2019/6/13

藍牙Mesh無線技術結合物聯網應用,實現聯網照明

藍牙技術已是廣泛應用的無線通訊標準之一,從市場與產業趨勢來看,藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy, 簡稱BLE)消費性裝置如穿戴式裝置、滑鼠、搖桿等的普及、BLE半導體材料成本優勢,與行動裝置多內建BLE GATT (Generic Attribute) Profile及電腦系統端的BLE HID (Human Interface Device) Profile標準通信協定的趨勢,使藍牙技術應用成為主流。

另一方面,隨著物聯網技術日趨成熟穩定,低功耗、長時間運作已經成為無線通訊的必要條件。2017年7月13日藍牙技術聯盟(Bluetooth Special Interest Group, 簡稱Bluetooth SIG)公布Bluetooth Mesh Profile通信協定標準,此規格對於行業別物聯網應用的影響力逐漸擴大。再結合去中心化的系統潮流,沒有所謂的主機概念,而是裝置與裝置互相合作通訊,擺脫傳統控制需要一個控制器主機,透過控制線和感測器或是驅動器,達到資料傳輸或是控制的目的。從這些跡象與趨勢都可看出BLE從行動裝置市場跨入行業應用物聯網勢不可擋,同步帶動智能照明實現。

在過去,照明產業無線通信協定較為知名的是Zigbee通信協定,但此通信協定架和手機或資訊系統互相連接需要透過閘道器或路由器,晶片成本與系統建置成本較高。而藍牙技術讓控制器或閘道器架構不再成為必須,且突破了過去的照明系統無法直接和手持式裝置互動的鴻溝。加上透過資料封包重傳機制,與封包存活時間參數(TTL)可以配合案場大小調校整網路效能。

從使用者端來看,藍牙最大的優勢是可以直接透過手機讀取藍牙裝置的資料或是控制燈具;從室內外設計師的角度來說,Bluetooth Mesh技術可維持原始設計美感,不受到複雜佈線帶來的影響;從場域建置者來說,Bluetooth Mesh應用則是方便維護、替換與方便佈建的解決方案。

致力落實智慧建築以創造更美好的生活,台達從2015年就已經投入Bluetooth Mesh軟體技術的研究與開發,隨著藍牙技術聯盟於2017年7月份公布標準,台達智能聯網照明解決方案得以在樓宇自動化及工業自動化應用上,契合客戶的需求。且台達進一步在2018年底取得Bluetooth 5與Bluetooth Mesh通信協定認證,且相關的硬體方案也取得CE/FCC/TELEC/NCC/SRRC認證,顯示台達務求在智能照明上的領先地位。

根據2019年思科(CISCO)發布的VNI 全球IP流量預測分析,移動裝置需求持續增加,加上物聯網的應用模式廣泛,IPv6設備成長將從2017年的58億台快速成長,預期到2022年將有183億台,年複合成長率達26%。在可預期的未來,IPv6勢必是聯網應用的重要驅動力之一,藍牙的網路協定支援定義(Internet Protocol Support Profile, IPSP)可連接IPv6,這代表Bluetooth Mesh的物聯網裝置,未來也不一定要依附連接智慧型手機或平板才能連上資訊系統,亦可透過路由器等通訊設備,利用不同行業別的通信協定與軟體技術,滿足業主的應用需求。

Bluetooth Mesh Profile在特性上,具有重傳機制與封包生命週期機制(封包被傳輸幾次後會自動消失),可因應不同場域的需求做調校。因此在未來技術發展上,這些細部的參數的設定知識,會是未來做系統布建所需要克服的困難項目之一。

在有線應用上,可透過IP網路(如Modbus/IP, BACNet/IP等標準)與Bluetooth Mesh Profile系統做連接,進一步與樓宇自動化系統整合,為客戶實現智慧聯網應用環境,提升人們對於便捷、有效、節能的日常需求。

台達智能聯網照明如何利用Bluetooth Mesh為不同的場域創造新的應用,例如在醫院中,利用即時追蹤服務 (Real Time Location Services, RTLS)功能達到醫療儀器資產管理與病患安全照護等,提升醫院服務品質。其他相關應用與效益,在以下的文章中有更詳細的說明。

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新聞來源:台達樓宇自動化事業群