مقدمة
الغرض من هذه المقالة هو نشر المعرفة, مشاركة الأفكار, وإثارة الإلهام. من خلال قراءة هذا, سيكون لديك فهم أفضل وأكثر شمولاً شبكة بلوتوث التقنيات, وكذلك مبادئ عملها, المزايا الرئيسية, والفوائد المتصورة من حالات الاستخدام الحقيقية.
بلوتوث منخفض الطاقة, المعروف أيضا باسم بليه وبلوتوث 5.0, هو قصير- تكنولوجيا النطاق المستخدمة على نطاق واسع في تحديد موقع الناس و تعقب الشئ في سيناريوهات مختلفة داخل الباب. فهو يتمتع بمزايا الاتصال اللاسلكي القوي ولكن باستهلاك أقل للطاقة وتكلفة تركيب أقل & صيانة (هيرنانديز سولانا وآخرون., 2020). لكن, لا يوجد شيء اسمه التكنولوجيا المثالية. في الأصل, كانت خصائص الشبكة المعشقة غائبة ولم تكن مدعومة بشكل جيد بواسطة BLE. كان منتج BLE في السابق قادرًا على دعم فقط عدد محدود جدا من الأجهزة الطرفية المتصلة بجهاز مركزي, غير قادر على التعامل مع التعقيد المتزايد إنترنت الأشياء الأنظمة التي تشتمل على المزيد والمزيد من أجهزة إنترنت الأشياء وبالتالي تتطلب تنسيقًا سلسًا. هكذا, ومن الضروري أن يتقبلها مبتكرو إنترنت الأشياء شبكة بلوتوث, تقدم تكنولوجي يجمع بين أفضل ما في الاثنين.
تقنية شبكة البلوتوث
كما يوحي اسمها, Bluetooth Mesh عبارة عن مزيج من تقنيتين ممتازتين وتسمح لفائدة كل تقنية بالتعويض والتعويض عن قيود الأخرى. المزيد من الجانب النهائي, Bluetooth Mesh عبارة عن شبكة شبكية تسمح لأجهزة إنترنت الأشياء بالاتصال ببعضها البعض وتحميل المعلومات من خلال تقنية BLE اتصالات لاسلكية بتكاليف أقل (شبكة بلوتوث, 2024).
إذا كانت شبكة البلوتوث هي الحل, ما هي وكيف تختلف عن شبكة بليه أو شبكة نموذجية? للإجابة على مثل هذه الأسئلة, نحن بحاجة للعودة إلى 2014 عندما تم تصور بليه مش (شبكة بلوتوث, 2024). بعد فترة وجيزة 3 سنوات وفي 2017, تم اعتماد مواصفات Bluetooth Mesh وإصدارها بواسطة مجموعة الاهتمامات الخاصة بالبلوتوث (يقول), تمكين أجهزة إنترنت الأشياء في مختلف المناسبات التطبيقية من تجاوز مجرد الاتصال إلى الأجهزة الذكية حقًا (مارسيل, 2023). منذ اختراعه واعتماد مواصفاته, تم تصميم Bluetooth Mesh لجعل المزيد من أجهزة إنترنت الأشياء متصلة وتنسيقها بشكل أفضل دون التكلفة الإضافية لإضافة بنية تحتية داعمة جديدة وزيادة استهلاك الطاقة.
مبدأ عمل شبكة البلوتوث
كما تم ذكره سابقا, تعمل تقنية Bluetooth Mesh على إنشاء شبكة, أرضية تشغيل لأجهزة إنترنت الأشياء الطرفية للتواصل مع بعضها البعض مباشرة. كل جهاز إنترنت الأشياء, الذي كان بمثابة العقدة, يصبح الآن أ جهاز التوجيه, نقل البيانات التي تم جمعها والتنقل في العقد الأخرى إلى البوابة. ضمن نطاق الراديو الذي تدعمه شبكة BLE, يمكن للأجهزة المتشابكة الآن أن تتمتع بتفاعل "متعدد إلى متعدد". (الأسئلة الشائعة حول شبكة Bluetooth المتداخلة | موقع تقنية Bluetooth®, اختصار الثاني.). إذا تم تعطيل طريق واحد مؤقتًا أو إزالته نهائيًا, يمكن للعقد الأخرى اكتشاف مسارات جديدة لـ "العقدة المفقودة" لضمان سلامة البيانات والنقل الطبيعي. في هذا الطريق, يمكن لكل عقدة إعادة تشغيل المعلومات إلى العقد الأخرى ويمكن أن تعمل العقد الأخرى كبوابة أو جهاز توجيه.
في شبكة شبكية, الأنود, سواء المقدمة وغير المقدمة, يمكن أن يكون أي أجهزة إنترنت الأشياء مثل منارات بلوتوث, علامات الأصول, Bluetooth trackers, أو أجهزة استشعار درجة الحرارة والرطوبة, على سبيل المثال. لكن, يمكن للعقد المتوفرة فقط إرسال واستقبال رسائل الشبكة. مرة واحدة في الشبكة التشعبية تم تصميمه باستخدام البروتوكولات الصحيحة وتصميمات الطوبولوجيا, سيقوم الموفر تلقائيًا باكتشاف الأجهزة غير المتوفرة ودعوتها إلى الشبكة المتداخلة بعد التكوين, التحقق والمصادقة.
