← Terug naar Data Acquisition, Networking, Comms & IIoT categorie

WiFi, Bluetooth en Zigbee? Welke draadloze standaard Suits Uw Industrial Toepassing?

Tom McKinney van HMS Industrial Networks biedt een overzicht van de beschikbare korte afstand draadloze standaarden voor industriële toepassingen

Onlangs is het gezoem rond Industrial IoT uitgegroeid tot een oorverdovend gebrul. Verwacht wordt dat de markt voor IIoT-apparaten de komende jaren exponentieel zal groeien nu bedrijven meer gegevens over hun activiteiten gaan vastleggen. Die gegevens zullen worden gebruikt voor het bewaken en optimaliseren van processen, en naarmate bedrijven leren de gegevens die zij vastleggen gebruiken om processen te verbeteren, zal het resultaat een verhoogde productiviteit zijn. Afgezien van de interne productiviteit, kunnen deze gegevens leiden tot verbeterde bedrijf-tot-bedrijf-transacties die zowel de producent als de klant ten goede komen.

Meerdere technologische ontwikkelingen zijn geconvergeerd om grootschalige industriële IIoT implementaties mogelijk. Deze verbeteringen zijn lagere kosten voor gegevensopslag, lager vermogen RF oplossingen en hogere netwerk toegankelijk. Een andere belangrijke enabler voor industriële ivd is draadloos standaardisatie.

Wireless is niets nieuws
Draadloze netwerken zijn gebruikt dan 30 jaar in de industriële markt. In het verleden werden deze netwerken typisch sub 1GHz eigen systemen. De oplossingen die eenvoudige modulatie technieken als amplitude-shift keying (ASK) of de frequentie-shift keying (FSK). Radio's die deze soorten modulatie ondersteund kan gemakkelijk worden gemaakt met een handjevol afzonderlijke delen. Het nadeel van deze oplossingen waren een compleet gebrek aan veiligheid en de beperkte bandbreedte.

In de afgelopen twintig jaar zijn er verschillende standaarden zijn ontwikkeld om robuuste radio oplossingen te definiëren. De meest recente normen zijn veilig genoeg voor een brede implementatie. Bovendien, een aantal nieuwe gratis te gebruiken frequentiebanden, waar geïntroduceerd in de 80s waaronder de 2.4GHz en 5GHz bands. Het inzetten van een gestandaardiseerde radio oplossing van vandaag is een kosteneffectieve veilige manier om zowel de bewaking en controle-apparaten in het veld of in de fabriek. Gezien het aantal draadloze standaarden om uit te kiezen, wordt de vraag welke standaard is de juiste standaard te implementeren.

Dus laten we een kijkje nemen op de drie meest voorkomende draadloze standaarden ingezet in de 2.4GHz band: Bluetooth, WiFi en Zigbee.

WiFi
WiFi of IEEE 802.11a / b / g / n is het breedste ingezet consument en zakelijke draadloze TCP / IP-netwerk oplossing. WiFi staat voor Wireless Fidelity en is een standaard die wordt gebruikt om Wireless Local Area Network (WLAN) apparaten te identificeren. De commissie beheer van deze standaard is bedoeld om de best mogelijke bedrade TCP / IP-netwerk vervangen creëren. De commissie prioriteert veiligheid en snelheid boven alle andere afwegingen. Hierdoor 802.11n de hoogste bandbreedte van elke korte afstand draadloze standaard. Het nadeel is het stroomverbruik en de rekenkracht die nodig is om effectief te beheren de 802.11 stack. Deze nadelen creëerde een gat in de markt en een aantal normen wordt gekomen aan de zeer lage power draadloze markt aan te pakken.

Bluetooth
Bluetooth en Zigbee zijn beide geïntroduceerd om markten aan te pakken die niet goed worden onderhouden door WiFi. De Bluetooth-standaard beantwoordde aan de behoeften voor een Personal Area Network (PAN) met een laag vermogen. Een PAN wordt gedefinieerd als het netwerk dat een persoon of een slim apparaat omringt. De vereisten omvatten snelle associatie, eenvoudige mens-naar-machine interfaces en laag vermogen. In een PAN kunnen meerdere zenders heel dicht bij elkaar worden geplaatst - Bluetooth omvat timing om te verzekeren dat apparaatzenders elkaar niet overlappen. Bluetooth is ook ontworpen in de veronderstelling dat het naast wifi zou moeten bestaan ​​en bevat een frequency hopping-algoritme om ervoor te zorgen dat Bluetooth-berichten doorkomen, zelfs wanneer meerdere WiFi-kanalen actief zijn. Ten slotte, omdat Bluetooth een zender met een zeer laag vermogen gebruikt, is deze minder gevoelig voor multipad in vergelijking met WiFi. Als gevolg hiervan kan Bluetooth met succes worden geïmplementeerd zonder uitgebreide RF-site reviews en planning. Het systeem is zeer goed bestand tegen ruis en interferentie.

