Bluetooth Mesh - Protocolo para IOT industrial

O Bluetooth se tornou a tecnologia sem fio dominante para dispositivos da Internet das Coisas por dois motivos:é barato e prontamente disponível . A tecnologia Bluetooth Mesh tenta resolver uma das desvantagens do Bluetooth:seu alcance é muito curto. O Bluetooth tem um perfil de energia tão grande porque transmite em baixa potência (0 dBm ou menos) e a taxa de dados é muito alta (1 mb / s), então o tempo no ar é muito curto. Isso torna o Bluetooth Low Energy (BLE) uma ótima escolha para dispositivos alimentados por bateria, como wearables que se conectam a smartphones, mas o desafio de usar Bluetooth em um ambiente industrial é que uma infraestrutura precisa ser instalada para fazer o backhaul dos dados. O modelo do smartphone não funciona.

O Bluetooth Mesh Standard está sendo desenvolvido para permitir que dispositivos BLE se conectem em rede para transportar dados de volta para um dispositivo de gateway, onde podem ser posteriormente roteados para a Internet. Mesmo que a especificação de malha BLE ainda esteja em desenvolvimento, será uma arquitetura poderosa para permitir a conexão de dispositivos alimentados por bateria de baixo custo em ambientes industriais ou empresariais.

Dito isso, aqui estão alguns casos em que até mesmo o Bluetooth Mesh não funciona bem:

• Os sensores de malha Bluetooth não são bem distribuídos. Quando você combina o curto alcance do Bluetooth com as necessidades de uma rede em malha, o design e o gerenciamento de malha são essenciais. A malha Bluetooth funcionaria bem para sensores que são distribuídos quase uniformemente em uma área (sensores HVAC, luzes), mas não tão bem para implantações "mais pesadas" (monitores de energia, dispensadores de papel, monitores industriais).
• Alguns sensores estão em locais isolados. Este é realmente um subconjunto do caso anterior, mas apenas para esclarecer, se você tem um sensor desligado por conta própria, ele não pode se juntar a uma malha, se o nó vizinho estiver fora do intervalo.
• Alto volume de sensores. Mesmo as redes mesh têm limitações de rendimento, e quanto mais dados a malha precisa para se mover, mais energia (e menos bateria) cada nó terá.

No Link Labs, descobrimos que a arquitetura mais poderosa para sensores IOT industriais de baixo custo usa Bluetooth, mas não uma malha:

• Bluetooth para LTE-M :Aqui, a conexão Bluetooth é feita a partir de um dispositivo “leitor” de baixa potência que é conectado diretamente à rede LTE Cat-M1. Esses dispositivos de baixo custo e baixo consumo de energia atuam como o gateway em um sistema IOT Bluetooth tradicional, mas são projetados para serem instalados em alto volume em uma empresa, como uma fábrica. Cada grupo de sensores Bluetooth seria “agrupado” em um dispositivo leitor. 5-10 dispositivos Bluetooth por ponte LTE-M é um bom equilíbrio. Essas pontes podem ser alimentadas por CA em uma tomada simples e colocadas em um local conveniente perto dos sensores BLE.
• Bluetooth para Lora / Symphony Link :Para instalações que consideram o LTE-M muito caro ou difícil (talvez a rede celular seja fraca), a ponte Bluetooth pode então transmitir em longo alcance via LoRa usando o Symphony Link. Esta é a arquitetura que o AirFinder usa para dados RTLS. Esta é uma combinação muito poderosa porque você combina sensores de baixo custo com os recursos de “sem integração de TI” do Symphony Link. O gateway Lora é então controlado via celular ou pela própria Ethernet.

Arquitetura AirFinder

Principais conclusões:

• Bluetooth é uma ferramenta de conectividade poderosa em um kit de ferramentas para arquitetos da Internet das Coisas.
• Usar smartphones para backhaul de conectividade industrial ou empresarial não é viável.
• Bluetooth Mesh é apenas uma opção para casos de uso bem distribuídos e controlados, como controle de iluminação.
• Usar Bluetooth em combinação com backhaul de longo alcance é a forma preferida de aproveitar o Bluetooth em soluções IOT industriais.