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，它能夠使物聯(lián)網(wǎng)(IoT)產(chǎn)品在僅憑小型紐扣電池供電的情況下運(yùn)行數(shù)年。藍(lán)牙低功耗的設(shè)計(jì)初衷就是要實(shí)現(xiàn)低功耗，通常其覆蓋范圍只在數(shù)米之內(nèi)，通過間歇式喚醒的方式在高延時下傳輸少量數(shù)據(jù)。這種特性對于傳感器而言是最佳選擇，早在2010年，藍(lán)牙低功耗就開始在各個領(lǐng)域中嶄露頭角。

這項(xiàng)技術(shù)在一到兩年后才以心率監(jiān)測手帶和智能手表的形式面市，隨后被應(yīng)用于iPhone 4S智能手機(jī)中。在蘋果發(fā)布市面上第一款支持藍(lán)牙低功耗的手機(jī)后，BLE市場開始快速發(fā)展。事實(shí)上，對于當(dāng)時的智能手機(jī)用戶而言，能夠以低功耗的方式將手機(jī)連接至各類產(chǎn)品是一種非常新奇的體驗(yàn)。所以突然間，每個制造商都希望他們的產(chǎn)品具備連接智能手機(jī)的功能。

因此，物聯(lián)網(wǎng)和云端連通性也就自然而然的應(yīng)運(yùn)而生了。通過它們，智能手機(jī)能夠與任何事物相連接，同時任何事物也都可以連接至互聯(lián)網(wǎng)(云端讀取)。在這種巨大的變革下，產(chǎn)品中新增了固件升級，智能手機(jī)開始用于控制玩具直升機(jī)，而無線附件也逐漸取代了有線電纜在部分領(lǐng)域中的應(yīng)用。

2015年，制造商突然開始將耳熟能詳?shù)乃{(lán)牙低功耗應(yīng)用于較長距離的通信、高通量的數(shù)據(jù)傳輸以及嚴(yán)苛的ISM應(yīng)用，雖然這并不是藍(lán)牙低功耗的設(shè)計(jì)目的。然而，藍(lán)牙低功耗目前已經(jīng)在高質(zhì)量工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中有所作為，取代了此前數(shù)十年或者至少很長一段時間內(nèi)所使用的技術(shù)。

這種變革也讓藍(lán)牙低功耗在許多全新領(lǐng)域中體現(xiàn)了其獨(dú)特的價值。從核心工業(yè)應(yīng)用到高檔家用電器，甚至是流行的信號系統(tǒng)，藍(lán)牙低功耗正在之前未曾涉及的細(xì)分市場中崛起。

在針對特定用例部署的解決方案中，無論是有線還是無線技術(shù)，均可以用藍(lán)牙低功耗取代。隨著藍(lán)牙低功耗的不斷發(fā)展以及其在全新應(yīng)用中的逐漸適應(yīng)，無線技術(shù)間不同的標(biāo)準(zhǔn)面臨著挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)是技術(shù)發(fā)展過程中的一個必然階段，畢竟“適者生存”，時間會告訴我們最終答案。

然而，目前我們已經(jīng)可以預(yù)見到，某些應(yīng)用將會因?yàn)樗{(lán)牙低功耗的發(fā)展而發(fā)生翻天覆地的改變。以照明為例，ZigBee正憑借智能燈泡和Wi-Fi網(wǎng)關(guān)間的網(wǎng)絡(luò)連接占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。而藍(lán)牙低功耗現(xiàn)在可以支持星型拓?fù)?，以通過中央或智能手機(jī)控制多個燈泡。不過，由于Zigbee在Mesh網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲羞\(yùn)行，這意味著信息可以通過節(jié)點(diǎn)傳遞，并且其傳輸范圍也可以突破網(wǎng)關(guān)限制。如果藍(lán)牙Mesh通過高能效的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)(例如不使用洪泛路由)并且整個解決方案擁有穩(wěn)健的安全性，它在未來也能夠解決這個問題。那么，那些已經(jīng)部署了的ZigBee解決方案是否會顯得多余呢?答案是否定的。試想一下，如果ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點(diǎn)添加了藍(lán)牙低功耗會出現(xiàn)什么情況?或者說，某個網(wǎng)關(guān)擁有一個藍(lán)牙低功耗接口。

當(dāng)然還有其它的使用案例。例如M2M、電纜替代、資產(chǎn)跟蹤和自動化控制等，它們都能從工業(yè)裝置中的藍(lán)牙低功耗受益。目前，包括以太網(wǎng)、ZigBee、Wi-Fi、Sub-1 GHz等多個連通性技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域中占據(jù)了一席之地，而藍(lán)牙低功耗可以輕松地讓這些技術(shù)更加完備。我們所需要的是專注于簡化技術(shù)，以創(chuàng)造一個無線技術(shù)擴(kuò)展庫，就好比瑞士軍刀般易于使用且功能豐富。