Bluetooth обладает оптимальными характеристиками с точки зрения



Скачать 425.5 Kb.

Дата12.11.2016
Размер425.5 Kb.
Просмотров181
Скачиваний0

Bluetooth обладает оптимальными характеристиками сточки зрения предъявляемых промышленностью требований к устойчивости, надежности и взаимодействию с беспроводными ЛВС. Ряд особенностей данной технологии, ориентированных специально на промышленное применение, делают ее весьма удачным выбором для этих целей.
Технология Bluetooth — это надежное и простоев использовании решение для промышленной беспроводной связи (БС). Работая в том же 2,4-гигагерцовом ISM- диапазоне, что и другие стандартные беспроводные технологии,
Bluetooth обладает оптимальными характеристиками сточки зрения предъявляемых промышленностью требований к устойчивости, надежности и беспроблемному сосуществованию с беспроводными ЛВС. Помимо низкого энергопотребления, к преимуществам
Bluetooth относятся поддержка многоканальной БС, быстрота подключения и легкость в настройке по сравнению с многими другими технологиями (рис. РИС. 1. Технология Bluetooth может быть надежными простым в использовании решением для промышленной беспроводной связи — например, в робототехнике
РОЛЬФ НИЛЬСОН
ROLF NILSSON
ТЕХНОЛОГИЯ BLUETOOTH КАК СРЕДСТВО ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ

86 I
#3 (45), 2013
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ
Технологии беспроводной связи применяются в промышленности вот уже более 30 лет. Как правило, внедрение БС — это процесс постепенный. Первоначальными требованиями обычно предусматривается создание беспроводных островков, соединенных с имеющейся инфраструктурой или проводной сетью. Вот основные преимущества промышленных беспроводных решений:
повышенная мобильность, возможность перемещать устройства и свободно подключать смартфоны и планшеты без стесняющих движения кабелей;
связь на больших расстояниях
• ив местах, где кабели физически не помещаются;
быстрота и легкость установки
• и ввода в эксплуатацию;
высокая гибкость в случаях, когда необходимо внести изменения в установленную систему;
повышенная безопасность персонала за счет отсутствия необходимости находиться вблизи от устройства при настройке и/
или обслуживании;
простота встраивания устройств
• в сеть.
Промышленность предъявляет к беспроводным технологиям следующие требования:
надежная и устойчивая связь развитые функции обеспечения
• безопасности;
сходство в настройке и управлении с общераспространенными средствами автоматизации;
работа в режиме реального времени с детерминированным поведением;
расширенный диапазон температур с имеющимися технологиями беспроводной связи (без помех).
ЧЕМ ИНТЕРЕСНА
BLUETOOTH?
Bluetooth вошла в число наиболее широко применяемых технологий
БС: за все время дог. включительно было поставлено в общей сложности 9 млрд устройств на ее основе. Большая часть из них — массовая продукция, но благодаря своим уникальным особенностям технология Bluetooth стала стандартом в промышленных применениях с высокими требованиями к надежности и устойчивости.
Технология Bluetooth увидела свет в 1998 г. При ее создании ставилась цель заменить кабельные соединения экономически эффективным беспроводным методом связи. Многие из инженеров, участвовавших в разработке Bluetooth, имели опыт работы в сфере промышленной автоматизации и сознавали, как важно придать этой технологии достаточную надежность и устойчивость для промышленных применений. Сейчас Bluetooth находится введении ассоциации Bluetooth
SIG Inc., которая включает в себя более 17 000 компаний-участников, совместно ведущих разработку этой технологии. Чтобы продавать устройства Bluetooth, производители должны быть участниками ассоциации и их продукция должна быть аттестована по программе
Bluetooth Qualification ВЕРСИИ BLUETOOTH
Bluetooth работает в международном нелицензируемом гига- герцовом диапазоне радиочастот промышленного, научного и медицинского назначения (ISM). В настоящее время большинство изделий соответствует стандарту
Bluetooth v2.1+EDR, который был принят ассоциацией Bluetooth SIG в 2007 г. Компонент EDR в этом названии расшифровывается как
Enhanced Data Rate — повышенная скорость передачи данных».
Стандарт Bluetooth 4.0 был принят SIG в 2010 г. Главной особенностью этой версии стала спецификация Bluetooth с низким энергопотреблением, описывающая совершенно новый стек протоколов для ускоренной установки простых каналов связи и длительной работы от батарей.
Беспроводная ЛВС, Bluetooth и I E E E 8 0 2 . 1 5 . 4 работают водном и том же диапазоне частот — 2,4 ГГц. На рис. 2 показаны и три наиболее часто используемых канала беспроводной ЛВС.
Используя частотное планирование, можно обеспечить сосуществование различных технологий
БС (рис. В последнее время идут споры о том, следует ли использовать классическую технологию Bluetooth или Bluetooth с низким энергопотреблением. Важно отметить, что хотя технология Bluetooth с низким энергопотреблением и унаследовала ряд особенностей классического варианта Bluetooth, она отличается от него по принципу работы и способу реализации, поэтому сточки зрения реализации есть следующие альтернативы:
Однорежимные устройства.

