資産追跡のためのBluetoothLowEnergy範囲についての真実

産業資産の追跡と監視に使用するワイヤレス通信システムを決定する際に、範囲が最も重要な要素の1つであることにおそらく同意できます。多くの企業は、消費電力の削減とバッテリ寿命の延長によりBluetooth Low Energy（LE）を選択し、その結果、インフラストラクチャのコストが削減されます。問題は、さまざまな産業環境で範囲をどのように決定するかです。 BluetoothLEシステムの範囲を計算して改善する方法を見てみましょう。

範囲を決定する方法

範囲とは何ですか？範囲とは、送信された情報を正確に読み取ることができながら、送信機が受信機からどれだけ離れているかを示します。これを決定するために、特定しなければならないいくつかの要因があります。 Bluetooth Low Energyの範囲に影響を与えるさまざまな要因を特定する前に、送信機が「情報を送信」し​​、受信機がそれを「読み取る」ことの意味について詳しく説明しましょう。

まず、送信機は無線信号を介して小さな情報を送信します。 Bluetooth LEの場合、無線信号は、同じ帯域幅を通過するWi-FiやZigbeeなどの他のプロトコルによる干渉を回避するために、適応周波数ホッピングテクノロジーを使用して2.4GHzの周波数で送信されます。これらの信号は、デシベルミリワット（dBm）で測定された特定の電力レベルでも送信されます。

次に、受信機は信号を「読み取り」、送信されているデータを解釈します。信号を「読み取る」能力は、受信機が検出および解釈できる最小信号強度の尺度である受信機の感度によって決定されます。ただし、信号が受信機に伝わるとき、送信を「読み取る」ための労力は、さまざまな要因によって改善または減少する可能性があります。これらの要因には、アンテナゲイン、パス損失、伝搬損失、構造減衰、およびその他の干渉が含まれます。

最終的には、受信機が電力損失を介して送信を聞くのに十分な感度と送信機を備えている必要があります。リンクバジェットは、送信信号が送信機から受信機に移動するときの送信信号の合計ゲインと損失を計算するための効果的な方法です。

受信信号の強度に影響を与える要因：

• アンテナゲイン –電気エネルギーを電磁エネルギーに、またはその逆に変換し、エネルギーの方向に焦点を合わせて、送信信号と受信信号の有効性に影響を与えます。アンテナの位置、サイズ、および設計はさまざまであり、その効果に影響を与える可能性があります。
• 経路損失 –電波が空中を伝播するときに発生する信号強度の低下。
• 伝播損失 -信号が地面に当たって跳ね返るときにRF波がそれ自体に干渉するため、信号が散逸するときのRFエネルギーの広がり。
• 減衰損失 -湿度、降水量、壁、ガラスなど、空気以外の物質を介した伝播に関連する損失。

範囲計算ツールをチェックして、ネットワークの範囲推定値を見つけてください。

メッシュネットワークによるBluetoothLowEnergy範囲の改善

2つのBluetoothLEデバイス間の通信範囲は、環境条件によって多少制限される場合がありますが、これをスケーラブルなソリューションにする方法があります。これは、フルメッシュネットワークまたはパーシャルメッシュネットワークのいずれかを使用することによるものです。

フルメッシュネットワーク

フルメッシュネットワークでは、多数のBluetoothデバイスが広範囲に接続されています。これらのデバイスは、相互に直接通信するか、中間の「ノード」（メッシュネットワーク内の他のBluetoothデバイス）間で通信します。各ノードが少なくとも他の2つのノードと通信するのに十分な距離にある限り、このメッシュネットワークは動作できます。

フルメッシュネットワークのいくつかの利点は、特定のノードが接続を失った場合でも、情報を通信するための最適なルートを自動的に選択する自己回復機能または最短パスブリッジ機能です。一方、Bluetoothデバイスから集合的なアクションを生成する場合は、メッシュネットワーク内のすべてのノードにメッセージを「ブロードキャスト」すると、目的の結果が得られます。ノードは事前に設定しなくても追加および削除できるため、メッシュネットワークも簡単に拡張できます。ただし、フルメッシュネットワークにはかなりの冗長性があります。つまり、Bluetoothタグの消費電力が高くなり、コストが高くなります。

部分メッシュネットワーク

Bluetoothデバイスを接続するもう​​1つの方法は、部分メッシュネットワークを使用することです。このシナリオでは、すべてのデバイスが互いに直接接続されているわけではありません。各デバイスは少なくとも2つの他のノードに接続されていますが、それらの一部のみがフルメッシュトポロジで編成されている可能性があります。この組織化の結果、冗長性が削減され、コストを大幅に削減できます。

アセットトラッキングにXLEを利用する

これらのメッシュネットワークには独自の利点がありますが、包括的な資産追跡および監視システムに実装する場合は、多くの問題があります。このタイプのインフラストラクチャでは、精度と手頃な価格の両方を実現することは容易ではないことを認めることができます。ただし、AirFinder OnSiteは、業界をリードするXLE™（Xtreme Low Energy）テクノロジーと信頼性の高いLPWAN SymphonyLinkの両方を実現しています。

XLEは、2020年末にLinkLabsが特許を取得したBluetoothLEの新しいバージョンです。XLEテクノロジーは、フェーズレンジングと独自のファームウェアを使用して、1メートル以内の精度でアセットの場所を特定します。 、アセットタグのバッテリーは最大7年間使用できます。 XLEは、エネルギー節約をよりインテリジェントに使用することで、バッテリーの寿命を400％以上延長します。

要約すると、100万平方フィートにも及ぶLink Labsの信頼性の高いLPWANを介してデータを送信すると、コストが大幅に削減され、XLEネットワークの範囲が飛躍的に拡大します。フェーズレンジングテクノロジー、バッテリー寿命の改善、AirFinderのXLEタグの遅延の短縮に加えて、システムは、範囲、セキュリティ、精度、または手頃な価格を損なうことなく、部分メッシュネットワークを効果的に実行します。 AirFinder OnSite XLEの動作を確認するには、今すぐデモをリクエストしてください 。