藍牙物聯網，特別是在低功耗藍牙(BLE)普及的推動下，在物聯網領域取得了顯著增長和采用。由于低能耗和長時間使用小型電池的能力，BLE已成為許多物聯網應用的首選無線技術。本文探討低功耗藍牙在物聯網中的作用。它還討論了BLE技術的優(yōu)勢，使其適合物聯網應用。

藍牙及其迭代

藍牙技術經歷了不同的迭代，引入了新功能和改進。最初的藍牙版本于1999年推出。低功耗藍牙(BLE)，也稱為藍牙4.0或藍牙智能，于2010年發(fā)明，旨在最大限度地降低功耗。這使得它非常適合使用電池供電的物聯網設備，從而延長電池壽命。BLE適用于需要定期數據交換的設備，廣泛應用于消費電子和汽車行業(yè)。

物聯網項目中的經典藍牙與低功耗藍牙

經典藍牙適用于需要更高數據傳輸速率、連續(xù)通信和語音功能的應用。另一方面，BLE針對低功耗物聯網設備進行了優(yōu)化，具有短突發(fā)通信和小數據傳輸。下表顯示了兩種技術的比較分析，這將有助于理解為什么BLE在物聯網應用中如此受歡迎。

為什么BLE在物聯網世界如此受歡迎?

BLE使用與藍牙相同的無線電頻段，同樣可以實現兩個設備之間的數據交換。主要區(qū)別在于，BLE設備在連接之間的大部分時間都處于睡眠模式，并進行簡短的通信會話。相比之下，經典藍牙旨在長時間保持持續(xù)活動狀態(tài)的通信。因此，BLE設備可以使用單個紐扣電池運行一年。

下面列出了BLE的特性，非常適合物聯網應用。

BLE旨在節(jié)省資源，非常適合功率、處理能力和內存有限的設備。

BLE可以定期高效地傳輸小數據包。

BLE連接的延遲為6毫秒，適合支持睡眠和喚醒模式。較高的延遲會導致丟失關鍵信息，因為建立連接需要更長的時間。

低功耗藍牙在物聯網中的工作原理

低功耗藍牙(BLE)通過多種操作模式在物聯網應用中發(fā)揮作用：

單向數據傳輸：BLE通常在藍牙物聯網應用中用于單向數據傳輸，其中傳感器設備定期將數據廣播到連接到云的網關或接收器。

遠程控制和操作：網關控制BLE物聯網傳感器/執(zhí)行器，用于藍牙物聯網應用的BLE雙向通信，從而實現遠程控制和操作。

藍牙Mesh組網原理：BLE支持Mesh組網，即多個BLE物聯網設備組成一個網絡，網關作為控制器。這允許遠程監(jiān)控和控制整個BLE網狀網絡，在更大的藍牙物聯網部署中實現節(jié)點之間的可擴展性和協調。

藍牙物聯網設備

多個藍牙物聯網設備用于創(chuàng)建物聯網網絡。藍牙物聯網傳感器和網關協作，從周圍環(huán)境收集數據，并通過WiFi、LTE4G或以太網等連接選項將其傳輸到云端。這種BLE集成實現了高效和有效的數據采集，促進了物聯網技術的進步。以下部分將討論BLE物聯網網絡的幾個關鍵組件。

藍牙物聯網架構

藍牙物聯網的架構通常涉及分層結構，其中包括以下組件：

藍牙物聯網設備：這些終端設備具有藍牙連接和各種智能傳感器或信標。它們從周圍環(huán)境收集數據或與BLE物聯網網絡中的其他設備進行交互。

物聯網網關：BLE網關從藍牙物聯網設備接收數據，并在預處理后將其傳輸到云端。

中央物聯網網絡：基于云或本地基礎設施管理從藍牙物聯網設備接收的數據的處理、存儲和分析。

BLE傳感器/信標

藍牙物聯網設備通常包含各種傳感器或信標來從物理環(huán)境收集數據。這些傳感器可以包括：

環(huán)境傳感器：溫度、濕度、壓力和環(huán)境光傳感器通常用于監(jiān)測環(huán)境狀況。

運動和接近傳感器：加速計、陀螺儀、磁力計和接近傳感器檢測物體或個人的運動、方向和接近度。

健康和健身傳感器：用于健康和健身跟蹤的藍牙物聯網設備，例如心率監(jiān)測器、脈搏血氧計和活動跟蹤器，將數據傳輸到智能手機或其他設備。

資產跟蹤傳感器：配備位置跟蹤功能的藍牙傳感器可以監(jiān)控指定區(qū)域內資產的移動和位置。

藍牙物聯網網關

藍牙物聯網部署中的網關提供協議轉換、數據預處理、連接管理和本地處理/控制功能。它們支持藍牙物聯網設備和中央物聯網網絡之間的通信，確保兼容性、效率、安全性和本地化決策能力。

低功耗藍牙物聯網用例

低功耗藍牙在物聯網應用中的使用非常廣泛。以下是一些流行的用例：

智能家居

藍牙Mesh組網在智能家居應用中得到廣泛應用。它連接和控制各種智能設備，如燈、恒溫器、門鎖和安全系統。藍牙網關和藍牙MESH技術，可有效地通信和管理智能家居生態(tài)系統中的多個BLE物聯網設備。

工業(yè)監(jiān)控

BLE能夠實時監(jiān)控設備狀態(tài)、預測性維護、資產跟蹤、環(huán)境監(jiān)測、能源監(jiān)測、工人安全以及數據收集和分析。BLE傳感器和信標將數據無線傳輸到中央系統，從而實現對各種參數的高效和經濟有效的監(jiān)控。

家用可穿戴設備

ECG(心電圖)和CGM(連續(xù)血糖監(jiān)測)等可穿戴設備，在物聯網應用中使用低功耗藍牙。BLE物聯網在可穿戴傳感器與移動設備或云平臺之間提供安全、低功耗的數據傳輸，它可以持續(xù)監(jiān)測生命體征和健康參數。

遠程患者監(jiān)護物聯網解決方案

室內定位

信標藍牙和接收器有助于實現精確的室內定位和導航。該技術可用于各種場合，例如零售商店、博物館、醫(yī)院、機場和倉庫，可在室內環(huán)境中實現基于位置的服務、尋路和資產跟蹤。

藍牙物聯網常見問題解答

藍牙是物聯網中常用的技術嗎?

藍牙是物聯網生態(tài)系統中的一項基礎技術，可實現附近設備之間的無線通信和數據交換。

藍牙和Wi-Fi在物聯網中有何不同?

藍牙是為附近設備之間的短距離通信而設計的。Wi-Fi提供更廣泛的覆蓋范圍、更遠距離的更高數據傳輸速率。它更適合連接跨較大區(qū)域或網絡的設備。

如何選擇藍牙物聯網解決方案?

在選擇藍牙物聯網解決方案時要考慮多種因素，例如特定的用例要求和藍牙低功耗(BLE)片上系統(SoC)功能。此外，還可以查看功耗效率、對BLE組網技術的支持、豐富接口的可用性、與現有基礎設施的兼容性以及滿足未來需求的可擴展性。