工業物聯網 (IIoT) 促成了以資料為中心的第四次工業時代的崛起，其基礎在於無障礙的資料傳輸原則。互聯系統必須擺脫有線設置，轉而採用無線系統，才能在設施空間內傳輸大量資料。許多無線技術已應用於各行各業，例如 4G-LTE、5G、Wi-Fi 等，它們都為各種應用帶來了獨特的優勢。然而，它們在互聯工廠所需的規模上實施和維護起來可能很麻煩。藍牙系統 (即藍牙 4.2 及更高版本) 已最佳化，可利用其他互聯技術的優勢，以更靈活的方式適應工業設施中的嚴苛條件。
藍牙技術由多個協定組成，這些協定由單一的規範集統一。此規範由藍牙特殊利益群組 (SIG) 管理。SIG 確保所有支援藍牙的設備都能彼此通用連接，無論配對技術的地理起源為何。
正在進行數位轉型的工業設施正在迅速採用藍牙設備，以加快工業 4.0 的效率。工業藍牙感測器和資料節點可快速輕鬆地與已部署的工業 PC 配對，即時處理大量資料，以獲取即時可操作的洞察力，從而提高安全性、推動自動化和改進流程以實現更高的生產力。為了應對不斷擴大的工業應用，藍牙 5 的發布考慮了物聯網的實用性，改進了資料速度和傳輸範圍選項。
藍牙在不斷發展的工業 4.0 中扮演著不可或缺的角色，因此 SIG 預測到 2024 年，工業領域的藍牙設備出貨量將增加近三倍，達到 3.35 億台。但是，是什麼讓藍牙技術成為連接設施系統的理想選擇呢？
簡化的設置
首先，藍牙設備所需的設定工作遠少於競爭的無線技術，大多數實作只需按一個按鈕即可配對設備。許多其他無線部署的設定更複雜，可能導致更大的通訊範圍、速度和頻寬，這些增強功能對於工業場所來說通常是不必要的。這些場所可以容納數百甚至數千個無線資料端點，而無摩擦的設定可確保實現所需連接範圍的停機時間最短。
藍牙規格為部署在全球任何地區的設備提供通用互通性，無論地區工業標準如何。此外，其序列埠設定檔確保與現有工業系統的順暢整合。
可靠的效能
其他笨重的無線技術可以提供類似於高速硬連接連接的效能。然而，藍牙的短暫高效的資料爆發更符合工業環境中的應用需求。藍牙透過 2.4 GHz 工業、科學和醫療 (ISM) 射頻頻段廣播微弱的 1 毫瓦資料封包訊號。頻寬有限且流量繁忙，但藍牙規格中的功能使其足以滿足工業應用。
藍牙標準的最新版本採用了前向糾錯 (FEC) 演算法，可確保通訊資料的完整性。透過在傳輸中包含冗餘資訊位元，FEC 可有效偵測並修復資料錯誤。
更新的藍牙實作還允許對配對設備進行定位偵測。利用定位偵測的藍牙設備可以比其他無線技術選項更精確地監控設備位置並追蹤設施資產。
可擴展的連接性
藍牙最初設計旨在支援無故障的點對點 1:1 廣播通訊。在其最簡單的部署中，單一「主機」設備可以與多達七個「從機」設備通訊，形成一個微微網。兩個或更多個微微網可以連接以形成一個散射網。當一個設備在一個微微網中同時作為主機和在另一個微微網中作為從機時，散射網就成為可能。藍牙技術的改進進一步增加了通訊範圍和可擴展性，加速了工業 4.0 的發展。
藍牙 5 可以在自我修復、低功耗的網狀網路中運作，允許網路的其餘部分在一個設備發生故障時繼續運作。網狀網路在 32,000 多個設備之間提供多對多的設備通訊。網路是分散式的，這允許節點直接相互通訊。連接到現場堅固工業電腦的網狀網路為改進設施運營提供了高度可靠的低延遲資料處理解決方案。
高度抗干擾性
工業設施可能會容納數千個傳輸數據節點和設備，這些設備可能會發出大量的干擾，從而癱瘓大多數無線技術。然而，藍牙是獨立的，非常適合在「嘈雜」的工業空間中運作。
藍牙 1.2 採用了跳頻擴頻 (FHSS) 技術，每秒偽隨機地在 79 個頻率之間切換 1,600 次，從而大大降低了干擾的影響。部署了自適應跳頻 (AFH) 的設備可以識別其他無線設備會與訊號傳輸衝突的頻道，從而進一步避免干擾。
低功耗
許多工業設備和感測器需要保持「始終開啟」的效能，隨著工業設施資料節點數量增加，功耗需求也大幅提高。普遍存在的藍牙低功耗技術經過最佳化，可提供與傳統藍牙幾乎相同的通訊範圍，但功耗遠低於其他連接解決方案，從而大幅降低營運成本。
藍牙的能源效率和簡潔性伴隨著與其他無線部署相比通訊範圍較小的權衡。然而，藍牙範圍在更新版本中已顯著改進，透過調變傳輸資料的大小來提供更大的距離。這種靈活性允許設施營運商微調藍牙部署，以滿足其空間的特定資料負載/範圍需求。透過將堅固耐用的工業 PC 部署在資料節點附近，藍牙連接系統可縮短通訊距離，從而能夠傳輸更大的資料包以獲得更豐富的系統洞察力。
抵抗網路攻擊
工業和關鍵基礎設施設施是惡意行為者攻擊的重點目標。之所以選擇它們，是因為在傳統上與網路隔離的舊設備上網時暴露出的大量漏洞，以及這些設備一旦受到損害可能產生嚴重負面後果的潛力。藍牙技術具有多種防護措施，可消除外部操縱的可能性。
從一開始，藍牙較短的傳輸範圍就要求設備在物理上彼此靠近才能配對和通訊。然而，這種位置上的「限制」可防止來自目標設備範圍之外的遠端網路攻擊。如果某一方能夠以某種方式進入範圍內對藍牙設備發起攻擊，AFH 干擾測量可確保任何試圖攔截訊號的人都需要知道每個封包正在使用哪些通道——這些資訊只有傳輸和接收設備知道。
遵循新藍牙標準的設備還具有進一步的措施，可防止未經授權的各方干擾通訊。在整個網狀網路中傳送的訊息都經過加密和驗證，以打擊中間人網路攻擊、暴力破解解密和外部訊號操縱。
適用於工業 4.0 的藍牙：Premio 的堅固工業 PC 解決方案
Premio 專為嚴苛或不穩定的環境而打造的工業 PC 為設施環境提供強大的運算能力。這些堅固、無風扇、無纜線的設備經過額定認證，可承受高程度的濫用，以實現始終開啟的效能和延長的 MTBF。
Premio 工業 PC 具有多種連接選項，適用於行動、遠端和無線本地部署。憑藉安全可靠的藍牙技術，PC 可聚合和處理來自配對設備和感測器的大量資料，同時 TPM 保護的 Wi-Fi 和 4G/LTE 選項可實現安全傳輸到異地網路和雲端資源，以進行進一步處理和儲存。
藍牙 IIoT 節點與本地工業 PC 配對，為設施操作員提供了安全、無延遲的過渡，以加入第四次工業革命。整合的簡潔性在部署規模和連接範圍方面提供了更大的靈活性，以滿足每個設施的獨特需求。