मजबूत और विश्वसनीय ब्लूटूथ सेंसर नेटवर्क के साथ औद्योगिक स्वचालन दक्षता

इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) सेंसर नेटवर्क ने औद्योगिक स्वचालन के खेल को बदल दिया है।नवीकरणीय ऊर्जा और बुद्धिमान प्रकाश व्यवस्थाएं वास्तविक समय के डेटा के साथ दक्षता में सुधार करके और पूर्वानुमान रखरखाव के माध्यम से डाउनटाइम को कम करकेहालांकि, जैसे-जैसे सिस्टम अधिक से अधिक वायरलेस सेंसर नोड्स से लैस होते हैं,डिजाइनरों को कठोर वातावरण में इन औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईआईओटी) नेटवर्क का विश्वसनीय रूप से विस्तार करने की चुनौती का सामना करना पड़ेगा जबकि कार्यान्वयन और परिचालन लागत को कम से कम किया जाएगा।, नेटवर्क की भीड़भाड़ से निपटने और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए।

यह पेपर आईआईओटी नेटवर्क के विस्तार में डिजाइनरों के सामने आने वाली विभिन्न समस्याओं का अवलोकन प्रदान करता है।इसके बाद डिजी का कम पावर ब्लूटूथ (बीएलई) मॉड्यूल और विकास किट पेश किया जाता है ताकि यह दिखाया जा सके कि ये उत्पाद उपरोक्त समस्याओं को जल्दी और प्रभावी ढंग से कैसे हल कर सकते हैं।.

वायरलेस आईओटी बुनियादी ढांचे के विस्तार में चुनौतियां
आईआईओटी कई प्रकार के अनुप्रयोगों को कवर करता है जहां दक्षता और पूर्वानुमान में सुधार के लिए डेटा अधिग्रहण आवश्यक है।वायरलेस सेंसर परिवेश प्रकाश और अधिभोग दर डेटा एकत्र करते हैं, और ऊर्जा की खपत और संबंधित लागतों को बचाने के लिए वास्तविक समय में उपयोग को समायोजित करें।

इसी प्रकार, अक्षय ऊर्जा अनुप्रयोग सौर और पवन ऊर्जा जैसे विभिन्न ऊर्जा स्रोतों की निगरानी के लिए दूरस्थ आईओटी सेंसर नेटवर्क का उपयोग करते हैं।ये नेटवर्क प्रणाली की स्थिति और प्रदर्शन की निगरानी करते हैं, दोषों की भविष्यवाणी और ग्रिड आपूर्ति को गतिशील रूप से विनियमित करता है।

अन्य क्षेत्रों में जहां औद्योगिक स्वचालन प्रौद्योगिकी का उपयोग किया जाता है, चलती भागों से डेटा एकत्र करना पूर्वानुमान रखरखाव करने की कुंजी है।औद्योगिक प्रणाली में सैकड़ों वायरलेस सेंसर लगाए गए हैं, प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने, रखरखाव को कम करने और परिचालन लागत को कम करने के लिए ठीक-ठीक डेटा जानकारी प्रदान करता है।प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले मुद्दे हो सकते हैं, जैसे

व्यवधानः औद्योगिक वातावरण अक्सर मोटर्स, स्विचिंग मोड बिजली आपूर्ति और आर्क वेल्डिंग उपकरण द्वारा उत्पन्न उच्च स्तर के विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) से प्रभावित होते हैं।यह ईएमआई डाटा ट्रांसमिशन दर में अंतराल से कमी का कारण बनता है, जो डेटा के प्रभावी संचरण को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकता है।
नेटवर्क अति-भीड़ः कई वायरलेस उपकरणों को निकट निकटता में संचालित करने से नेटवर्क संतृप्ति हो सकती है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक विलंबता और कनेक्शन आउटेज हो सकते हैं।जो वास्तविक समय में पता लगाने में बाधा डाल सकता है और बिजली की खपत बढ़ा सकता है- जी.
सुरक्षाः हैकर हमले ऊर्जा या रसद जैसे महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए खतरा हैं, इसलिए सेंसर नेटवर्क को मजबूत सुरक्षा की आवश्यकता होती है।कमजोरियों की संख्या बढ़ जाती है.
एक अन्य चुनौती वायरलेस सेंसरों को मानक औद्योगिक प्रोटोकॉल के साथ एकीकृत करना है। हालांकि, इस एकीकरण में नेटवर्क ट्रैफ़िक को कम करने के लिए डेटा को फिर से स्वरूपित और संपीड़ित करना शामिल हो सकता है।इन प्रक्रियाओं को उपकरण पर किया जाना चाहिए, और लागत और बिजली की खपत तेजी से बढ़ जाती है क्योंकि सेंसर और प्रोटोकॉल की संख्या बढ़ जाती है।क्षेत्र में सेंसर की बढ़ती संख्या से सेंसर के रखरखाव की अप्रत्याशितता के कारण अधिक से अधिक जटिल रखरखाव हुआ है, चाहे यह एक विफलता है या बस बैटरी प्रतिस्थापन है।

