사물 인터넷 (IoT) 센서 네트워크는 실시간 데이터를 활용하여 효율성을 향상시키고 예측 유지 보수를 통해 다운타임을 줄일 수 있다는 것이 입증되었습니다.따라서 산업 자동화의 게임 규칙을 변경합니다.하지만 시스템이 점점 더 많은 무선 센서 노드로 장착되면서설계자들은 어려운 환경에서 이러한 산업 사물 인터넷 (IIoT) 네트워크를 어떻게 안정적으로 확장할 수 있는지에 대한 과제를 직면하게 될 것입니다., 실행 및 운영 비용을 최소화하고 네트워크 혼잡 문제를 해결하고 보안을 보장합니다.
이 기사에서는 IIoT 네트워크를 확장할 때 설계자가 직면하는 다양한 문제를 설명합니다.그리고 이 제품을 사용하여 위 문제를 신속하고 효과적으로 해결하는 방법을 설명합니다..
무선 IoT 인프라 확장에 직면한 과제
IIoT는 광범위한 응용 분야를 포함하고 있으며 그 중에서도 효율성과 예측성을 향상시키기 위해 데이터 수집이 중요합니다.무선 센서는 주변 빛과 거주 데이터를 수집합니다., 실시간으로 사용량을 조정하고 에너지 소비와 관련 비용을 절감합니다.
마찬가지로 재생 에너지 애플리케이션은 태양 에너지와 풍력 에너지와 같은 다양한 에너지원을 모니터링하기 위해 원격 IoT 센서 네트워크를 사용합니다.이 네트워크 모니터링 시스템은 상태와 성능을 모니터링합니다., 고장을 예측하고 동적으로 전력 공급을 조정합니다.
산업 자동화 기술을 사용하는 다른 분야와 마찬가지로, 움직이는 부품에서 데이터를 수집하는 것은 예측 유지보수 구현의 핵심입니다.산업 시스템 전체에 수백 개의 무선 센서를 설치하면 미세한 데이터 정보를 얻을 수 있습니다.그러나 센서 네트워크의 규모가 확장됨에 따라 성능 문제가 발생할 수 있습니다.
간섭: 산업 환경은 일반적으로 모터, 스위치 모드 전원 공급 장치 및 아크 용접 장비에서 생성되는 높은 수준의 전자기 간섭 (EMI) 에 의해 영향을 받는다.이 EMI는 데이터 전송 속도의 간헐적 인 감소로 이어질 수 있습니다., 이는 데이터의 효과적인 전송에 심각한 영향을 미칩니다.
네트워크 과밀화: 가까운 거리에서 여러 무선 장치를 작동하면 네트워크 포화로 이어질 수 있으며, 더 많은 대기 시간 및 연결 중단이 발생할 수 있습니다.실시간 탐지를 방해하고 전력 소비를 증가시킬 수 있습니다..
보안: 해커 공격은 에너지 또는 물류와 같은 중요한 인프라에 대한 주요 위협입니다. 따라서 센서 네트워크는 강력한 보안이 필요합니다.취약점도 증가합니다..
또 다른 과제는 무선 센서를 표준 산업 프로토콜과 통합하는 것입니다. 이러한 통합은 네트워크 트래픽을 줄이기 위해 데이터 재포맷과 압축을 포함 할 수 있습니다.이 프로세스는 장치에서 수행되어야합니다., 센서와 프로토콜의 수가 증가함에 따라 비용과 전력 소비도 빠르게 증가합니다.유지보수 작업을 점점 더 복잡하게 만드는, 센서의 비 예측 유지보수가 필요하기 때문에 오작동 또는 단순히 배터리 교체입니다.
블루투스 기술이 대규모 IIoT에서 빛난다
수많은 IIoT 무선 프로토콜 중 블루투스는 센서 네트워크가 확장됨에 따라 다양한 문제를 해결할 수있는 강력한 솔루션입니다. 예를 들어 적응 주파수 점프 (AFH) 를 사용하여블루투스 기술 은 방해 방지 능력 을 향상 시킬 수 있다AFH는 데이터를 작은 패킷으로 나누고 여러 주파수를 통해 전송하고 수신자 끝에 재조합합니다.모든 손실된 데이터 패킷은 통신 신뢰성을 보장하고 전자기 간섭으로 인한 긴 정보 손실을 방지하기 위해 손실 보고서를 보낸 후에 다시 전송됩니다..
과도한 네트워크 혼잡을 피하기 위해, 블루투스 기술은 연결이 확립된 후 수신기에 대한 전송 전력을 제어하는 것을 지원합니다. 이 방법은 AFH와 결합되어,EMI를 최소화하면서 에너지를 절약 할 수 있습니다., 수백 개의 무선 장치가 같은 공간에서 작동 할 수 있습니다.블루투스 기술은 강력한 암호화 및 탄력적인 검증 프로토콜을 사용하여 보안 취약점을 감소시킵니다..
IIoT 배포에서, 대규모 블루투스 센서 네트워크는 주로 여러 장치와 짝짓기 위해 특별히 설계된 게이트웨이를 통해 통신합니다. 블루투스를 중심으로 센서 노드를 구축함으로써개발자는 스마트폰과 태블릿과 원활한 상호 운용을 달성 할 수 있습니다., 설치 및 진단 작업을 단순화하고 유지 보수 효율성을 향상시킵니다.
그러나 무선 네트워크가 IIoT에 적응하기 위해서는 블루투스 센서 네트워크도 어려운 배치 조건에 안정적으로 적응하고 전력 소비를 줄이고 비용 효율성을 향상해야합니다.그리고 유지보수를 간소화.
산업용 BLE 모듈을 이용한 IIoT 네트워크 구축
Digi의 XBee 3 BLU BLE 5.4 모듈과 개발 키트를 사용하여 설계자는 빠르고 직접적으로 무선 IIoT 네트워크를 배포 할 수 있습니다.이 모듈은 -40 ° C에서 + 85 ° C의 산업용 온도 범위를 가지고 있으며 비동기 및 휴식 모드에서 작동합니다., 따라서 신뢰성 및 전력 소비 요구 사항을 충족합니다. XBee 3 BLU 장치의 전류 소비는 각각 7.5 밀리 앰프 (mA) 및 8 마이크로 앰프 (μ A) 입니다.접근하기 어려운 장소에서 원격 센서의 장기 설치를 지원할 수 있습니다., 따라서 배터리를 정기적으로 교체 할 필요 없이 귀중한 정보를 얻을 수 있습니다.
다른 특징은 다음과 같습니다.
최대 데이터 전송 속도는 초당 2 메가 비트 (Mb / s) 이다, 복잡한 기계의 작동에 대한 자세한 이해를 제공합니다
최대 전송 전력은 +8 데시벨 밀리 와트 (dBm) 이며, 실내에서 최대 15m 또는 야외에서 최대 300m의 직접 시야 범위 내에서 고밀도 통신을 달성 할 수 있습니다.
13 디지털 I/O 및 4 10 비트 아날로그-디지털 변환기 (ADC) 입력, 다양한 장치 및 센서 인터페이스와 유연한 통합
1.71V ~ 3.8V 전원 공급, 유연한 전원 공급 선택
Digi TrustFence 보안 장치 및 네트워크 보호, 안전한 부팅, 보호된 하드웨어 포트 및 장치 인증
첨단 마이크로 파이썬 프로그래밍 능력은 장치에서 데이터 처리 및 의사 결정 시스템의 빠른 개발을 가능하게 합니다.
북미 (FCC, IC) 와 유럽 (ETSI) 에서 포괄적 인 규제 인증