工业应用中的蓝牙低功耗

蓝牙低功耗（Bluetooth® Low Energy）是蓝牙技术规格的最新成员，它能够使物联网（IoT）产品在仅凭小型纽扣电池供电的情况下运行数年。蓝牙低功耗的设计初衷就是要实现低功耗，通常其覆盖范围只在数米之内，通过间歇式唤醒的方式在高延时下传输少量数据。这种特性对于传感器而言是最佳选择，早在2010年，蓝牙低功耗就开始在各个领域中崭露头角。   这项技术在一到两年后才以心率监测手带和智能手表的形式面市，随后被应用于iPhone 4S智能手机中。在苹果发布市面上第一款支持蓝牙低功耗的手机后，BLE市场开始快速发展。事实上，对于当时的智能手机用户而言，能够以低功耗的方式将手机连接至各类产品是一种非常新奇的体验。所以突然间，每个制造商都希望他们的产品具备连接智能手机的功能。   因此，物联网和云端连通性也就自然而然的应运而生了。通过它们，智能手机能够与任何事物相连接，同时任何事物也都可以连接至互联网（云端读取）。在这种巨大的变革下，产品中新增了固件升级，智能手机开始用于控制玩具直升机，而无线附件也逐渐取代了有线电缆在部分领域中的应用。     2015年，制造商突然开始将耳熟能详的蓝牙低功耗应用于较长距离的通信、高通量的数据传输以及严苛的ISM应用，虽然这并不是蓝牙低功耗的设计目的。然而，蓝牙低功耗目前已经在高质量工业应用领域中有所作为，取代了此前数十年或者至少很长一段时间内所使用的技术。   这种变革也让蓝牙低功耗在许多全新领域中体现了其独特的价值。从核心工业应用到高档家用电器，甚至是流行的信号系统，蓝牙低功耗正在之前未曾涉及的细分市场中崛起。   在针对特定用例部署的解决方案中，无论是有线还是无线技术，均可以用蓝牙低功耗取代。随着蓝牙低功耗的不断发展以及其在全新应用中的逐渐适应，无线技术间不同的标准面临着挑战。这种挑战是技术发展过程中的一个必然阶段，毕竟"适者生存"，时间会告诉我们最终答案。   然而，目前我们已经可以预见到，某些应用将会因为蓝牙低功耗的发展而发生翻天覆地的改变。以照明为例，ZigBee正凭借智能灯泡和Wi-Fi网关间的网络连接占据市场的主导地位。而蓝牙低功耗现在可以支持星型拓扑，以通过中央或智能手机控制多个灯泡。不过，由于Zigbee在Mesh网络拓扑中运行，这意味着信息可以通过节点传递，并且其传输范围也可以突破网关限制。如果蓝牙Mesh通过高能效的方法进行设计（例如不使用洪泛路由）并且整个解决方案拥有稳健的安全性，它在未来也能够解决这个问题。那么，那些已经部署了的ZigBee解决方案是否会显得多余呢？答案是否定的。试想一下，如果ZigBee网络中的一个节点添加了蓝牙低功耗会出现什么情况？或者说，某个网关拥有一个蓝牙低功耗接口。   当然还有其它的使用案例。例如M2M、电缆替代、资产跟踪和自动化控制等，它们都能从工业装置中的蓝牙低功耗受益。目前，包括以太网、ZigBee、Wi-Fi、Sub-1 GHz等多个连通性技术已经在工业领域中占据了一席之地，而蓝牙低功耗可以轻松地让这些技术更加完备。我们所需要的是专注于简化技术，以创造一个无线技术扩展库，就好比瑞士军刀般易于使用且功能丰富。