物聯(lián)網 (IoT) 正在通過托管和可擴展的數(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 (IIoT) 側重于連接石油和天然氣、水電以及制造業(yè)等關鍵行業(yè)的機器和設備。 在工廠中，連接傳感器在機器上的應用被用來收集有價值的數(shù)據(jù)，用于狀態(tài)監(jiān)測和預測性維護。 目標是使用這些數(shù)據(jù)來改善整體運營并更快、更準確地做出業(yè)務決策。 狀態(tài)監(jiān)測的一個組成部分是提供可用于預測性維護的數(shù)據(jù)。 但是，要使預測性維護在工業(yè)環(huán)境中有效，需要以下組件：

機器傳感器

通信協(xié)議/網關

資料庫

預測分析工具

使用傳感器來監(jiān)控機器的想法并不是特別新鮮。 多年來，工廠一直在測量和跟蹤設備性能參數(shù)，并評估了從設備效率到維護以及整體運營的所有方面。 IIoT 的不同之處在于，由于智能傳感器的激增、無線網絡選項的采用以及數(shù)據(jù)分析應用程序的增加，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牙。 我們中的許多人都認為藍牙是一種面向消費者的技術，但該技術現(xiàn)已廣泛應用于 IIoT。

這樣做的幾個原因包括低功耗、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)。

讓我們來看看藍牙技術在 IIoT 中當前面臨的挑戰(zhàn)、克服這些挑戰(zhàn)的可能解決方案，以及使用遠程網關和藍牙集中管理系統(tǒng)提高可擴展性、靈活性、安全性和易管理性的好處。

藍牙 IIoT 挑戰(zhàn)

在不斷努力改善制造運營和績效的過程中，許多工業(yè)企業(yè)已將狀態(tài)監(jiān)測和預測性維護方法作為其運營戰(zhàn)略的一部分。

該策略的一個重要組成部分是選擇無線協(xié)議。 有許多連接選項可供選擇，每個選項都有其優(yōu)點和局限性，但藍牙低功耗的無處不在提供了巨大的競爭優(yōu)勢。

對于使用低功耗藍牙作為其運營戰(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備問題所需的實時可見性。 以下是工業(yè)企業(yè)持續(xù)面臨的幾項藍牙技術挑戰(zhàn)。

數(shù)據(jù)收集是一個耗時的過程

大多數(shù)藍牙設備都受到短距離連接的限制； 因此，只有當有人在現(xiàn)場并在附近檢查、監(jiān)控設備并從設備收集數(shù)據(jù)時，才會進行數(shù)據(jù)捕獲。

這種手動數(shù)據(jù)收集方法成為一個耗時的過程。 此外，在離線時間，有價值的數(shù)據(jù)沒有以連續(xù)和自動化的方式收集，這可能會產生問題，因為錯過故障的可能性很高。

麥肯錫公司進行的一項研究表明，無論是維修、故障還是維護造成的停機時間，都會使機器在 40% 或更多的時間內無法使用。 財務影響可能會損害組織的底線以及對客戶滿意度的長期負面影響。

短程連接的局限性

使用藍牙低能耗等協(xié)議的廉價短程無線設備的增長以及物聯(lián)網網關的興起，使全球各行業(yè)都能從更低的部署成本和更好的運營中受益。

然而，關于范圍和連接性的限制仍然存在。大多數(shù)藍牙網關受到短距離和一對一連接的限制。在有數(shù)千臺機器同時運行的工廠環(huán)境中，必須有大量的網關來提供必要的覆蓋。

釋放藍牙在 IIoT 中的潛力

為了讓行業(yè)充分利用狀態(tài)監(jiān)控和預測性維護的能力，必須考慮一種全面的方法。轉向無線連接解決方案可能會很復雜，涉及到一系列的考慮因素，包括重新設計現(xiàn)有的業(yè)務流程、重新培訓人員以及投資新的工具和技術。

但是，部署更具可擴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，藍牙技術不斷發(fā)展，現(xiàn)在已被全球各行業(yè)公認為一種經濟高效且靈活的無線解決方案。

低功耗和長電池壽命

與 Wi-Fi 相比，Bluetooth Low Energy 消耗的電量少得多，因此電池壽命更長。 例如，低功耗 Wi-Fi 和標準 Wi-Fi 設備的傳輸功率通常在 11mw 到 100mw 左右，Bluetooth Low Energy 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，藍牙傳感器的電池壽命可以持續(xù)更長的時間。 這對于使用依靠電池供電的無線傳感器的企業(yè)來說至關重要。

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，為整個工廠重新布線和修復任何損壞的電纜所帶來的高成本和復雜性并沒有產生積極的投資回報，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、資金和時間了。

此外，有線解決方案非常復雜，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，重新布線每個傳感器的過程不僅非常昂貴，而且非常耗時。因此，許多企業(yè)將藍牙技術視為其無線解決方案的低成本替代方案。

藍牙技術的另一個顯著的成本優(yōu)勢是其芯片和模塊具有競爭力的價格。預計到2023年，每年將有近16億部藍牙低能耗設備出貨。其中一個原因是因為藍牙芯片和模塊的成本非常低。與包括Wi-Fi在內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

藍牙協(xié)議非常開放。所有經過認證的藍牙設備都保證能夠相互操作。如今市場上有成千上萬種不同類型的藍牙傳感器和設備，并廣泛用于許多不同的應用。

此外，藍牙操作的2.4GHz免執(zhí)照頻帶是全球可用的。因此，沒有必要為每個國家制造不同類型的藍牙傳感器。

做好準備

為了成功地為IIoT做好準備，并從狀態(tài)監(jiān)控和預測性維護提供的優(yōu)勢中獲益，設備制造商和系統(tǒng)集成商在設計最終解決方案時必須采取全面的方法。

關鍵考慮因素應包括傳感器選擇、正確的無線協(xié)議和網關，以及便于管理、分析和數(shù)據(jù)安全的管理平臺。