Le Bluetooth SIG positionne le Bluetooth LE pour l'IoT ambiant
Le Bluetooth LE s'impose progressivement comme une option de connectivité pour les appareils de l'IoT ambiant alimentés par la lumière, les ondes radio, le mouvement ou la chaleur. Les étiquettes et capteurs intelligents sans pile ou à pile pourraient réduire les besoins en maintenance, mais leurs performances dépendent de l'architecture énergétique et système dans son ensemble.
L’IoT ambiant transforme l’architecture d’alimentation
L’IoT ambiant désigne les appareils connectés qui tirent tout ou partie de leur énergie de fonctionnement de sources déjà présentes dans l’environnement. Ces sources peuvent inclure la lumière intérieure ou extérieure, l’énergie RF, le mouvement et la chaleur.
L’énergie récupérée peut alimenter directement les composants électroniques ou être stockée temporairement pour la détection, le traitement et la transmission sans fil. Selon l’application, les appareils peuvent fonctionner sans batterie classique ou combiner la récupération d’énergie avec des condensateurs, des micro-batteries rechargeables ou d’autres technologies de stockage compactes.
Le Bluetooth SIG positionne le Bluetooth LE comme une couche de communication adaptée à cette catégorie d’appareils en raison de sa faible consommation d’énergie, du coût relativement bas de ses circuits intégrés et de sa prise en charge de topologies de réseau flexibles.
Les étiquettes intelligentes deviennent des nœuds de capteurs
Les étiquettes Bluetooth Smart peuvent associer l’identification des articles à des informations sur la température, l’humidité, les mouvements et les événements liés à la manipulation.
ABI Research prévoit que les livraisons annuelles d’étiquettes intelligentes Bluetooth atteindront 138 millions d’unités d’ici 2030. Une partie croissante de ces étiquettes devrait fonctionner avec peu ou pas de batterie classique, en récupérant l’énergie de l’environnement immédiat.
Dans les applications logistiques et de chaîne d’approvisionnement, ces étiquettes pourraient aider à déterminer si les marchandises ont été exposées à des températures nocives ou à une manutention inappropriée. Des données plus précises sur l’état des marchandises peuvent permettre des interventions ciblées, améliorer la précision des rappels de produits et réduire les mises au rebut préventives dues à un manque d’informations.
Cependant, l’étiquette n’est qu’un élément de la solution. Des récepteurs, des passerelles, des plateformes logicielles et des interfaces avec les systèmes d’entrepôt, de transport ou d’entreprise sont nécessaires pour transformer les relevés des capteurs en décisions opérationnelles.
L’énergie disponible détermine les performances de l’appareil
La faisabilité d’un dispositif IoT ambiant dépend de son budget énergétique global. Les capteurs, les processeurs, la mémoire et les transmissions radio doivent fonctionner dans les limites de l’énergie disponible dans des conditions environnementales réelles.
Les performances de récupération d’énergie, la capacité de stockage, les intervalles de détection et la fréquence de communication sont directement liés. Des mesures et des transmissions plus fréquentes augmentent la demande en énergie, tandis que les fluctuations de la lumière, de la température ou des conditions RF peuvent limiter les taux de mise à jour.
Les batteries à très faible consommation peuvent jouer deux rôles différents dans cette architecture. Elles peuvent servir de sources d’alimentation autonomes pour les appareils à très faible consommation d’énergie ou stocker l’énergie récupérée jusqu’à ce qu’une puissance suffisante soit disponible pour la détection et la transmission radio.
Pour les intégrateurs de systèmes, la question pertinente n’est donc pas simplement de savoir si un appareil est présenté comme « sans batterie ». La conception globale doit fournir les données requises de manière fiable pendant toute la durée de fonctionnement prévue.
Applications dans le bâtiment et l’industrie
La détection par Bluetooth est déjà utilisée dans l’éclairage en réseau, l’automatisation des systèmes CVC et la surveillance de l’état des installations.
Les capteurs de présence, de lumière naturelle et d’environnement peuvent fournir les données nécessaires pour que les systèmes du bâtiment s’adaptent à l’utilisation réelle plutôt que de se fier entièrement à des horaires fixes. Les économies qui en résultent dépendent de l’emplacement des capteurs, de la logique d’automatisation et de l’intégration au système global de gestion du bâtiment.
Dans les environnements industriels, les capteurs peuvent mesurer les vibrations, la température, la pression et d’autres indicateurs de l’état des machines. Les logiciels d’analyse et de maintenance connectés peuvent utiliser ces données pour identifier les changements avant qu’ils n’entraînent des pannes imprévues.
Des nœuds de capteurs à récupération d’énergie pourraient étendre la surveillance à des endroits où le câblage ou le remplacement répété des piles n’est pas envisageable. Leur pertinence dépend de l’énergie disponible, de la qualité de mesure requise, du débit de transmission et de la couverture réseau.
La durabilité nécessite une évaluation au niveau du système
La technologie Bluetooth LE peut prendre en charge des étiquettes intelligentes, des capteurs et des systèmes de contrôle nécessitant moins d’entretien, mais la technologie radio à elle seule ne suffit pas à rendre une application durable.
Une évaluation complète doit inclure la production des appareils, la récupération d’énergie, le stockage, les batteries le cas échéant, les récepteurs, les passerelles, le traitement des données et la maintenance. Ces facteurs doivent être comparés à des réductions mesurables de la consommation d’énergie, des déchets, des pannes ou du remplacement des équipements.
L’IoT ambiant ne se résume donc pas à la simple suppression de la batterie. L’alimentation électrique, le stockage, la détection, la communication et le traitement des données doivent être conçus comme une architecture intégrée unique.
Lire l’article complet du Bluetooth SIG : https://www.bluetooth.com/blog/how-bluetooth-technology-is-being-used-to-help-create-a-more-sustainable-world/