Oletko koskaan miettinyt, miten älylaitteet löytävät toisensa, kyselevät palveluita ja vaihtavat tietoja? Kyllä, se on siistiä ja yhtä hyödyllistä, että fitness tracker voi jakaa tietoa siitä, miten onnistuneesti juoksi aamulla älypuhelimella. Joten, kysymme, mikä on taustalla oleva teknologia, joka tekee mitään tästä mahdollista? Bluetooth Low Energy vie paikan.
mikä on Bluetooth Low Energy?
BLE (eli Bluetooth Smart) on langaton tiedonsiirtoväline, joka on suunniteltu erityisesti alhaisiin kustannuksiin, pieneen kaistanleveyteen ja pienitehoisiin sovelluksiin/laitteisiin. Avainsana on matala. Se on muunnos Bluetooth-viestintäprotokollasta, joka esiteltiin kesäkuussa 2010 Bluetooth 4.0-Ydinmäärityksessä Bluetooth SIG: n (Special Interest Group) toimesta. Tämä standardi on optimoitu tarjoamaan alhaisimman virrankulutuksen verrattuna muihin langattomiin viestintäteknologioihin. Niinpä se on avannut monia ovia mahdollisuuksia tuotesuunnittelijoille edullisella budjetilla ja tiukalla energiabudjetilla, jossa akkukesto on tärkeämpi kuin suuret tiedonsiirtonopeudet.
on turvallista sanoa, että lähes kaikki älypuhelimet ovat nykyään BLE-käytössä. Historian sivut kirjoittavat iPhone 4s: n Applelta ensimmäisenä BLE-yhteensopivana älypuhelimena. Heti kun Bluetooth LE sai Apple-leiman, muut älypuhelinmyyjät alkoivat liittyä mukaan. Tämä tarjosi oheismyyjille ainutlaatuisen mahdollisuuden luoda innovatiivisia laitteita, jotka voivat puhua matkapuhelinten kautta BLE. Nykyään meillä on langattomat kuulokkeet, älykellot, kuntojäljittimet ja majakat, joilla voi vaihtaa tietoa älypuhelimilla tai mieluiten ohjata puhelimen mobiilisovelluksilla.
toinen Bluetooth LE: n sovellettavuus on IoT-yhteisössä. Aloittelijalle Esineiden Internet on puhtaasti laitteiden linkittämistä internetin yli niin, että kuka tahansa, missä tahansa, voi olla vuorovaikutuksessa ja hallita niitä. Se on heterogeenisten fyysisten laitteiden yhteisö/Internet-verkosto, joka tunnistaa, kerää, käsittelee ja vaihtaa tietoja. BLE: n mukaan datan jakaminen IoT-laitteiden kesken ei rasita liikaa niiden energiasäiliöitä; muuten mikään laite ei haluaisi osallistua IoT-verkkoon. Ajatelkaa sitä näin, laitteet käyttävät energiaansa tietojen jakamiseen, joten jos tietojen jakaminen maksaa heille paljon energiaa, he eivät tee sitä, koska se olisi ” liian kallista.”BLE: n ansiosta tietojen jakaminen on edullista; IoT-laitteet, jotka toimivat coin cell-paristoilla, voivat toimia kuukausia, jopa vuosia, ilman että niiden akut ehtyvät.
BLE-Tietoliikennetyypit: Yhteyskeskeinen ja lähetyksellinen
BLE-laite voi toimia joko keskuslaitteena (asiakas) tai oheislaitteena (palvelin) yhteyskeskeisessä viestintämuodossa. Keskuslaite vastaa liitettävien laitteiden skannaamisesta ja yhteyden-ja tiedonvaihtopyyntöjen käynnistämisestä. Toisaalta oheislaite voi vastaanottaa komentoja ja pyyntöjä keskuslaitteelta. Viestintä näiden kahden välillä tapahtuu 4 vaiheessa: mainostaa, aloittaa, liittää ja vaihtaa.
