Во время веб-трансляции об использовании Bluetooth Mesh для подключения светодиодного освещения в коммерческих зданиях и на даже на улице САЙМОН СЛУПИК ответил на вопросы аудитории о главных преимуществах сетевой платформы и рассказал об окупаемости этой технологии по сравнению с альтернативами.
В последнее время мы часто обсуждали подключенное освещение и Интернет вещей и сетевое твердотельное освещение в статьях, новостях и веб-трансляциях. Мартовская веб-трансляция получила название «Какой самый короткий путь к созданию передовых стратегий по контролю освещения?» Главной темой обсуждения стала сеть Bluetooth Mesh, а докладчиком выступил Саймон Слупик, технический директор и один из основателей Silvair, а также председатель рабочей группы по Mesh в Bluetooth SIG (Special Interest Group). На презентации наш эксперт не успел ответить на все вопросы, поэтому в данном материале мы постараемся дополнить предоставленные ответы и обсудить несколько вопросов, на которые не был дан ответ.
Вопрос: Почему Bluetooth Mesh является более предпочтительным вариантом для подключенного освещения по сравнению с Zigbee или другими беспроводными технологиями?
Саймон Слупик: Есть целый ряд очень весомых причин, почему мы решили управлять освещением с помощью Bluetooth и почему многие поставщики переходят на Bluetooth Mesh. Эта технология надежнее других беспроводных технологий, доступных на данный момент. Bluetooth работает в более чем 40 частотных каналах и использует схему переключения частоты, которая не восприимчива к помехам. Эта технология хорошо работает даже в людных местах [зоны с большим количеством беспроводных устройств, использующих разные протоколы].
Другим важным преимуществом является экономичное энергопотребление. Bluetooth Mesh использует гораздо меньше энергии, чем другие технологии. С помощью технологии аккумулирования энергии Bluetooth Mesh заряжает беспроводные узлы, за счет чего устройства потребляют меньше электричества в режиме ожидания. Еще один большой плюс Bluetooth Mesh — это безопасность. И наконец, нельзя забывать, что Bluetooth отличается простотой использования. Практически каждый может позволить себе эту технологию и взаимодействовать с ней с помощью телефона. Вы можете создать приложение, которое заметно упростит работу.
Вопрос: Поскольку Mesh не имеет адреса и предоставляется по подписке, могут ли возникнуть проблемы с объемом трафика в сети?
Саймон Слупик: Mesh отлично масштабируется. На самом деле, Mesh не только предоставляется по подписке, но и может иметь адрес. Например, адресные режимы используются при настройке конкретных устройств. Когда речь идет об управлении освещением, эта технология позволяет контролировать целую группу устройств. Редко контролируется какое-то одно устройство. Одно сообщение от датчика загруженности помещений может дойти до сотен узлов, если это большой зал в отеле. Другая причина отличной работоспособности заключается в том, что функция контроля не является централизованной — она распределена. Между контроллерами и устройствами вывода нет радиообмена. Контроллер есть в каждом осветительном приборе и является единственным источником трафика от датчиков. С практической точки зрения, в одной сети может уместиться несколько тысяч устройств.
Также есть принцип, который улучшает масштабируемость, — это подсети. Вы можете организовать целое здание и разделить его на подсети. Например, каждый этаж может быть отдельной подсетью. Предназначение подсетей — ограничить трафик. Благодаря этому трафик от датчиков с одного этажа не попадет на другие этажи. Впрочем, целое здание может быть одной сетью — у вас будет единый главный выключатель, который позволяет при необходимости отключить всю сеть, либо вы можете настроить единое устройство мониторинга, которое будет собирать все данные о состоянии сети. Управлять сетями, включающими несколько сотен устройств, не составляет труда. Для управления сетями из 1000 или более узлов потребуется планирование, но это несложно.
Вопрос: Bluetooth — это беспроводная технология относительно короткого диапазона. Считается, что Bluetooth Mesh может обслуживать целое коммерческое здание. Какой диапазон у этой технологии и что необходимо для обеспечения максимального диапазона (например, антенны)?
Саймон Слупик: Все зависит от используемого оборудования, местоположения и среды. Bluetooth Mesh развивается на основе спецификации Bluetooth Low Energy. В закрытых пространствах, например, в комнатах, радиодиапазон составляет около 10–15 метров. В открытых пространствах, например, на улице, радиодиапазон может достигать 50–500 метров, в зависимости от антенны. Ограничения по дальности связи должны определять и документировать производители осветительного оборудования. Устанавливать внешнюю антенну необязательно; однако для обеспечения наилучшего сигнала вокруг антенны должно быть много свободного пространства.
Вопрос: Можно ли использовать Bluetooth Mesh для уличного оборудования, например, при управлении уличным освещением?
Саймон Слупик: Как мы уже говорили, в основе Bluetooth Mesh лежит Bluetooth Low Energy, поэтому с подходящими антеннами дальность сигнала может достигать нескольких сотен метров. Мы считаем, что Bluetooth Mesh подходит для уличного оборудования, однако следует уделить особое внимание подготовке такой реализации. Для управления уличным освещением необходим диапазон, который вдвое превышает расстояние между каждым осветительным прибором — это обеспечит минимальную избыточность для ретрансляции пакетов в линейной конфигурации. Такая реализация требует соответствующих антенн. Bluetooth лучше работает в прямоугольных уличных конфигурациях — например, на парковках, где многопутевая передача Mesh обеспечивает надежность системы.
Вопрос: Насколько безопасны узлы Bluetooth Mesh? Как они защищены от злоумышленников? Существуют ли уязвимости?