बड़े पैमाने पर आईआईओटी में ब्लूटूथ प्रौद्योगिकी
कई IIoT वायरलेस प्रोटोकॉल के बीच, ब्लूटूथ सेंसर नेटवर्क के विस्तार के साथ समस्याओं की एक श्रृंखला को हल करने के लिए एक शक्तिशाली समाधान है। उदाहरण के लिए, अनुकूलन आवृत्ति hopping (AFH) का उपयोग करके,ब्लूटूथ तकनीक प्रतिरक्षा में सुधार करती हैएएफएच डेटा को छोटे पैकेटों में विभाजित करता है और इसे कई आवृत्तियों पर प्रसारित करता है और फिर इसे प्राप्त करने वाले छोर पर फिर से जोड़ता है।संचार की विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के कारण लंबी जानकारी के नुकसान को रोकने के लिए किसी भी खोए हुए पैकेट को हानि रिपोर्ट भेजे जाने के बाद पुनः प्रेषित किया जाता है.

नेटवर्क की भीड़भाड़ से बचने के लिए, ब्लूटूथ तकनीक कनेक्शन स्थापित होने के बाद रिसीवर के सापेक्ष प्रेषण शक्ति को नियंत्रित करने का समर्थन करती है।ईएमआई को कम करते हुए ऊर्जा की बचत में योगदान देता है, जिससे एक ही स्थान पर सैकड़ों वायरलेस डिवाइस काम कर सकते हैं।ब्लूटूथ प्रौद्योगिकी शक्तिशाली एन्क्रिप्शन और लचीले सत्यापन प्रोटोकॉल का उपयोग करके सुरक्षा कमजोरियों को कम करती है.

IIoT तैनाती में, बड़े पैमाने पर ब्लूटूथ सेंसर नेटवर्क मुख्य रूप से कई उपकरणों के साथ संभोग करने के लिए डिज़ाइन किए गए गेटवे के माध्यम से संवाद करता है। ब्लूटूथ के आसपास सेंसर नोड्स का निर्माण करके,डेवलपर्स स्मार्टफ़ोन और टैबलेट के साथ निर्बाध सहकार्यता प्राप्त कर सकते हैं, जिससे स्थापना और निदान को सरल बनाया जा सके और रखरखाव की दक्षता में सुधार हो सके।

हालांकि, वायरलेस नेटवर्क को IIoT के अनुकूल होने के लिए, ब्लूटूथ सेंसर नेटवर्क को भी कठोर तैनाती की परिस्थितियों के लिए विश्वसनीय रूप से अनुकूलित करना चाहिए, बिजली की खपत को कम करना चाहिए, लागत प्रभावशीलता में वृद्धि करना चाहिए,और रखरखाव को सरल.

औद्योगिक-ग्रेड BLE BLE मॉड्यूल के साथ IIoT नेटवर्क का निर्माण
डिजी के XBee 3 BLU BLE 5.4 मॉड्यूल और विकास किट का उपयोग करके, डिजाइनर तेजी से और सीधे वायरलेस IIoT नेटवर्क तैनात कर सकते हैं।मॉड्यूल का औद्योगिक तापमान -40 °C से +85 °C तक है और विश्वसनीयता और बिजली की खपत की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए निष्क्रिय और निष्क्रिय संचालन मोड का उपयोग करता हैXBee 3 BLU डिवाइस की वर्तमान खपत क्रमशः 7.5 mA (mA) और 8 microampere (μA) है, जो कठिन स्थानों पर रिमोट सेंसर की दीर्घकालिक स्थापना का समर्थन कर सकती है,तो मूल्यवान जानकारी आवधिक बैटरी प्रतिस्थापन के बिना प्राप्त किया जा सकता है.

अन्य विशेषताओं में शामिल हैंः

अधिकतम डाटा ट्रांसमिशन दर 2 मेगाबिट प्रति सेकंड (Mb/s) है जो जटिल मशीनरी के संचालन पर विस्तृत जानकारी प्रदान करती है
अधिकतम प्रेषण शक्ति +8 डीबी मिलीवाट (डीबीएम) है, जो 15 मीटर (एम) के इनडोर या 300 मीटर आउटडोर की प्रत्यक्ष दृष्टि सीमा के भीतर उच्च-निष्ठा संचार का एहसास कर सकती है
विभिन्न उपकरण और सेंसर इंटरफेस के साथ लचीले एकीकरण के लिए डिजिटल I/O और 4 10-बिट ADC इनपुट
वी से 3.8 वी बिजली आपूर्ति, लचीली शक्ति चयन
सुरक्षित बूट, संरक्षित हार्डवेयर पोर्ट और डिवाइस सत्यापन सहित डिवाइस और नेटवर्क सुरक्षा के लिए Digi TrustFence सुरक्षा
डिवाइस पर डेटा प्रोसेसिंग और निर्णय प्रणालियों के तेजी से विकास के लिए अत्याधुनिक माइक्रोप्रोग्राम करने की क्षमता
उत्तर अमेरिका (FCC, IC) और यूरोप (ETSI) में पूरी तरह से विनियमित