Mainosta, Aloita, Yhdistä, Vaihda
oheislaite, joka haluaa viestiä, lähettää mainospaketteja tietyin väliajoin, jotta keskuslaitteet löytävät ne. Samaan aikaan keskuslaite kuuntelee/ skannaa toistuvasti liitettäviä mainospaketteja, ja kun se havaitsee yhden, se lähettää pyynnön oheislaitteeseen yhteyden muodostamiseksi. Kun yhteys on muodostettu, kaksi laitetta voi vaihtaa tietoja molempiin suuntiin.
Bluetooth Low Energy, kuten klassinen Bluetooth, käyttää 2,4 GHz: n ISM-taajuutta (teollinen, palvelu, lääketieteellinen). Taajuudet vaihtelevat 2402 MHz: stä 2480 MHz: iin. BLE jakaa sen 40 1 MHz kanavaan, joita erottaa 2MHz. Kanavat on numeroitu 0-39, ja kanavia 37, 38 ja 39 käytetään pelkästään mainospakettien lähettämiseen. Muita kanavia käytetään tiedonsiirtoon yhteyden muodostamisen jälkeen. Vaikka 37, 38 ja 39 seuraavat peräkkäin toisiaan lukujärjestelmässä, ne levittäytyvät BLE-spektrille ja niitä erottaa pari kanavaa. Tämä on varovainen teko, niin että kun yksi mainoskanavista on estetty tai edessä keskeytys, muut todennäköisesti ei vaikuta.
toinen BLE-tietoliikennetyyppi tunnetaan nimellä Broadcasting tai Bluecasting. Se on konnektiiviton ja yksisuuntainen. Tässä BLE-laite lähettää dataa yksisuuntaisesti kenelle tahansa tai mille tahansa, joka tarkkailee ja pystyy vastaanottamaan lähetettyjä tietoja. Se ei tarjoa turvaa siirretyille tiedoille, joten se ei sovellu arkaluonteisten tietojen jakamiseen. Sitä voidaan kuitenkin käyttää sovelluksissa, kuten toimiston julkisten datatiedostojen tiedostonjaossa.
ble: n rajoitukset
BLE on hieno tekniikka, mutta se ei ole yksikokoinen. On muita sovelluksia, joissa Wi-Fi ja muut teknologiat ovat sopivampia. Ble: n rajoituksia ovat:
- Operating Range-BLE: tä käytetään lyhyen kantaman viestintään, tyypillisesti 2-5 metrin välillä.
- häiriö-se toimii samalla kaistanleveydellä 2.4 GHz Wi-Fi ja klassinen Bluetooth kokea RF-häiriöitä classic Bluetooth ja Wi-Fi signaalit.
- alhaiset tiedonsiirtonopeudet / läpimenonopeus – Bluetooth LE tarjoaa alhaisen virrankulutuksen korkeiden datanopeuksien kustannuksella. Kuten missä tahansa muussa RF-tekniikassa, BLE-laitteissa on radiolähetin, jolla data voidaan muuntaa RF-aalloiksi lähetystä varten. Kun radio on päällä, energiaa kuluu, ja kun se on pois päältä, virtaa säästyy. Tämän jälkeen BLE on suunniteltu kytkemään RF-radio päälle mahdollisimman vähän aikaa. Se tekee tämän jakamalla yhteyden välein ja vain käynnistämällä Radio aikana yhteysväli lähettää pieniä määriä dataa muodossa lyhyitä purskeita. Yhteysvälin lopussa radio kytketään pois päältä, ja se kytketään päälle seuraavan väliajan alussa. Ei ole jatkuvaa tiedonsiirtoa, joten datanopeus kärsii.
tiivistelmä
tässä osiossa esitellään Bluetooth-Matalaenergiateknologiaa. BLE on Bluetooth-versio, joka lähettää dataa käyttäen vähiten energiaa. Se ei ole parempi kuin edellinen versio Bluetooth – Klassinen Bluetooth. Nämä kaksi eroavat toisistaan suunnittelutavoitteissaan, joten on epäreilua verrata kahta pelaajaa, jotka eivät välttämättä ole optimoituja samaan sovellukseen. BLE on optimoitu IoT: lle. On enemmän kuin selvää, että IoT: n nopea kasvu sai monet toimialat muokkaamaan itseään sen mukaiseksi. Bluetooth SIG lisäsi BLE osaksi Bluetooth versio 4.0 olla merkitystä IoT-game-changer.