Саймон Слупик: Bluetooth Mesh обеспечивает повышенный уровень безопасности, который реализован в любой конфигурации. Поскольку спецификация является открытой, ее проанализировали независимые исследователи. На данный момент в протоколе нет известных уязвимостей. Разработчикам продуктов необходимо учитывать функцию сброса к заводским настройкам. Если продукт будет устанавливаться во враждебной среде, функция сброса к заводским настройкам должна быть доступна только для операторов, либо должна быть возможность заблокировать ее. Это предотвратит кражу устройств, ведь устройство с заблокированной функцией сброса к заводским настройкам нельзя будет интегрировать в другую сеть. За счет этого украденное устройство будет бесполезным.
За управление Bluetooth Mesh отвечает поставщик. У поставщика есть все необходимое для аутентификации устройств в сети и для проверки цифровых сертификатов производителей. Чтобы злоумышленники не могли выступать в качестве узлов, не обойтись без эффективной реализации правил. Если обнаружится злоумышленник, для его исключения из сети можно занести его в черный список.
На данный момент в системе безопасности нет известных уязвимостей. Это подтверждает целый ряд опубликованных исследовательских отчетов. На данный момент единственная сложность заключается в строении физического устройства. Устройства не должны использовать незашифрованную внешнюю память для хранения ключей безопасности. Если это произойдет, злоумышленник сможет получить ключи при физическом доступе к устройству.
Вопрос: В веб-трансляции было сказано, что Bluetooth Mesh обеспечивает контроль твердотельного освещения без шлюзов или облачного доступа. Но что, если кто-то захочет реализовать удаленный доступ, программный контроль сети, анализ данных и т. д.? Как сети освещения Bluetooth Mesh обмениваются данные с внутренней сетью или Интернетом?
Саймон Слупик: Для удаленного доступа к данным необходимо устройство, которое входит в сеть Bluetooth Mesh и подключено к облаку. Это может быть мобильный телефон с подходящим приложением для обеспечения доступа к данным, которые хранятся на устройствах и могут быть переданы в облако, например, код последней ошибки. Кроме того, это может быть шлюз, который обеспечивает постоянное подключение между осветительной системой Bluetooth Mesh и облаком. Это создает все условия для продвинутых возможностей, например, анализа загруженности помещений.
Вопрос: Какие функции предлагает платформа Bluetooth Mesh? Насколько надежна эта система? Мы сталкивались с реализациями, где узлы то и дело отключались от сети и не могли обмениваться данными между собой, что не лучшим образом сказывается на качестве сервиса. И хотя по стандарту сеть вмещает много узлов, сколько в ней может быть на самом деле?
Саймон Слупик: Первая версия спецификации Bluetooth Mesh была разработана для профессиональных систем освещения. Она поддерживает целый ряд задач, предлагая все инструменты для создания беспроводной системы, которая не уступает проводным в надежности и масштабируемости. Однако спецификация лишь предлагает фундамент для беспроводной системы контроля. Каждый разработчик промежуточного программного обеспечения может реализовать платформу по-своему, поэтому качество обслуживания может быть разным в зависимости от реализации. При правильной реализации система освещения Bluetooth Mesh работает лучше любого другого беспроводного решения. При первом посещении нашего офиса партнеры зачастую не могут поверить, что наша система освещения из 200 светильников управляется с помощью беспроводной сети. Многие говорили, что они даже не могли представить, что можно реализовать такую беспроводную систему контроля. Предлагаем вам проверить Bluetooth Mesh в деле и увидеть возможности этой платформы своими глазами.
Вопрос: Каким образом приложение Silvair выбирает светильники при создании зоны, если поблизости установлено много осветительных приборов?
Саймон Слупик: Зоны определяет дизайнер облачной платформы Silvair. Также их можно создавать в мобильном приложении. При запуске светильники добавляются в каждую зону. Это осуществляется на объекте с помощью мобильного приложения. Приложение позволяет импортировать планы этажей и отмечать отдельные зоны — это помогает без труда находить зоны физически и подбирать подходящие устройства для той или иной зоны. Кроме того, в приложении есть ползунок, который позволяет сузить перечень доступных устройств по приближенности к вам. Это упрощает и ускоряет запуск сети в работу, если рядом установлено несколько светильников.
Вопрос: Если светильники еще не получают питание, как окупится установка беспроводной сети? Стоит ли вкладывать средства для того, чтобы получить полный контроль и обеспечить сбор данных? Как нам, подрядчикам, продать такую систему?
Саймон Слупик: Качественно построенная система освещения на базе Bluetooth Mesh позволит вашим клиентам быстро и без труда обеспечить экономию энергопотребления. Кроме того, у клиентов появится передовая система, которая принесет им много преимуществ помимо интеллектуального освещения. Изучите инфографику от Bluetooth SIG, из которой вы узнаете, как продать систему своим клиентам.
Мы много раз слышали, что установленные системы управления освещением не раскрывают свой потенциал — либо затраты на профессиональную фирму по установке оказываются слишком высокими, а сотрудник, который должен был настраивать систему, покинул компанию, либо компания, предоставляющая эту систему прекратила деятельность или упразднила поддержку. Установка качественной системы Bluetooth Mesh — это разумные инвестиции. Поскольку такая система не требует проводов или центрального контроллера, запустить ее можно с помощью смартфона. В случае с более масштабными реализациями подрядчик может сразу протестировать систему, не дожидаясь специалиста. Можно сказать, что это инвестиции в будущее. Bluetooth SIG обеспечивает обратную совместимость стандарта. Кроме того, с помощью смартфона можно без труда добавить к устройствам дополнительные функции или улучшения, что может стать для подрядчиков дополнительным источником выручки.