har du någonsin undrat hur smarta enheter upptäcker varandra, frågar efter tjänster och utbyter information? Ja, det är coolt och lika bra att din fitness tracker kan dela information om hur du framgångsrikt sprang på morgonen med din smartphone. Så, vi frågar, Vad är den underliggande tekniken som gör något av detta möjligt? Bluetooth Low Energy tar plats.
Vad är Bluetooth Low Energy?
BLE (aka Bluetooth Smart) är ett trådlöst sätt för dataöverföring speciellt utformad för låg kostnad, låg bandbredd och låg effekt applikationer/enheter. Nyckelordet är lågt. Det är en variant av Bluetooth-kommunikationsprotokollet som introducerades i juni 2010 i Bluetooth 4.0-Kärnspecifikationen av Bluetooth SIG (Special Interest Group). Denna standard är optimerad för att ge den lägsta strömförbrukningen jämfört med annan trådlös kommunikationsteknik. Således har det öppnat många dörröppningar möjligheter för produktdesigners på en låg kostnad budget och en stram energibudget där batteritid är en högre prioritet än höga dataöverföringshastigheter.
det är säkert att säga att nästan alla smartphones idag är BLE aktiverad. Sidorna i historien skriver iPhone 4s från Apple som den första ble-aktiverade smarttelefonen. Omedelbart efter att Bluetooth LE fick Apple-stämpeln började andra smarttelefonleverantörer gå med. Detta erbjöd perifera leverantörer en unik möjlighet att skapa innovativa enheter som kan prata med mobiltelefoner via BLE. Idag har vi trådlösa hörlurar, smartwatches, fitness trackers och beacons som kan utbyta information med smartphones eller helst styras med mobilapparna på telefonen.
en annan tillämplighet av Bluetooth LE är i IoT-samhället. För en nybörjare handlar Internet of Things enbart om att länka enheter över internet så att vem som helst, var som helst, kan interagera och kontrollera dem. Det är ett community / internetarbete av heterogena fysiska enheter som upptäcker, samlar in, bearbetar och utbyter data. BLE gör att delning av data mellan IoT-enheter inte är för mycket av en börda för sina energitankar; annars skulle ingen enhet vilja delta i IoT-nätverket. Tänk på det så här, enheter använder sin energi för att dela data, så om datadelning kostar dem mycket energi, kommer de inte att göra det eftersom det skulle vara ”för dyrt.”Tack vare BLE är datadelning överkomligt; IoT-enheter som körs på myntcellsbatterier kan fungera i månader, till och med år, utan att tömma sina batterier.
typer av BLE-kommunikation: Anslutningsorienterad och sändning
en BLE-enhet kan fungera som antingen en central (klient) enhet eller en perifer (server) enhet i en anslutningsorienterad kommunikationsform. En central enhet ansvarar för att skanna efter anslutningsbara enheter och initiera förfrågningar om anslutning och datautbyte. Å andra sidan kan en kringutrustning ta emot kommandon och förfrågningar från den centrala enheten. Kommunikation mellan de två sker i 4 steg: annonsera, initiera, ansluta och utbyta.
annonsera, initiera, Anslut, utbyta
en kringutrustning som vill kommunicera sänder reklampaket i en uppsättning intervaller så att centrala enheter kan hitta dem. Under tiden lyssnar/ skannar den centrala enheten upprepade gånger efter anslutningsbara reklampaket, och när den upptäcker en skickar den en begäran till periferin för att upprätta en anslutning. När en anslutning har upprättats kan de två enheterna utbyta information i båda riktningarna.
Bluetooth Low Energy, som klassisk Bluetooth, använder 2.4 GHz ISM (Industrial, Service, Medical) spektrum för drift. Spektrumet sträcker sig från 2402 MHz till 2480 MHz. BLE delar upp den i 40 1 MHz kanaler åtskilda av 2MHz. Kanalerna är numrerade från 0 till 39, och kanalerna 37, 38 och 39 används enbart för att skicka reklampaket. De återstående kanalerna används för dataöverföring efter att en anslutning har upprättats. Även om 37, 38 och 39 följer varandra i följd på nummersystemet, sprids de ut på BLE-spektrumet och separeras av ett par kanaler. Detta är en försiktighetsåtgärd så att när en av reklamkanalerna blockeras eller står inför ett avbrott kommer de andra sannolikt inte att påverkas.
den andra typen av BLE-kommunikation kallas sändning eller Bluecasting. Det är anslutningslöst och enkelriktat. Här skickar en BLE-enhet data ut envägs till någon eller något som observerar och kan ta emot de sända data. Det ger ingen säkerhet för överförda data och är därför inte lämplig för delning av känslig information. Det kan dock användas i applikationer som fildelning av offentliga datafiler på kontoret.
begränsningar av BLE
BLE är en stor teknik, men det är inte en one-size-fits-all. Det finns andra applikationer där Wi-Fi och annan teknik är mer lämpliga. Begränsningar av BLE inkluderar:
- användningsområde-BLE används för kortdistanskommunikation, vanligtvis mellan 2-5 meter.
- interferens– det fungerar på samma bandbredd på 2.4 GHz som Wi-Fi och klassisk Bluetooth för att uppleva RF-störningar från klassiska Bluetooth-och Wi-Fi-signaler.
- låga datahastigheter / genomströmning – Bluetooth LE erbjuder en låg strömförbrukning till kostnaden för höga datahastigheter. Precis som alla andra RF-teknik, BLE enheter har en radiosändare för att konvertera data till RF-vågor för överföring. När radion är på förbrukas energi, och när den är avstängd sparas strömmen. BLE är sedan utformad för att slå på RF-radion så få gånger som möjligt. Det gör detta genom att dela en anslutning i mellanrum och bara slå på radion under anslutningsintervallet för att överföra låga mängder data i form av korta skurar. Vid slutet av anslutningsintervallet stängs radion av och den slås på i början av följande intervall. Det finns ingen kontinuerlig överföring av data, så datahastigheterna lider.
sammanfattning
detta avsnitt ger en översikt över Bluetooth Low Energy-tekniken. BLE är en version av Bluetooth som överför data med minsta mängd energi. Det är inte bättre än den tidigare versionen av Bluetooth – klassisk Bluetooth. De två skiljer sig åt i designmål, så det är orättvist att jämföra två spelare som inte nödvändigtvis är optimerade för samma applikation. BLE är optimerad för IoT. Det är mer än uppenbart att den snabba tillväxten av IoT fick många branscher att ändra sig för att tillgodose den. Bluetooth SIG lagt BLE i sin Bluetooth version 4.0 att vara relevant för IoT – spelet växlare.