藍(lán)牙技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT)中的應(yīng)用
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)正在通過托管和可擴(kuò)展的數(shù)字解決方案幫助全球各行各業(yè)提高效率。更具體地說，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)側(cè)重于連接石油和天然氣、水電以及制造業(yè)等關(guān)鍵行業(yè)的機(jī)器和設(shè)備。在工廠中，連接傳感器在機(jī)器上的應(yīng)用被用來收集有價(jià)值的數(shù)據(jù)，用于狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)。目標(biāo)是使用這些數(shù)據(jù)來改善整體運(yùn)營(yíng)并更快、更準(zhǔn)確地做出業(yè)務(wù)決策。狀態(tài)監(jiān)測(cè)的一個(gè)組成部分是提供可用于預(yù)測(cè)性維護(hù)的數(shù)據(jù)。但是，要使預(yù)測(cè)性維護(hù)在工業(yè)環(huán)境中有效，需要以下組件：
通信協(xié)議/網(wǎng)關(guān)
資料庫
預(yù)測(cè)分析工具
使用傳感器來監(jiān)控機(jī)器的想法并不是特別新鮮。多年來，工廠一直在測(cè)量和跟蹤設(shè)備性能參數(shù)，并評(píng)估了從設(shè)備效率到維護(hù)以及整體運(yùn)營(yíng)的所有方面。IIoT的不同之處在于，由于智能傳感器的激增、無線網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)的采用以及數(shù)據(jù)分析應(yīng)用程序的增加，現(xiàn)在可以大規(guī)模采用。
IIoT中智能傳感器激增的部分原因是使用低功耗藍(lán)牙。我們中的許多人都認(rèn)為藍(lán)牙是一種面向消費(fèi)者的技術(shù)，但該技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于IIoT。
這樣做的幾個(gè)原因包括低功耗、低成本、普遍性和互操作性。然而，盡管它在IIoT中得到廣泛采用，但仍然存在一些挑戰(zhàn)。
讓我們來看看藍(lán)牙技術(shù)在IIoT中當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)、克服這些挑戰(zhàn)的可能解決方案，以及使用遠(yuǎn)程網(wǎng)關(guān)和藍(lán)牙集中管理系統(tǒng)提高可擴(kuò)展性、靈活性、安全性和易管理性的好處。
藍(lán)牙IIoT挑戰(zhàn)
在不斷努力改善制造運(yùn)營(yíng)和績(jī)效的過程中，許多工業(yè)企業(yè)已將狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)性維護(hù)方法作為其運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略的一部分。
該策略的一個(gè)重要組成部分是選擇無線協(xié)議。有許多連接選項(xiàng)可供選擇，每個(gè)選項(xiàng)都有其優(yōu)點(diǎn)和局限性，但藍(lán)牙低功耗的無處不在提供了巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于使用低功耗藍(lán)牙作為其運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略一部分的工業(yè)企業(yè)，有一些限制因素阻止工廠人員獲得緩解任何設(shè)備問題所需的實(shí)時(shí)可見性。以下是工業(yè)企業(yè)持續(xù)面臨的幾項(xiàng)藍(lán)牙技術(shù)挑戰(zhàn)。
數(shù)據(jù)收集是一個(gè)耗時(shí)的過程
大多數(shù)藍(lán)牙設(shè)備都受到短距離連接的限制；因此，只有當(dāng)有人在現(xiàn)場(chǎng)并在附近檢查、監(jiān)控設(shè)備并從設(shè)備收集數(shù)據(jù)時(shí)，才會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)捕獲。
這種手動(dòng)數(shù)據(jù)收集方法成為一個(gè)耗時(shí)的過程。此外，在離線時(shí)間，有價(jià)值的數(shù)據(jù)沒有以連續(xù)和自動(dòng)化的方式收集，這可能會(huì)產(chǎn)生問題，因?yàn)殄e(cuò)過故障的可能性很高。
