Dự án

Tin tức

Tìm hiểu về công nghệ Bluetooth Mesh trong IoT Công nghiệp

12/07/2019 02:05 PM     185

Những điều bạn cần biết về Bluetooth Mesh trong công nghiệp

null

 
 

Vào tháng 7 / 2017, Bluetooth SIG đã phát hành một phần mở rộng độc lập của Thông số kỹ thuật lõi Bluetooth có tên Bluetooth Mesh – hay còn gọi là Bluetooth mạng lưới. Họ tuyên bố rằng với các cập nhật bảo mật quan trọng, thông lượng tăng gấp đôi và mở rộng đáng kể các giải pháp hiện có sẽ khiến nó trở nên lý tưởng cho các giải pháp IoT công nghiệp. Với một số ước tính cho thấy các nhà sản xuất toàn cầu sẽ chi 70 tỷ đô la hàng năm cho các giải pháp IoT vào năm 2021, liệu Bluetooth Mesh có thể trở thành tiêu chuẩn trong kết nối công nghiệp?

Trong bài đăng này, chúng ta sẽ xem xét xem Bluetooth 5 + Mesh có phải là giải pháp lý tưởng cho các vấn đề mà các kết nôi IoT không dây đang gặp phải hay không. Nhưng trước tiên, xin điểm qua một số kiến thức:

The Scoop On Bluetooth 5.0

Ngày nay chúng ta đều biết, Bluetooth là một tiêu chuẩn công nghệ không dây để gửi dữ liệu trong khoảng cách ngắn từ các thiết bị được kết nối. Được phát minh bởi Tiến sĩ Jaap Haartsen khi làm việc tại Ericsson vào những năm 1990, nó sử dụng phổ biến nhất trong các thiết bị cá nhân như tai nghe, máy tính, loa, v.v. Phạm vi điển hình của nó là dưới 30 m nhưng có thể lên tới khoảng 100m

Đã có nhiều phiên bản Thông số kỹ thuật Bluetooth Core, gần đây nhất là Bluetooth 5.0, được công bố vào tháng 6 năm 2016. Phiên bản này tập trung vào các tính năng cần thiết trong công nghệ IoT, cụ thể là tốc độ được cải thiện, tăng dung lượng phát sóng dữ liệu và tăng độ dài gói tin. Biểu đồ dưới đây cho thấy một số cải tiến đáng kể từ Bluetooth 4 đến Bluetooth 5:

null

Mesh Networking là gì?

Để hiểu được những ưu điểm của Bluetooth Mesh, trước tiên bạn cần hiểu mạng lưới là gì. Như thể hiện trong hình minh họa bên dưới, Bluetooth thông thường theo cấu trúc liên kết kiểu hình sao. Điều này có nghĩa là tất cả các thiết bị kết nối với một trung tâm thay vì giao tiếp trực tiếp với nhau. Cách duy nhất để mở rộng mạng lưới theo cấu trúc liên kết này là kết nối nhiều thiết bị hơn với hub trung tâm

Với mô hình mạng lưới, tất cả các thiết bị trong mạng có thể giao tiếp với nhau, thay vì phải kết nối với một trung tâm trung tâm. Điều này làm cho kích thước và diện tích của mạng hầu như không giới hạn, đó là lý do tại sao nó rất hữu ích cho các hoạt động IoT công nghiệp như các mạng cảm biến lớn (trong nhà máy hoặc trong nông nghiệp)

null

Putting It All Together: Bluetooth 5 + Mesh Networking

Là thành viên sáng lập của Bluetooth SIG và là nhà cung cấp hàng đầu các giải pháp bán dẫn Bluetooth năng lượng thấp, Toshiba rất vui mừng và ủng hộ Bluetooth Mesh ngày nay cũng như các thông báo và hoạt động tiêu chuẩn về Bluetooth 5 gần đây. Cùng với nhau, các tiêu chuẩn này làm tăng đáng kể phạm vi và sự mạnh mẽ của Bluetooth, mở rộng sử dụng cho nhiều ứng dụng thương mại, công nghiệp, năng lượng và thương mại mới, đồng thời duy trì khả năng tương thích ngược với hàng tỷ điện thoại, máy tính bảng và PC hỗ trợ Bluetooth đã có trong thị trường.