الفوائد الرئيسية لشبكة البلوتوث
براعه: من السهل توسيع نطاقها
تعد Bluetooth Mesh مفيدة بشكل خاص وقابلة للتطبيق على العمليات الصناعية واسعة النطاق أو أنظمة إنترنت الأشياء التي تتطلب عددًا كبيرًا من العقد. يتطلب توسيع الشبكة ببساطة وضع أجهزة جديدة في الحقل حيث يتم تغطية الشبكة المتداخلة الحالية (ليو وآخرون., 2017). نظرا لطبيعة الشبكات المتداخلة, يمكن لكل جهاز إنترنت الأشياء متصل بنفس المحور التواصل مباشرة مع بعضها البعض طالما أن العقدة تقع ضمن نطاق البلوتوث نفسه. لذلك, أفضل طريقة لتوسيع شبكة إنترنت الأشياء المتداخلة هي إضافة أجهزة جديدة, وتأكد من تكوينه بشكل صحيح ليتم اكتشافه بواسطة العقد الأخرى. ويمكن للعقد الأخرى الموجودة أن تعتني بالباقي بشكل تلقائي وذكي. ثم, ستصبح العقدة المضافة حديثًا جزءًا لا يتجزأ من الشبكة المتداخلة, توسيع تغطية وقدرة الشبكة الحالية دون إنشاء بنية تحتية جديدة.
فعالية التكلفة: سهل التنصيب
وتبين أن ميزات الشبكة المتداخلة هذه فعالة للغاية من حيث التكلفة لأنها تقلل إلى حد كبير من تكلفة التثبيت الإضافية للبنية التحتية الجديدة, مثل بوابات, الأسلاك, والمحطات الأساسية. بسبب انخفاض استهلاك الطاقة من بليه, يمكن لنظام إنترنت الأشياء الجديد أن يدعم الأداء العالي لـ اتصالات لاسلكية في النشر الاقتصادي والصيانة. علاوة على ذلك, تمكن الشبكة المتداخلة العقد من نقل المعلومات إلى أجهزة التوجيه القريبة, تجنب نقل البيانات وتكلفة الطاقة بسبب الاتصالات طويلة المدى.
تكامل البيانات & مصداقية: سهل التنصيب
يميل النهج اللامركزي في أنظمة التحكم في إنترنت الأشياء إلى أن يكون أكثر موثوقية نظرًا لعدم وجود وحدات تحكم مركزية. يتم توزيع الذكاء على جميع أجهزة إنترنت الأشياء (الذكاء الموزع في إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) استخدام الحوسبة المتطورة – جامعة ستوكهولم, 2023). إذا كان واحدا طريق بين ال العقدة والمحور مكسور, يمكن للعقدة اكتشاف المسارات الجديدة تلقائيًا مع العقد الأخرى لضمان النقل الطبيعي دون انقطاع وفقدان البيانات. توفر ميزة ترحيل البيانات هذه مسارات متعددة لتسليم الرسائل ونقل المعلومات. في العصر الرقمي, فهو لا يقلل فقط من تكلفة الصيانة (على سبيل المثال. نفقات الإصلاح & تَعَب) ويحمي أمن البيانات بشكل أفضل & السلامة خاصة بالنسبة لشبكات إنترنت الأشياء الكبيرة والمعقدة.
خاتمة & محددات
تعد شبكة Bluetooth Mesh أمرًا بالغ الأهمية للنظام البيئي لإنترنت الأشياء. إنه يمتص المزايا الرئيسية المستمدة من أفضل تقنيتين, بلوتوث منخفض الطاقة وشبكات شبكية. من ناحية, تعمل الشبكة المتداخلة على تسهيل عملية تثبيت وإضافة أجهزة إنترنت الأشياء الجديدة لتوسيع الشبكة دون الحاجة إلى تحمل أعباء مالية إضافية للبنية التحتية الجديدة.
من جهة أخرى, سلك بلوتوثأقل يساعد الاتصال العقد على نقل المعلومات باستهلاك أقل للطاقة دون الحاجة إلى اتصالات طويلة المدى وتكلفة الأسلاك. لكن, هناك دائما مجال للتحسين. قضايا مثل قد يؤدي عدم التوافق بين أجهزة إنترنت الأشياء إلى حدوث نقاط فشل حرجة إضافية ووقت أعمى أثناء التشغيل الفعلي. لتقديم حلول أكثر اكتمالا مدعومة من مجموعات بداية ودمج الأجهزة المناسبة في شبكة Bluetooth Mesh والتأكد من أن التنسيق السلس هو المفتاح, قيادة مبتكري إنترنت الأشياء إلى استكشاف ومناقشة المزيد.
الأعمال المذكورة
هيرنانديز سولانا, أ., بيريز دياز دي سيريو, د., جارسيا لوزانو, م., بارداجي, أ. الخامس., & فالينزويلا, ج. ل. (2020). تحليل شبكة البلوتوث, مشاكل, والتحديات. الوصول إلى IEEE, 8, 53784-53800. https://doi.org/10.1109/access.2020.2980795
شبكة بلوتوث. (2024, يمكن 15). ويكيبيديا. https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth_mesh_networking
الأسئلة الشائعة حول شبكة Bluetooth المتداخلة | موقع تقنية Bluetooth®. (اختصار الثاني.). موقع تقنية Bluetooth®.
https://www.bluetooth.com/learn-about-bluetooth/feature-enhancements/mesh/mesh-faq/
الذكاء الموزع في إنترنت الأشياء (إنترنت الأشياء) استخدام الحوسبة المتطورة – جامعة ستوكهولم. (2023, شهر نوفمبر 24). https://www.su.se/english/research/research-projects/distributed-intelligence-in-the-internet-of-things-iot-using-edge-computing
مارسيل, ج. (2023, شهر نوفمبر 27). تعمل شبكة Bluetooth على تعطيل إنترنت الأشياء | موقع تقنية Bluetooth®. موقع تقنية Bluetooth®. https://www.bluetooth.com/blog/bluetooth-mesh-is-disrupting-the-iot/
الدردشة الآن