Bluetooth Long Range para implementações RTLS em grandes instalações

Quando se pensa em instalações de sistemas de localização em tempo real baseados em Bluetooth (RTLS), é habitual esperar que cubram áreas de pequena a média dimensão. O Bluetooth 5 traz uma nova funcionalidade que vem pôr em causa este status quo: permite cobrir grandes instalações com muito menos infra-estrutura de hardware e até localizar activos ao ar livre.

Bluetooth para RTLS

Lançado em 2017, o Bluetooth Low Energy 5 trouxe uma melhoria significativa face ao Bluetooth 4 em termos de alcance, permitindo até 200 metros de distância entre o emissor e o receptor. Mas não ficou por aqui. Duas novas camadas físicas (PHY) do Bluetooth 5, concebidas para responder às necessidades específicas dos RTLS (sistemas de localização em tempo real) e das aplicações IoT , tiveram um impacto substancial na indústria e na forma como esta é vista.

Qual é o alcance do Bluetooth Long Range?

Antes do Bluetooth 5, para ganhar alcance era preciso aumentar a potência de saída do emissor. A ideia por detrás do Long Range é codificar os bits de dados do sinal de forma a que o receptor os interprete com mais facilidade.
O Bluetooth 5 acrescentou duas novas camadas físicas (PHY) à sua pilha de protocolos. Uma delas, a ‘LE 2M PHY’, permite taxas de dados mais elevadas, pois opera a 2 Ms/s. A outra, a ‘LE Coded PHY’, permite alargar o alcance até aos 1.300 metros, daí a designação ‘BLE Long Range’. Esta distância foi medida e verificada pela Nordic Semiconductors no seu extenso estudo do chip nRF52840

Como funciona?

Para atingir longo alcance, existem dois esquemas para codificar os bits de dados que dividirão a taxa de dados regular por 2 ou 8. Isso resulta na redução de 1 Mbit/s para 500 Kbit/s e 125 Kbit/s, respectivamente. Para cada esquema existe um número diferente de símbolos usados para representar 1 bit, daí os nomes S=2 e S=8 onde o dígito representa quantos símbolos são usados por 1 bit de dados. Como resultado, o fluxo de dados é mais fácil de interpretar e menos sujeito a erros por parte do receptor, o que afeta o alcance.

Mas tudo isto tem um custo. Enviar um sinal a maior distância implica, literalmente, transmitir mais dados. No caso do esquema S=8, enviar 8 bits de dados exige a transferência de 64 bits. Isto significa mais tempo de rádio ligado e maior consumo de energia, o que deve ser tido em conta na escolha da tecnologia.

Aplicações RTLS

Em grandes instalações, mesmo com activos a operar ao ar livre, o alcance alargado será o factor mais importante. As vantagens do Bluetooth Long Range não se limitam, porém, a uma maior distância máxima entre o emissor e o receptor: incluem também uma maior capacidade de atravessar paredes e outros obstáculos. Em grandes ambientes industriais, onde as soluções RTLS são frequentemente implementadas, é um verdadeiro ponto de viragem. A Ubudu já integrou a tecnologia Bluetooth 5 nos seus produtos, para que os clientes possam tirar partido dela.

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