ZigBee
Zigbee is gebaseerd op de IEEE 802.15.4 dat is een algemeen gebruik, low-power draadloze radio standaard die het mogelijk maakt verschillende protocollen worden gebouwd op de top van de standaard radio. Zigbee uiteengezet om lage netwerken kracht sensor in staat is die een groot gebied te ondersteunen. Zigbee gebruikt meshing netwerk en een zeer agressieve energieprofiel aan de behoeften van deze niche markt. Zigbee's protocol is ontworpen voor een snelle turn-on en turn-off, waardoor energiebesparing. Verschillende andere protocollen zijn gebouwd op de top van 802.15.4 waaronder ISA100, WirelessHART en 6LoWPAN.

Bluetooth Low Energy
Bluetooth Low Energy (BLE) geïntroduceerd als een update voor de Bluetooth-standaard. Gebruikmakend van een aantal van de technieken die worden gebruikt in 802.15.4, BLE was in staat om zelfs lager vermogen punten te bereiken in vergelijking met Zigbee en ondersteunen veel van de functies die oorspronkelijk gecreëerd door de Zigbee normen inspanning.

Het selecteren van de standaard voor u
Dus welke standaard is de juiste standaard te implementeren? Dat hangt af van de systeemvereisten. Samengevat, WiFi de hoogste bandbreedte en meest uitgebreide stack maar Bluetooth, BLE en Zigbee bieden EIGENSCHAPPEN bepaalde toepassingen. Bijvoorbeeld, als het toezicht op de batterij-aangedreven sensoren over een zeer groot gebied, Zigbee zou de ideale standaard. Bluetooth / BLE werkt goed als vervanging kabel point-to-point technologie of sensoren voor het monitoren over een kleiner gebied. BLE heeft een enorme installed base van tablets en telefoons, waardoor het een uitstekende keuze voor mens-tot-machine interfaces.

Hoewel de technologie normen kunnen variëren, is er geen twijfel dat meer en meer toepassingen draadloos worden verbonden in de nabije toekomst. Met de komst van Industrial ivd zal miljarden apparaten moeten aansluiten op het Internet, en veel van deze verbindingen zal ongetwijfeld draadloos zijn.

Samenvatting van de voor- en nadelen van elke standaard:

1) WiFi
een. Pros
ik. Hoogste bandbreedte tot 600Mbits / s met 802.11n
ii. Vaste 25 MHz of grotere kanalen
iii. Ondersteuning voor 2.4- en 5GHz-kanalen
iv. Uitgebreide beveiligingsfuncties
b. Cons
ik. Bereik is lager met hogere gegevenssnelheden en 5GHz
ii. Geen goede match voor sensoren op batterijen

2) Bluetooth / BLE
een. Pros
ik. Zeer laag vermogen
ii. Massive ingezet
iii. Zeer goede prestaties in overbelaste of lawaaierige draadloze omgevingen
iv. Gebruiksgemak, geen frequentieplanning of vereisten voor sitekaart
b. Cons
ik. Max. Gegevenssnelheid van 2Mbits / s
ii. Geen geautomatiseerde roamingstandaard

3) Zigbee
een. Pros
ik. Zeer laag vermogen
ii. Vaste kanalen tussen WiFi-kanalen in 2.4 GHz-band
iii. Ondersteuning voor sub 1GHz-banden
b. Cons
ik. Gecompliceerd mesh-netwerk
ii. Maximale bandbreedte van 250Kbits / s

Procesindustrie Informer

Vraag meer info over dit nieuws / product artikel

Gerelateerd nieuws

Laat een reactie achter

Uw e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Ontdek hoe uw reactiegegevens worden verwerkt.