)傳輸以及嚴(yán)苛的ISM應(yīng)用，與藍(lán)牙低功耗最初的設(shè)計(jì)目的大不相同。現(xiàn)在更在高階的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中有了偌大的進(jìn)展。

這種變革也讓藍(lán)牙低功耗在許多全新的領(lǐng)域中展現(xiàn)了其獨(dú)特的價(jià)值。從核心的工業(yè)應(yīng)用到高階的家用電器，甚至是當(dāng)紅的訊號(hào)系統(tǒng)，藍(lán)牙低功耗正在先前未曾涉及的市場(chǎng)領(lǐng)域中崛起。

現(xiàn)在，藍(lán)牙低功耗已可取代包含有線及無(wú)線技術(shù)的特定解決方案。然而，隨著藍(lán)牙低功耗持續(xù)地發(fā)展，并適用于許多全新應(yīng)用中，更多的挑戰(zhàn)也將接踵而來(lái)。其中，標(biāo)準(zhǔn)化的“戰(zhàn)爭(zhēng)”是目前面臨最大的問(wèn)題，即便這種挑戰(zhàn)是技術(shù)發(fā)展過(guò)程中必經(jīng)的階段，需要長(zhǎng)時(shí)間的演進(jìn)便得以解決。

目前我們已經(jīng)可以預(yù)想得到，某些應(yīng)用將會(huì)因?yàn)樗{(lán)牙低功耗的發(fā)展而受到巨大的影響。以照明為例，ZigBee憑著智能燈泡和Wi-Fi網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)連接而占據(jù)整個(gè)市場(chǎng)。而現(xiàn)在，藍(lán)牙低功耗可以透過(guò)星狀拓?fù)洌酝高^(guò)中央或智能手機(jī)來(lái)控制多個(gè)燈泡。不過(guò)，由于ZigBee在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲羞\(yùn)行，意味著訊息可以透過(guò)節(jié)點(diǎn)傳送，且傳輸范圍也可以突破網(wǎng)關(guān)限制。

關(guān)于這點(diǎn)，若藍(lán)牙網(wǎng)狀拓樸技術(shù)透過(guò)高效能的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)(例如：不使用洪泛路由算法)，且整個(gè)解決方案具有穩(wěn)健的安全性，也能夠達(dá)到與ZigBee相同的能力。至于那些已部署ZigBee解決方案的裝置，未來(lái)是否會(huì)顯得多余呢?其實(shí)不盡然。試想一下，如果ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)添加了藍(lán)牙低功耗，或者，某個(gè)網(wǎng)關(guān)內(nèi)含有一個(gè)藍(lán)牙低功耗接口，會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況呢?

當(dāng)然還有其它的使用案例，例如機(jī)器與機(jī)器間的聯(lián)機(jī)(M2M)、電纜替換、資產(chǎn)追蹤和自動(dòng)化控制等，皆能透過(guò)工業(yè)裝置中的藍(lán)牙低功耗來(lái)提升傳輸質(zhì)量。目前，包括以太網(wǎng)絡(luò)、ZigBee、Wi-Fi、Sub-1 GHz等多種物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)已在工業(yè)領(lǐng)域中占有一席之地，而藍(lán)牙低功耗也可以輕松地讓這些技術(shù)更加完善。我們需要專注發(fā)展的是簡(jiǎn)化技術(shù)，以創(chuàng)造一個(gè)更豐富的無(wú)線技術(shù)組合方案，如同一把易使用且多功能的瑞士刀。