Sieci czujników Internetu Rzeczy (IoT) udowodniły, że zmieniają grę w automatyzacji przemysłowej,Oznacza to, że w przypadku, gdy systemy oświetleniowe nie są w pełni funkcjonalne, w przypadku gdy systemy oświetleniowe nie są w pełni funkcjonalne, systemy oświetleniowe nie mogą być w pełni funkcjonalne.Jednakże, ponieważ systemy są wyposażone w coraz więcej bezprzewodowych węzłów czujników,Projektanci staną przed wyzwaniem niezawodnego rozszerzania tych sieci przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT) w trudnych środowiskach przy jednoczesnym zminimalizowaniu kosztów wdrożenia i eksploatacji, rozwiązywania problemów związanych z zatłoczeniem sieci i zapewnienia bezpieczeństwa.
Niniejszy artykuł przedstawia przegląd różnych problemów, z którymi borykają się projektanci w zakresie rozbudowy sieci IIoT.Następnie wprowadza się moduł i zestaw rozwojowy Digi's Low-Power Bluetooth (BLE), aby zilustrować, w jaki sposób produkty te mogą szybko i skutecznie rozwiązywać powyższe problemy.
Wyzwania w zakresie rozbudowy bezprzewodowej infrastruktury IoT
IIoT obejmuje szeroki zakres zastosowań, w których pozyskiwanie danych jest niezbędne do poprawy wydajności i przewidywalności.czujniki bezprzewodowe gromadzą dane dotyczące światła otoczenia i liczby osób zamieszkałych, i dostosować zużycie w czasie rzeczywistym w celu oszczędności zużycia energii i związanych z tym kosztów.
Podobnie, aplikacje energii odnawialnej wykorzystują zdalną sieć czujników IoT do monitorowania różnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa.Sieci te monitorują stan i działanie systemu, przewidywać awarie i dynamicznie regulować zasilanie sieci.
Podobnie jak w przypadku innych obszarów, w których stosowana jest technologia automatyki przemysłowej, zbieranie danych z ruchomych części jest kluczem do wykonywania konserwacji predykcyjnej.Setki bezprzewodowych czujników są zainstalowane w całym systemie przemysłowym, zapewniając szczegółowe informacje o danych w celu optymalizacji procesów, zmniejszenia kosztów utrzymania i obniżenia kosztów operacyjnych.mogą wystąpić problemy wpływające na wydajność, np.
Zakłócenia: Środowiska przemysłowe są często dotknięte wysokim poziomem zakłóceń elektromagnetycznych (EMI) generowanych przez silniki, zasoby zasilania w trybie przełączania i sprzęt spawalniczy łukowy.Ten EMI powoduje przerywane zmniejszenie prędkości transmisji danych, co może poważnie wpłynąć na skuteczne przekazywanie danych.
Przepełnienie sieci: obsługa kilku urządzeń bezprzewodowych w bliskiej odległości może powodować nasycenie sieci, co prowadzi do większego opóźnienia i przerw w połączeniu,które mogą utrudniać wykrywanie w czasie rzeczywistym i zwiększać zużycie energii.- g.
Bezpieczeństwo: ataki hakerów stanowią zagrożenie dla infrastruktury krytycznej, takiej jak energia lub logistyka, dlatego sieci czujników muszą mieć solidne zabezpieczenie.liczba luk wzrasta.
Innym wyzwaniem jest integracja czujników bezprzewodowych ze standardowymi protokołami przemysłowymi.te procesy muszą być wykonywane na urządzeniu, a koszty i zużycie energii gwałtownie rośnie wraz ze wzrostem liczby czujników i protokołów.rosnąca liczba czujników w terenie doprowadziła do coraz bardziej skomplikowanej konserwacji z powodu nieprzewidywalności konserwacji czujnikówNiezależnie od tego, czy chodzi o awarię, czy tylko o wymianę baterii.
Technologia Bluetooth w dużej skali IIoT
Wśród wielu bezprzewodowych protokołów IIoT Bluetooth jest potężnym rozwiązaniem do rozwiązywania szeregu problemów wraz z rozwojem sieci czujników.Technologia Bluetooth poprawia odpornośćAFH dzieli dane na małe pakiety i przesyła je na wielu częstotliwościach, a następnie rekombinuje je na końcu odbiorcy.Wszelkie utracone pakiety są przesyłane po wysłaniu raportu o utracie, aby zapewnić niezawodność komunikacji i zapobiec utracie długich informacji z powodu zakłóceń elektromagnetycznych.
Aby uniknąć przepełnienia sieci, technologia Bluetooth obsługuje sterowanie mocą nadawczą w stosunku do odbiornika po ustaleniu połączenia.przyczynia się do oszczędności energii przy jednoczesnym zminimalizowaniu EMI, umożliwiając setkom urządzeń bezprzewodowych działanie w tej samej przestrzeni.Technologia Bluetooth zmniejsza luki w zabezpieczeniach poprzez wykorzystanie potężnego szyfrowania i elastycznych protokołów weryfikacji.
Wdrożenia IIoT, duża sieć czujników Bluetooth komunikuje się głównie za pośrednictwem bramek zaprojektowanych do łączenia się z wieloma urządzeniami.programistom umożliwiają bezproblemową interoperacyjność z smartfonami i tabletami, uproszczając tym samym instalację i diagnostykę oraz poprawiając wydajność konserwacji.
Aby jednak sieci bezprzewodowe mogły dostosować się do IIoT, sieci czujników Bluetooth muszą również niezawodnie dostosowywać się do trudnych warunków wdrożenia, zmniejszać zużycie energii, zwiększać efektywność kosztową,i uproszczenie konserwacji.
Budowanie sieci IIoT z modułami BLE klasy przemysłowej
Korzystając z modułu XBee 3 BLU BLE 5.4 firmy Digi i zestawu rozwojowego, projektanci mogą szybko i bezpośrednio wdrażać bezprzewodowe sieci IIoT.Moduł ma zakres temperatury przemysłowej od - 40 ° C do + 85 ° C i wykorzystuje tryby pracy w stanie jałowym i uśpieniu w celu spełnienia wymagań w zakresie niezawodności i zużycia energii. zużycie prądu urządzenia XBee 3 BLU wynosi odpowiednio 7,5 mA (mA) i 8 mikroamperów (μA), co umożliwia długotrwałą instalację czujników zdalnych w trudnych miejscach,Tak wartościowe informacje można uzyskać bez okresowej wymiany baterii.
Inne cechy obejmują:
Maksymalna prędkość transmisji danych wynosi 2 megabity na sekundę (Mb/s), co zapewnia szczegółowe informacje na temat pracy złożonych maszyn
Maksymalna moc przesyłowa wynosi +8 dB miliwatów (dBm), co umożliwia komunikację wysokiej dokładności w zakresie bezpośredniego widzenia 15 metrów (m) w pomieszczeniach wewnętrznych lub 300 metrów na zewnątrz
Cyfrowe wejścia I/W i 4 10-bitowe wejścia ADC do elastycznej integracji z różnymi interfejsami urządzeń i czujników
Zasilanie od V do 3,8 V, elastyczny wybór mocy
Digi TrustFence Security do ochrony urządzeń i sieci, w tym bezpiecznego uruchamiania, chronionych portów sprzętowych i weryfikacji urządzeń
Najnowocześniejsza mikroprogramowalność dla szybkiego rozwoju systemów przetwarzania danych i podejmowania decyzji na urządzeniu
W pełni regulowane w Ameryce Północnej (FCC, IC) i Europie (ETSI)