-Phát biểu của Michael McDonald - Phó chủ tịch nền tảng phụ trợ, Toshiba America Electronic Components, Inc

Những thách thức để thực hiện

Đâu là thách thức của việc triển khai nền tảng mới này? Chà, đối với một ai đó, vẫn còn có rất nhiều giải pháp hiện có trên thị trường. Mặt khác, việc thiếu khả năng tương tác với các hệ thống hiện tại có thể khiến việc thiết lập không thuận tiện. Chưa kể rào cản kỹ thuật về sự phức tạp của giao thức.

Tuy nhiên, những vấn đề này có thể sẽ được giải quyết trong những năm tới, chúng ta bắt đầu thấy nhiều SDK hơn từ các nhà cung cấp bán dẫn, do đó làm tăng số lượng thiết bị hỗ trợ Bluetooth Mesh. SiLabs, ST và Nordic hiện cung cấp các SDK đầy đủ để triển khai Bluetooth Mesh, nhưng hiện tại chỉ có Nordic và SiLabs hỗ trợ LE Coded PHY cần thiết cho giao tiếp tầm xa. Nhiều nhà cung cấp đang cung cấp các SoC hỗ trợ cả 802.14.5 và Bluetooth 5.0, cho phép các nhà sản xuất thu hẹp khoảng cách giữa các giải pháp Zigbee, Thread và 6LoWPAN hiện có và các thiết bị Bluetooth.

CC2640R2F từ Texas Instruments có thể đạt khoảng cách LoS 1,5km với Bluetooth 5.0 và LE Coded PHY mới, tăng 4 lần phạm vi của Bluetooth 4 bằng cách thực hiện Sửa lỗi chuyển tiếp (FEC). Với giải tốc độ 2Mb / giây ở gần, hoặc 1Kb / giây ở khoảng cách ~ 1,5km, bạn có thể tìm ra mức phù hợp nhất cho ứng dụng của mình.

Tương lai của IoT Công nghiệp?

Trong quá khứ, sự phân mảnh của các giao thức truyền thông trong IoT công nghiệp là một vấn đề lớn. Trong tương lại có thể sẽ vẫn có sự phân mảnh như vậy, do sự khác biệt lớn giữa các sản phẩm khác nhau được sử dụng trong các thiết lập công nghiệp. Nhưng các giải pháp như Bluetooth Mesh có thể bắt đầu thu hẹp khoảng cách.

Do Bluetooth Mesh thích với chip Bluetooth 4 được sử dụng trong điện thoại di động hiện có, nên nếu sử dụng nó để theo dõi và cảnh báo là tốt hơn bao giờ hết. Sử dụng các ứng dụng di động an toàn, công nhân có thể nhận thông báo và giám sát mạng cảm biến trên các hạ tầng sẵn có mà không phải kết nối với đám mây, giúp giảm chi phí và độ trễ. Ngoài ra, khi SoC và thiết bị di động trở nên mạnh mẽ hơn, chúng cho phép tích hợp với các công nghệ máy học và điện toán biên. Có một cách để các thiết bị này giao tiếp cục bộ một cách an toàn có thể bù đắp chi phí điện toán đám mây theo quy mô dự án.

null

Nói chung, Bluetooth Mesh là một ứng cử viên nặng ký cho IoT công nghiệp nhờ khả năng tương tác với các thiết bị Bluetooth 4+ hiện có, các tính năng bảo mật mạnh mẽ và hỗ trợ hàng ngàn nút trên một mạng. Được kết hợp với LE Coded PHY có sẵn từ các nhà cung cấp chip, nó được cho là giải pháp tốt nhất cho các ứng dụng IoT với số lượng nút cao.

Để biết tổng quan kỹ thuật chuyên sâu về Bluetooth Mesh, bao gồm các tính năng bảo mật mới nhất, hãy xem chuối bài viết về công nghệ về Bluetooth Mesh

Danh sách các công ty lớn, tổ chức đang hỗ trợ Bluetooth Mesh:

null

Nếu các bạn có nhu cầu về những giải pháp thiết kế mạch điện, sản phẩm IoT dành cho công nghiệp, xin hãy liên hệ chúng tôi - VNPCB

 

Tin tức liên quan

SHT15 Humidity and Temperature Sensor

SHT15 Humidity and Temperature Sensor

06/07/2019 01:07 AM    233
Layer stack up là gì?

Layer stack up là gì?

01/07/2019 08:23 AM    266