La verdad sobre el rango de baja energía de Bluetooth para el seguimiento de activos

Probablemente pueda estar de acuerdo en que el alcance es uno de los factores más importantes a la hora de determinar qué sistema de comunicación inalámbrica utilizar para el seguimiento y la supervisión de activos industriales. Muchas empresas eligen Bluetooth Low Energy (LE) debido a su reducido consumo de energía y su mayor duración de la batería, lo que a su vez resulta en menores costos de infraestructura. La pregunta es, ¿cómo se determina el alcance en diferentes entornos industriales? Exploremos cómo calcular y mejorar el alcance de los sistemas Bluetooth LE.

Cómo determinar el rango

¿Qué es el rango? El alcance es qué tan lejos puede estar un transmisor de un receptor y, al mismo tiempo, poder leer con precisión la información que se envía. Para determinar esto, hay algunos factores que deben identificarse. Antes de identificar los diferentes factores que afectan el alcance de Bluetooth Low Energy, aclaremos algunos detalles sobre lo que significa que un transmisor "envíe información" y un receptor "la lea".

Primero, un transmisor envía pequeños bits de información a través de señales de radio. En el caso de Bluetooth LE, las señales de radio se envían en la frecuencia de 2,4 GHz utilizando tecnología de salto de frecuencia adaptativa para evitar interferencias de otros protocolos, como Wi-Fi y Zigbee, que viajan por el mismo ancho de banda. Estas señales también se envían con un nivel de potencia específico medido en decibeles milivatios (dBm).

El receptor luego "lee" la señal e interpreta los datos que se envían. La capacidad de "leer" la señal está determinada por la sensibilidad del receptor, que es la medida de la intensidad mínima de la señal que un receptor puede detectar e interpretar. Sin embargo, el esfuerzo por "leer" la transmisión se puede mejorar o disminuir a través de una variedad de factores a medida que la señal viaja al receptor. Estos factores incluyen ganancia de antena, pérdida de trayectoria, pérdida de propagación, atenuación estructural y otras interferencias.

En última instancia, debe tener un receptor lo suficientemente sensible y un transmisor lo suficientemente potente como para que el receptor escuche la transmisión a través de las pérdidas de energía. El balance de enlace es una forma eficaz de calcular las ganancias y pérdidas totales de la señal de transmisión a medida que viaja desde el transmisor al receptor.

Factores que afectan la fuerza de la señal recibida:

• Ganancia de la antena - Convertir energía eléctrica en energía electromagnética o viceversa y enfocar la dirección de la energía para impactar la efectividad de la señal transmitida y la señal recibida. La ubicación, el tamaño y el diseño de la antena pueden variar y afectar su efectividad.
• Pérdida de ruta - Reducción de la intensidad de la señal que se produce cuando una onda de radio se propaga por el aire.
• Pérdida de propagación - La propagación de la energía de RF a medida que la señal se disipa normalmente debido a que la onda de RF interfiere consigo misma cuando rebota en el suelo.
• Pérdida de atenuación - Pérdidas asociadas a la propagación a través de materiales distintos al aire como humedad, precipitación, paredes, vidrio, etc.

Consulte nuestra Calculadora de rango para encontrar una estimación de rango para su red.

Mejora del rango de baja energía de Bluetooth con redes de malla

Aunque el rango de comunicación entre dos dispositivos Bluetooth LE puede ser algo limitado según las condiciones ambientales, hay una manera de convertir esto en una solución escalable. Eso es mediante el uso de una red de malla completa o una red de malla parcial.

Red de malla completa

En una red de malla completa, una gran cantidad de dispositivos Bluetooth están conectados en un área amplia. Esos dispositivos se comunican directamente entre sí o a través de "nodos" intermedios (otros dispositivos Bluetooth en la red de malla). Siempre que cada nodo esté lo suficientemente cerca para comunicarse con al menos otros dos, esta red en malla puede funcionar.

Algunos de los beneficios de una red de malla completa son su capacidad de autocuración o de puente de ruta más corta, que selecciona automáticamente la mejor ruta para comunicar información incluso cuando ciertos nodos pierden la conexión. Por otro lado, si desea generar una acción colectiva desde sus dispositivos Bluetooth, “difundir” un mensaje a todos los nodos de la red mesh le dará el resultado deseado. Dado que los nodos se pueden agregar y eliminar sin configuración previa, las redes de malla también son fácilmente escalables. Sin embargo, existe una gran cantidad de redundancia en una red de malla completa, lo que significa un mayor consumo de energía para las etiquetas Bluetooth y mayores costos para usted.

Red de malla parcial

Otra forma de conectar dispositivos Bluetooth es con una red de malla parcial. En este escenario, no todos los dispositivos están conectados entre sí directamente. Cada dispositivo está conectado a al menos otros dos nodos, pero solo una parte de ellos podría estar organizada en topología de malla completa, si es que lo hay. Como resultado de esta organización, se reduce la redundancia y los costos se pueden reducir significativamente.

Cómo hacer uso de XLE para el seguimiento de activos

Aunque estas redes de malla tienen sus propias ventajas, existen muchas complicaciones cuando se trata de implementarlas en un sistema integral de seguimiento y monitoreo de activos. Se puede admitir que no es fácil obtener precisión y asequibilidad con este tipo de infraestructura. Sin embargo, AirFinder OnSite logra ambos con su tecnología líder en la industria XLE ™ (Xtreme Low Energy) y el confiable LPWAN Symphony Link.

XLE es una versión más nueva de Bluetooth LE que Link Labs patentó a fines de 2020. La tecnología XLE identifica la ubicación de los activos con una precisión de un metro a través del rango de fase y con firmware propietario , la batería de la etiqueta de propiedad puede durar hasta 7 años. XLE extiende la vida útil de la batería en más de un 400% mediante un uso más inteligente de la conservación de energía.

En resumen, el envío de datos a través de la confiable LPWAN de Link Labs, que cubre hasta 1 millón de pies cuadrados, reduce drásticamente los costos y el alcance de la red XLE aumenta exponencialmente. Además de la tecnología de rango de fase, la duración mejorada de la batería y la latencia reducida de las etiquetas XLE de AirFinder, el sistema se ejecuta de manera efectiva a través de una red de malla parcial sin comprometer el alcance, la seguridad, la precisión o la asequibilidad. Para ver AirFinder OnSite XLE en acción, solicite una demostración hoy .