麥肯錫公司進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明，無論是維修、故障還是維護(hù)造成的停機(jī)時(shí)間，都會(huì)使機(jī)器在40%或更多的時(shí)間內(nèi)無法使用。財(cái)務(wù)影響可能會(huì)損害組織的底線以及對(duì)客戶滿意度的長(zhǎng)期負(fù)面影響。
短程連接的局限性
使用藍(lán)牙低能耗等協(xié)議的廉價(jià)短程無線設(shè)備的增長(zhǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的興起，使全球各行業(yè)都能從更低的部署成本和更好的運(yùn)營(yíng)中受益。
然而，關(guān)于范圍和連接性的限制仍然存在。大多數(shù)藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)受到短距離和一對(duì)一連接的限制。在有數(shù)千臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行的工廠環(huán)境中，必須有大量的網(wǎng)關(guān)來提供必要的覆蓋。
釋放藍(lán)牙在IIoT中的潛力
為了讓行業(yè)充分利用狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)的能力，必須考慮一種全面的方法。轉(zhuǎn)向無線連接解決方案可能會(huì)很復(fù)雜，涉及到一系列的考慮因素，包括重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)流程、重新培訓(xùn)人員以及投資新的工具和技術(shù)。
但是，部署更具可擴(kuò)展性和靈活性的無線解決方案的好處是可以顯著節(jié)省成本。出于多種原因，藍(lán)牙技術(shù)不斷發(fā)展，現(xiàn)在已被全球各行業(yè)公認(rèn)為一種經(jīng)濟(jì)高效且靈活的無線解決方案。
低功耗和長(zhǎng)電池壽命
與Wi-Fi相比，BluetoothLowEnergy消耗的電量少得多，因此電池壽命更長(zhǎng)。例如，低功耗Wi-Fi和標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi設(shè)備的傳輸功率通常在11mw到100mw左右，BluetoothLowEnergy的傳輸功率通常在1mw左右。
因此，與Wi-Fi傳感器的電池壽命相比，藍(lán)牙傳感器的電池壽命可以持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。這對(duì)于使用依靠電池供電的無線傳感器的企業(yè)來說至關(guān)重要。
顯著節(jié)約成本
傳統(tǒng)上，企業(yè)使用有線解決方案來解決連接難題。然而，為整個(gè)工廠重新布線和修復(fù)任何損壞的電纜所帶來的高成本和復(fù)雜性并沒有產(chǎn)生積極的投資回報(bào)，更不用說在有線解決方案完全投入使用之前所需要的大量規(guī)劃、資金和時(shí)間了。
此外，有線解決方案非常復(fù)雜，無法提供工業(yè)環(huán)境所需的靈活性。例如，如果工廠的布局改變，重新布線每個(gè)傳感器的過程不僅非常昂貴，而且非常耗時(shí)。因此，許多企業(yè)將藍(lán)牙技術(shù)視為其無線解決方案的低成本替代方案。
藍(lán)牙技術(shù)的另一個(gè)顯著的成本優(yōu)勢(shì)是其芯片和模塊具有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格。預(yù)計(jì)到2023年，每年將有近16億部藍(lán)牙低能耗設(shè)備出貨。其中一個(gè)原因是因?yàn)樗{(lán)牙芯片和模塊的成本非常低。與包括Wi-Fi在內(nèi)的其他無線芯片和模塊相比，芯片和模塊的總成本(包括支持組件)要低得多。
互操作性和普遍性
藍(lán)牙協(xié)議非常開放。所有經(jīng)過認(rèn)證的藍(lán)牙設(shè)備都保證能夠相互操作。如今市場(chǎng)上有成千上萬種不同類型的藍(lán)牙傳感器和設(shè)備，并廣泛用于許多不同的應(yīng)用。
此外，藍(lán)牙操作的2.4GHz免執(zhí)照頻帶是全球可用的。因此，沒有必要為每個(gè)國(guó)家制造不同類型的藍(lán)牙傳感器。
做好準(zhǔn)備
為了成功地為IIoT做好準(zhǔn)備，并從狀態(tài)監(jiān)控和預(yù)測(cè)性維護(hù)提供的優(yōu)勢(shì)中獲益，設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商在設(shè)計(jì)最終解決方案時(shí)必須采取全面的方法。
關(guān)鍵考慮因素應(yīng)包括傳感器選擇、正確的無線協(xié)議和網(wǎng)關(guān)，以及便于管理、分析和數(shù)據(jù)安全的管理平臺(tái)。