Bluetooth Mesh - Protocole pour IOT industriel

Le Bluetooth est devenu la technologie sans fil dominante pour les appareils de l'Internet des objets pour deux raisons :il est bon marché et facilement disponible . La technologie Bluetooth Mesh tente de remédier à l'un des inconvénients du Bluetooth, sa portée est très courte. Bluetooth a un excellent profil énergétique car il transmet à faible puissance (0 dBm ou moins) et le débit de données est très élevé (1 mb/s), donc le temps d'antenne est très court. Cela fait de Bluetooth Low Energy (BLE) un excellent choix pour les appareils alimentés par batterie tels que les appareils portables qui se connectent aux smartphones, mais le défi de l'utilisation de Bluetooth dans un environnement industriel est qu'une infrastructure doit être installée pour transporter les données. Le modèle de smartphone ne fonctionnera pas.

La norme Bluetooth Mesh est en cours de développement pour permettre aux appareils BLE de se mettre en réseau pour transporter des données vers un appareil passerelle, où elles peuvent être acheminées vers Internet. Même si la spécification de maillage BLE est encore en cours de développement, il s'agira d'une architecture puissante permettant aux appareils à faible coût alimentés par batterie de se connecter dans des environnements industriels ou d'entreprise.

Cela dit, voici quelques cas où même le Bluetooth Mesh ne fonctionnera pas correctement :

• Les capteurs maillés Bluetooth ne sont pas bien distribués. Lorsque vous combinez la courte portée du Bluetooth avec les besoins d'un réseau maillé, la conception et la gestion du maillage sont essentielles. Le maillage Bluetooth fonctionnerait bien pour les capteurs qui sont distribués presque uniformément dans une zone (capteurs CVC, éclairage), mais pas aussi bien pour les déploiements « plus grossiers » (analyseurs d'alimentation, distributeurs de papier, moniteurs industriels).
• Certains capteurs se trouvent dans des emplacements isolés. Il s'agit en réalité d'un sous-ensemble du cas précédent, mais pour bien comprendre, si vous avez un capteur éteint, il ne peut pas rejoindre un maillage si le nœud voisin est hors de portée.
• Volume élevé de capteurs. Même les réseaux maillés ont des limitations de débit, et plus le maillage a besoin de données pour se déplacer, plus chaque nœud aura de puissance (et moins d'autonomie de la batterie).

Chez Link Labs, nous avons trouvé que l'architecture la plus puissante pour les capteurs IOT industriels à faible coût utilise Bluetooth, mais pas un maillage :

• Bluetooth vers LTE-M :Ici, la connexion Bluetooth est établie à partir d'un appareil « lecteur » à faible consommation qui est connecté directement au réseau LTE Cat-M1. Ces appareils à faible coût et à faible consommation d'énergie agissent comme la passerelle dans un système IOT Bluetooth traditionnel, mais sont conçus pour être installés en grand volume dans une entreprise, comme une usine. Chaque groupe de capteurs Bluetooth serait « relié » à un seul appareil de lecture. 5 à 10 appareils Bluetooth par pont LTE-M est un bon équilibre. Ces ponts peuvent être alimentés en courant alternatif dans une simple prise et placés dans un endroit pratique à proximité des capteurs BLE.
• Lien Bluetooth vers Lora/Symphony :Pour les installations qui trouvent le LTE-M trop cher ou difficile (peut-être que le réseau cellulaire est faible), le pont Bluetooth peut alors transmettre sur une longue portée via LoRa en utilisant Symphony Link. C'est l'architecture qu'AirFinder utilise pour les données RTLS. Il s'agit d'une combinaison très puissante car vous combinez des capteurs à faible coût avec les fonctionnalités de « pas d'intégration informatique » de Symphony Link. La passerelle Lora est ensuite acheminée via le réseau cellulaire ou Ethernet lui-même.

Architecture AirFinder

À retenir :

• Bluetooth est un puissant outil de connectivité dans la boîte à outils d'un architecte de l'Internet des objets.
• L'utilisation de smartphones pour le backhaul de connectivité industrielle ou d'entreprise n'est pas viable.
• Le maillage Bluetooth n'est une option que pour les cas d'utilisation bien distribués et contrôlés, comme le contrôle de l'éclairage.
• L'utilisation de Bluetooth en combinaison avec une liaison longue portée est le moyen privilégié d'exploiter Bluetooth dans les solutions IOT industrielles.