Nesnelerin İnterneti (IoT) sensör ağları endüstriyel otomasyonun oyununu değiştirdiğini kanıtladı.Yenilenebilir enerji ve akıllı aydınlatma sistemleri, gerçek zamanlı verilerle verimliliği artırarak ve öngörüsel bakım yoluyla kesinti sürelerini azaltarakBununla birlikte, sistemler giderek daha fazla kablosuz sensör düğümleriyle donatıldıkça,Tasarımcılar, bu Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT) ağlarını sert ortamlarda güvenilir bir şekilde genişletme ve aynı zamanda uygulama ve işletme maliyetlerini en aza indirme zorluğuyla karşı karşıya kalacaklar., ağ tıkanıklığını gidermek ve güvenliği sağlamak.
Bu makale, IIoT ağlarını genişletirken tasarımcıların karşılaştığı çeşitli sorunların genel bir bakışını sunar.Digi'nin düşük güçlü Bluetooth (BLE) modülü ve geliştirme kiti, bu ürünlerin yukarıdaki sorunları nasıl hızlı ve etkili bir şekilde çözebileceğini göstermek için tanıtıldı..
Kablosuz IoT Altyapısının Genişletilmesindeki Zorluklar
IIoT, verilerin elde edilmesinin verimliliği ve öngörülebilirliği artırmak için gerekli olduğu çok çeşitli uygulamaları kapsar.Kablosuz sensörler çevre ışığı ve işgal oranı verilerini toplar., ve enerji tüketimini ve ilgili maliyetleri tasarruf etmek için kullanımı gerçek zamanlı olarak ayarlayın.
Benzer şekilde yenilenebilir enerji uygulamaları, güneş ve rüzgar enerjisi gibi çeşitli enerji kaynaklarını izlemek için uzaktan bir IOT sensör ağını kullanır.Bu ağlar sistemin durumunu ve performansını izler., arızaları öngörür ve elektrik şebekesini dinamik olarak düzenler.
Endüstriyel otomasyon teknolojisinin kullanıldığı diğer alanlarda olduğu gibi, hareketli parçalardan veri toplamak öngörüsel bakım yapmanın anahtarıdır.Endüstriyel sistemde yüzlerce kablosuz sensör yerleştirildi., işlemleri optimize etmek, bakım maliyetlerini azaltmak ve işletme maliyetlerini azaltmak için ince ince veri bilgileri sağlar.Performansı etkileyen sorunlar olabilir, örneğin
Bozukluk: Endüstriyel ortamlar genellikle motorlar, anahtarlama modundaki güç kaynakları ve kemer kaynak ekipmanları tarafından üretilen yüksek seviyelerde elektromanyetik müdahale (EMI) tarafından etkilenir.Bu EMI, veri iletim hızında aralıklı bir düşüşe neden olur., verilerin verimli iletilmesini ciddi şekilde etkileyebilir.
Ağın aşırı kalabalığı: Çoklu kablosuz cihazları yakın bir yerde çalıştırmak, daha fazla gecikme ve bağlantı kesintisi ile sonuçlanan ağ doygunluğuna neden olabilir.Gerçek zamanlı algılamayı engelleyebilir ve güç tüketimini artırabilir- G.
Güvenlik: Hacker saldırıları enerji veya lojistik gibi kritik altyapılar için bir tehlike oluşturur, bu nedenle sensör ağlarının sağlam bir güvenliğe sahip olması gerekir.Zayıflık sayısı artıyor..
Diğer bir zorluk, kablosuz sensörlerin standart endüstriyel protokollerle entegre edilmesidir.Bu işlemlerin cihaz üzerinde yapılması gerekiyor., ve sensör ve protokol sayısı arttıkça maliyetler ve güç tüketimi hızla artar.Alanda artan sayıda sensör, sensör bakımının öngörülememesi nedeniyle daha karmaşık bakımlara yol açtı.İster bir arıza olsun, isterse de sadece pil değişimi olsun.