К л асс и чески ере али за ц и и
Bluetooth являются однорежим-
РИС. 2.
Bluetooth, 802.15.4 и три наиболее часто используемых канала беспроводной ЛВС

I 87
CONTROL ENGINEERING РОССИЯ
#3 (45), 2013
ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕТИ
ными. Но теперь однорежим- ные устройства выпускаются и на базе технологии Bluetooth с низким энергопотреблением их называют устройствами. Примерами таких устройств могут служить акселерометры, датчики температуры и давления.
Двухрежимные устройства.

В этих устройствах, называемых также устройствами Bluetooth Smart
Ready, реализованы оба варианта технологии Bluetooth — классический и с низким энергопотреблением. В качестве примеров таких устройств можно привести смартфоны, компьютеры и промышленные платформы.
ПРОФИЛИ В технологии Bluetooth предусмотрен набор профилей — прикладных алгоритмов работы, которые устройства Bluetooth используют для связи друг с другом.
К важным профилям, используемым в промышленных применениях классической технологии
Bluetooth, относятся следующие Port Profile (SPP) — эму лирует полнофункциональный последовательный интерфейс с аппаратным квитированием на базе Bluetooth. Традиционный последовательный интерфейс или RS485) можно заменить беспроводным соединением типа «точка–точка», «точка–
многоточка» или многоабо- нентским соединением. SPP используется при обмене данными между компьютерами, системами управления и другими устройствами с последовательным интерфейсом Area Network (PAN) —
• может использоваться для прозрачной трансляции протоколов и IPv6. Поддерживается работа как в режиме самостоятельной сети (ad-hoc), таки в режиме точки доступа. Профиль идеально подходит для- совместимых устройств с малыми объемами передаваемых данных. Кроме того, с помощью PAN можно обеспечивать локальный доступ к компьютеру и системной сети при настройке и обслуживании.
Профили Bluetooth с низким энергопотреблением отличаются от тех, которые применяются в классической технологии Bluetooth, и основаны на обобщенном профиле под названием Generic Attribute Profile
(GATT). GATT используется для обнаружения служба также для чтения записи значений на устройстве.
В отличие от классического варианта, здесь разработчики изделий могут разрабатывать собственные профили и службы в дополнение к тем, которые предоставляются ассоциацией
Bluetooth SIG. Например, компания разработала для замены кабельных соединений с учетом нужд промышленности службу Low-Energy Serial Port
Service на базе профиля GATT, обеспечивающую прозрачную реализацию связи по последовательным протоколам, которая важна в промышленных применениях технологии с низким энерго- потреблением.
Для ответственных промышленных систем необходим надежный и помехоустойчивый метод БС. Помехи могут создаваться высоковольтными линиями передачи, сварочными аппаратами, магнитными полями электродвигателей и другими источниками. Кроме того, взаимные помехи могут возникать при работе систем БС разных стандартов водном и том же диапазоне радиочастот. Эти помехи могут нарушать связь. Ввиду того, что в диапазоне 2,4 ГГц работает сразу несколько стандартов БС, в технологии Bluetooth принят ряд мер для повышения устойчивости связи. РИС. 3.
40 каналов
Bluetooth с низким энергопотреблением
(BLE) работают параллельно стремя неперекрывающимися каналами беспроводной
ЛВС. Каналы, используемые для настройки подключения (показаны оранжевым, подобраны таким образом, чтобы не конфликтовать с каналами беспроводной ЛВС


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал