IoT에서 Bluetooth 범위에 영향을 미치는 요소는 무엇입니까?

블루투스 저에너지 (BECAME) 현재 IoT 세계에서는 널리 논의되고 있습니다.. 우리 대부분은 Bluetooth가 무엇인지, 실제로 어떻게 작동하는지 잘 알고 있다고 가정하는 것이 안전합니다.. 모든 무선 기술과 마찬가지로, BLE는 다른 애플리케이션보다 특정 애플리케이션에 더 적합합니다.. 그러나 이러한 보이지 않는 연결 스레드가 얼마나 확장될 수 있는지를 정확히 결정하는 것은 무엇입니까?? IoT에서 Bluetooth나 BLE 사용을 고려하고 있다면, 다음은 Bluetooth 범위에 영향을 미치는 주요 요소와 범위를 확장하는 몇 가지 방법의 목록입니다..

블루투스 범위란 무엇입니까?

요인을 논하기 전에, 우리가 의미하는 바를 정의하는 것이 유용할 것입니다. “범위” 블루투스 기술에. Bluetooth 범위는 두 Bluetooth 지원 장치가 안정적으로 데이터를 교환할 수 있는 최대 거리입니다.. 이는 종종 Bluetooth 헤드폰이 휴대폰에서 얼마나 멀리 떨어져 있는지 또는 IoT 세계의 게이트웨이에서 Bluetooth 센서가 얼마나 퍼져 있는지를 의미합니다..

Bluetooth SIG에 따르면 Bluetooth 범위는 다음과 같습니다.:

1km 이상부터 1m 미만까지.

그건, 실용적인, Bluetooth 장치 간의 안정적인 범위는 1km 이상에서 1m 미만입니다..

블루투스 범위가 짧은 이유

블루투스의 짧은 거리는 버그가 아니다, 그것은 특징이다. 그것은 2.4 배터리 절약을 위해 전송 전력이 낮은 GHz 대역. 이는 설계상 범위를 제한합니다.. 블루투스는 개인 영역 네트워크용입니다., 주변의 장치를 바로 연결. 이 기술은 주파수 호핑 확산 스펙트럼을 사용합니다. (FHSS), 멋지지만 범위가 제한됩니다..

블루투스 등 무선 기반 네트워크의 특성을 고려할 때, 세 가지 핵심 요소가 작용합니다:

• 범위
• 데이터 전송 속도
• 전력 소비

하나, 물리법칙에 따라 명확한 제한이 있기 때문에 세 가지 모두에 우선순위를 두는 것은 어렵습니다.. 예를 들어, 블루투스는 높은 데이터 전송 속도를 달성할 수 있지만, 이로 인해 전력 소비가 증가하고 범위가 감소하는 경우가 많습니다..

우리는 주로 두 가지 유형의 Bluetooth를 다룹니다.: Bluetooth 클래식 및 Bluetooth 저에너지 (BECAME). Bluetooth Classic은 매우 높은 데이터 속도로 모든 방향으로 전송합니다.. 일반적으로 범위는 약 10m입니다., BLE는 더 높은 전력과 더 낮은 데이터 속도로 짧은 버스트로 전송하여 최대 100m에 도달할 수 있습니다..

블루투스 5 및 장거리 모드

에 2016, 블루투스 5.0 공개됐다, 버전 기반 구축 4.2 하지만 전송 속도는 두 배로 늘어납니다.. 새 버전은 실내 측위 및 IoT 통신에 더 적합합니다.. LE Coded PHY는 Bluetooth에 도입된 Bluetooth의 장거리 모드입니다. 5.0. 기본적으로 일반 BLE 장치의 범위를 다음에서 확장합니다. 30-100 피트에서 최대 1킬로미터까지.

Bluetooth® 장거리 모드는 출력 전력을 높이지 않고 범위를 늘립니다., 사용하여 “코딩된 PHY” 정방향 오류 정정 코드 포함 (독립 단기 치료소). 이는 데이터 속도와 상충됩니다., 그것을 감소 500 kbps 또는 125 kbps.

LE Coded PHY는 두 가지 데이터 속도를 제공합니다.:

• S2: 각 비트는 두 개의 기호를 사용합니다., 데이터 속도를 500kbps로 절반으로 줄임 (1M의 절반). LE 1M PHY에 비해 범위가 두 배로 늘어납니다..
• S8: 각 비트는 8개의 기호를 사용합니다., 데이터 속도를 125kbps로 줄임 (1M 나누기 8). LE 1M PHY에 비해 범위가 4배 증가.

코딩된 PHY를 사용하면 최대 1 언덕이 많은 지형에서는 km 범위, 아파트 건물에서는 수백 미터.

IoT의 Bluetooth 범위에 영향을 미치는 주요 요소

Bluetooth 네트워크의 범위는 단일 요소로 정의되는 것이 아니라 여러 요소의 총체로 정의됩니다.. 여기에는 기술적 요인이 포함됩니다., BLE 하드웨어 장치, 신호 전송 환경, 규정 준수, 등등, 실제로 특정 거리에 걸쳐 데이터를 전송하는 Bluetooth 네트워크의 기본 기능을 정의합니다..

인위적인 에프배우

• 송신기 전력

전송 전력은 아마도 범위에 영향을 미치는 가장 직접적인 요소일 것입니다.. 간단히 말해서, 송신 전력이 높을수록, Bluetooth 신호가 더 멀리 이동할 수 있을수록. 하나, 전송 전력을 최대로 설정하는 것만큼 간단하지 않습니다.

IoT 애플리케이션에서, 특히 배터리로 구동되는 BLE 장치를 사용하는 사람들, 전력 소비는 중요한 문제입니다. 전송 전력이 높을수록 배터리 소모가 빨라지는 경우가 많습니다..

• 수신기 감도

전송 전력이 많은 주목을 받는 반면, 수신기 감도도 똑같이 중요합니다. 더 민감한 수신기는 더 약한 Bluetooth 신호를 포착할 수 있습니다., 추가 전력 소모 없이 효과적으로 범위 증가. 최근 몇 년 동안 칩 설계의 발전으로 수신기 감도가 크게 향상되었습니다..

• 안테나 설계 및 배치

안테나 설계는 Bluetooth 범위에서 중요한 역할을 합니다.. 유형, 크기, 안테나의 방향은 신호 강도와 방향성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.. 소형 Bluetooth IoT 장치, 공간 제약으로 인해 안테나 옵션이 제한되는 경우가 많습니다.. 보통, 외부 안테나 설계로 더 나은 범위 결과를 얻을 수 있습니다.. 새로 출시될 MKGW7 USB 게이트웨이는 훌륭한 예입니다..

• 블루투스 버전 및 기능

그만큼 블루투스 버전 IoT 장치에 사용되는 경우 범위에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.. 블루투스 5.0, 에 소개 2016, 범위 기능이 크게 향상되었습니다..

블루투스 5.0의 장거리 기능, 코딩된 PHY를 사용하는 것, 이전 버전에 비해 범위를 4배로 늘릴 수 있습니다.. 하나, 이는 데이터 속도 감소의 대가로 발생합니다.. 다양한 IoT 애플리케이션용, 이 절충안은 그만한 가치가 있습니다.

환경 에프배우

BLE 장치가 작동하는 환경은 Bluetooth 범위에 막대한 영향을 미칩니다.. 사용되는 환경에 따라 다르게 동작합니다., 야외에서, 산업, 그리고 사무실에서 집으로. Bluetooth SIG는 다음을 제공합니다. 예상 범위 계산기 이를 통해 다양한 환경에서의 경로 손실 등 특정 기준에 따른 추정 범위를 얻을 수 있습니다..

옥외, 열린 공간에서, 최대 수백 미터의 범위를 얻을 수 있습니다.. 건물 내부, 콘크리트 벽과 같은 장애물, 금속 물체, 심지어 소음도 무선 신호의 전송 범위를 제한합니다.. 일반적인 사용 시, 70 미터는 실내에 있는 두 BLE 장치 사이의 달성 가능한 범위에 대한 신뢰할 수 있는 추정치입니다..

이상적으로, BLE 신호는 BLE 비콘 안테나에서 대기를 통해 스마트 수신기까지 직선으로 이동합니다.. 하나, BLE 비콘과 수신단 사이에 장애물이 있는 경우 (NLOS 환경), 전송 중에 BLE 신호가 차단됩니다., 장애물 유형에 따라 감쇠 정도가 달라집니다.. 이 감쇠는 대기로 인한 감쇠보다 훨씬 더 강합니다., 이로 인해 BLE 장치의 유효 전송 범위에 더욱 영향을 미칩니다..

규제 및 규정 준수 요소

블루투스 범위는 단지 기술 사양에 관한 것이 아닙니다 – 규정과 준수도 이를 형성합니다.. 미국의 FCC 및 유럽의 ETSI와 같은 당국은 Bluetooth 신호의 강도와 사용할 수 있는 주파수에 대한 제한을 설정합니다.. 이는 Bluetooth 장치를 제조하는 회사가 이러한 규칙을 준수해야 함을 의미하며, 이는 장치의 실제 범위에 영향을 미칠 수 있습니다.. 다른 무선 기술과 간섭하지 않고 작동하고 무선 스펙트럼에서 다른 사용자와 공존하도록 고안되었습니다..