Büyük ölçekli IIoT'de Bluetooth teknolojisi
Birçok IIoT kablosuz protokolü arasında, Bluetooth, sensör ağının genişlemesiyle birlikte bir dizi sorunu çözmek için güçlü bir çözümdür.Bluetooth teknolojisi bağışıklığı arttırıyor.AFH, verileri küçük paketlere ayırır ve birden fazla frekansta iletiyor ve daha sonra alıcı ucunda yeniden birleştiriyor.İletişim güvenilirliğini sağlamak ve elektromanyetik müdahale nedeniyle uzun bilgi kaybını önlemek için kaybedilen paketler bir kayıp raporu gönderildikten sonra yeniden iletilir..
Ağın aşırı kalabalıktan kaçınması için, Bluetooth teknolojisi bağlantı kurulduktan sonra alıcıya göre iletim gücünün kontrol edilmesini destekler.EMI'yi en aza indirerek enerji tasarrufu sağlar, aynı alanda yüzlerce kablosuz cihazın çalışmasını sağlar.Bluetooth teknolojisi güçlü şifreleme ve esnek doğrulama protokollerini kullanarak güvenlik açıklarını azaltır.
IIoT dağıtımlarında, büyük ölçekli Bluetooth sensör ağı, çoğunlukla birden fazla cihazla eşleşmek için tasarlanmış geçitler aracılığıyla iletişim kurar.Geliştiriciler akıllı telefonlar ve tabletlerle sorunsuz bir birliktelik sağlayabilir, böylece kurulum ve teşhisin basitleştirilmesi ve bakım verimliliğinin iyileştirilmesi.
Bununla birlikte, kablosuz ağların IIoT'ye adapte olması için, Bluetooth sensör ağlarının da sert dağıtım koşullarına güvenilir bir şekilde adapte olması, güç tüketimini azaltması, maliyet etkinliğini arttırması,ve bakımı basitleştirmek.
Endüstriyel-GradeBLE BLE Modülleri ile IIoT Ağları İnşası
Digi'nin XBee 3 BLU BLE 5.4 modülünü ve geliştirme kitini kullanarak, tasarımcılar hızlı ve doğrudan kablosuz IIoT ağlarını dağıtabilirler.Modülün endüstriyel sıcaklık aralığı - 40 ° C'den + 85 ° C'ye kadar ve güvenilirlik ve güç tüketimi gereksinimlerini karşılamak için dinlenme ve dinlenme çalışma modlarını kullanırXBee 3 BLU cihazının akım tüketimi sırasıyla 7,5 mA (mA) ve 8 mikroampere (μ A) ulaşır ve bu da zor yerlerde uzaktan sensörlerin uzun süreli kurulmasını destekleyebilir.Bu nedenle değerli bilgiler periyodik pil değişimi olmadan elde edilebilir..
Diğer özellikler şunlardır:
Maksimum veri iletim hızı, karmaşık makinelerin işleyişi hakkında ayrıntılı bilgi sağlayan saniyede 2 megabit (Mb/s) 'dir.
Maksimum iletim gücü +8 dB milliwatt (dBm) olup, 15 metre (m) kapalı veya 300 metre açık alanlarda doğrudan görüş aralığında yüksek sadakatli iletişim gerçekleştirebilir.
Çeşitli cihaz ve sensör arayüzleri ile esnek entegrasyon için dijital I/O ve 4 10 bitlik ADC girişi
V ila 3.8 V güç kaynağı, esnek güç seçimi
Güvenli başlatma, korunan donanım portları ve cihaz doğrulama dahil olmak üzere cihaz ve ağ koruması için Digi TrustFence Güvenliği
Cihazda veri işleme ve karar sistemlerinin hızlı gelişimi için en son mikro programlanabilirlik
Kuzey Amerika'da (FCC, IC) ve Avrupa'da (ETSI) tamamen düzenlenmiştir