4 IoT에서 Bluetooth 범위를 최적화하는 방법

이제 BLE 범위에 영향을 미치는 요소를 다루었습니다., IoT 배포를 최적화하기 위한 몇 가지 전략을 살펴보겠습니다.:

신호 증폭

Bluetooth 범위를 확장하는 직접적인 방법은 전송 전력을 높이는 것입니다.. 하나, 이 접근 방식은 배터리 수명을 크게 줄일 수 있으며 지역 규제 제한과 균형을 이루어야 합니다., 미국과. 최대 허용 +20 dBm과 EU. 오직 +10 dBm. 이러한 어려움에도 불구하고, 송신기 전력을 높이는 것이 다른 방법보다 더 효율적인 경우가 많습니다., 더 나은 대기 시간 제공, 처리량, 그리고 더 간단한 설정, 특히 산업 환경에서, 여기서 3dB 증가는 효과적으로 범위를 두 배로 늘릴 수 있습니다..

Bluetooth에서 장거리 사용 5

블루투스 5 LE Long Range/CODED PHY를 도입하여 순방향 오류 정정(Forward Error Correction)을 사용하여 전력을 높이지 않고도 범위를 확장했습니다. (독립 단기 치료소), 패킷을 반복하는 것 2 또는 8 거리에 따른 메시지 신뢰성을 향상시키는 시간. 이렇게 하면 범위가 최대로 향상될 수 있습니다. 4 타임스, 처리량을 줄이고 전력 소비를 늘리지만. 더 크게 소리치는 것보다 멀리 있는 청중에게 말을 반복하는 것과 비슷합니다..

S2 및 S8 코딩 방식은 500kbps 및 125kbps의 데이터 속도를 제공합니다.. 이 기술이 효과적이려면, 두 통신 BLE 장치 모두 CODED PHY를 지원해야 합니다.; 그렇지 않으면, 혜택이 실현되지 않을 수 있습니다..

중계기 활용

중계기를 도입하면 메시지를 수신하고 재전송하여 Bluetooth 범위를 확장할 수 있습니다.. 이는 고정 장치 네트워크에서 가장 잘 작동합니다., 중계기 배치를 최적화할 수 있는 곳. 하나, 이 접근 방식은 비용이 많이 들고 복잡할 수 있습니다., 추가 하드웨어 필요, 힘, 및 설치, 모든 장치가 중계기를 신뢰해야 하므로 보안 문제가 발생합니다.. 리피터 관리에는 신중한 배치 및 구성이 필요합니다., 교체된 경우 다시 프로비저닝해야 할 수도 있습니다..

블루투스 메시 네트워킹 활용

블루투스 메시 networks significantly extend coverage by leveraging all nodes in a network. 이 구성에서는, 네트워크의 각 장치는 중계 지점 역할을 합니다.. 데이터 패킷을 수신합니다., 의도한 수신자인지 확인, 그리고 그렇지 않다면, 주변 기기로 전달. 배터리 구동 노드는 저전력 노드 기능을 통해 에너지를 절약할 수 있으며 “친구” 양식, 더 오래 자고 간헐적으로 체크인할 수 있게 해줍니다.. 이는 여러 분산 앵커와 게이트웨이가 Bluetooth 장치와 클라우드 서버를 연결하는 넓은 지역이나 건물에 이상적입니다.. 다중 지점 간 BLE 메시 기술은 Bluetooth의 네트워킹 기능을 크게 향상시켰습니다., 높은 신뢰성을 제공하고 단일 장애 지점을 효과적으로 방지합니다..

MOKO의 다양한 BLE 태그 통합에 대한 심층적인 정보 및 지침, 앵커, 맞춤형 BLE 메시 솔루션으로의 게이트웨이, Bluetooth 전문가와 상담해 보시기 바랍니다..

MOKO는 어떻게 하나요?’s Bluetooth 장치의 성능

Bluetooth 범위 최적화는 단지 더 멀리 도달하는 것이 아니라 더 스마트하게 만드는 것입니다., 실질적인 가치를 제공하는 보다 효율적인 IoT 네트워크. 대규모 자산을 추적하는지 여부 창고, 반응형 스마트 홈 시스템 만들기, 또는 콜드 체인의 온도 상태 모니터링, 신뢰할 수 있는 BLE 장치를 선택하는 것이 성공의 열쇠입니다.

MOKO SMART는 IoT 프로젝트를 가능하게 하는 신뢰할 수 있는 고급 Bluetooth 장치를 제공하는 데 전념하고 있습니다.. 우리의 다양한 제품 중에서 BLE 비콘 효율적인 게이트웨이와 스마트 센서에, 우리는 귀하의 요구 사항을 충족할 수 있는 완전한 BLE 제품 체인을 보유하고 있습니다..