Tehnologie fără fir Bluetooth Low Energy _ _ _ _ _ _ consumul de energie și consumul de energie inactiv.
Dispozitivele care utilizează Bluetooth Low Energy vor consuma mai puțină energie decât alte dispozitive Bluetooth din generațiile anterioare. În multe cazuri, dispozitivele vor putea funcționa mai mult de un an cu o singură baterie monedă în miniatură fără reîncărcare [2] . Astfel, va fi posibil să existe, de exemplu, senzori mici care funcționează continuu (de exemplu, un senzor de temperatură), care comunică cu alte dispozitive, precum un telefon mobil sau un PDA [2] .
Această nouă versiune a specificației Bluetooth permite suportul pentru o gamă largă de aplicații și reduce dimensiunea dispozitivului final pentru o utilizare convenabilă în domeniile îngrijirii sănătății, exercițiilor fizice și sportului, sistemelor de securitate și divertismentului acasă.
Pe 12 iunie 2007, Bluetooth SIG a anunțat că Wibree va deveni parte a specificației Bluetooth, ca tehnologie Bluetooth Ultra-Low Energy ( ULP Bluetooth ). Rezultatul ar trebui să fie o tehnologie wireless cu un consum redus de energie și o durată de viață semnificativ extinsă a bateriei, comparabilă cu cele ale circuitelor care folosesc ZigBee .
Pe 20 aprilie 2009, Bluetooth SIG a introdus noua tehnologie Bluetooth Low Energy ca un protocol suplimentar de stivă care este pe deplin compatibil cu alte stive de protocoale Bluetooth existente. Numele anterioare, cum ar fi Wibree și ULP Bluetooth (Ultra Low Power) au fost înlocuite cu numele acceptat pentru tehnologia Bluetooth low energy ( Bluetooth low energy ).
17 decembrie 2009. Bluetooth SIG a publicat adoptarea tehnologiei fără fir Bluetooth cu energie redusă ca o caracteristică a versiunii 4.0 a nucleului specificației Bluetooth [3] .
Integrarea Bluetooth Low Energy în specificațiile de bază a fost finalizată la începutul anului 2010. Primul dispozitiv care a încorporat această tehnologie a fost iPhone 4S, lansat în octombrie 2011. Alți producători au introdus dispozitive cu Bluetooth Smart Ready în 2012.
Consumând mai puțină energie, tehnologia Bluetooth cu consum redus de energie va oferi conectivitate de lungă durată și va conecta dispozitive mici, cum ar fi senzori și dispozitive mobile, în cadrul rețelelor personale (PAN).
Specificația Bluetooth 4.0 (și ulterior) definește de fapt două tehnologii wireless: BR/EDR (Bluetooth clasic, în evoluție de la prima versiune a standardului) și BLE (Bluetooth Low Energy) [4] .
Dispozitivele care folosesc BLE pot fi fie dual-mode BR/EDR/BLE (numit Bluetooth Smart Ready), compatibile cu dispozitivele Bluetooth clasice, fie BLE monomod (Bluetooth Smart) [4] [2] .
Elementele de bază ale unui dispozitiv Bluetooth sunt [4] :
Produsele comerciale folosesc de obicei una dintre următoarele soluții hardware [4] :
Stratul de aplicație este cel mai înalt nivel al stivei de protocol.
Nivelul gazdă conține următoarele niveluri [6] :
Gazda este conectată la controler prin protocolul HCI. Nivelul controlerului are următoarele niveluri [6] :
Consultați și stiva de protocoale Bluetooth .
Standardul Bluetooth face distincție clară între conceptele de protocol și profil . Protocoalele sunt parte integrantă a specificației și sunt părțile „orizontale” ale straturilor individuale ale stivei Bluetooth. Profilurile, pe de altă parte, sunt felii „verticale” de funcționalitate și pot fi fie obligatorii ( Generic Access Profilefie GAP, Generic Attribute Profilefie GATT), fie specifice unui dispozitiv dat (de exemplu, Find Me Profile, Proximity Profile). De asemenea, producătorii își pot defini propriile profiluri, cum ar fi iBeacon și Apple Notification Center ServiceApple [7 ] .
| Fișa cu date | Bluetooth clasic | Bluetooth Low Energy |
|---|---|---|
| frecventa radio | 2,4 GHz | 2,4 GHz |
| Distanţă | 100 m | <100 m |
| Rata de date aeriană | 1-3 Mb/s | 1 Mb/s |
| Lățimea de bandă | 0,7-2,1 Mb/s | 0,27 Mb/s |
| Sclavi | 7 | Nu este predeterminat; dependent de implementare |
| Siguranță | 64/128 de biți și strat de aplicație definit de utilizator | AES pe 128 de biți cu mod Counter CBC-MAC și strat de aplicație definit de utilizator |
| Fiabilitate | Agilitate de frecvență adaptivă, FEC , ACK rapid | Agilitate de frecvență adaptivă, Lazy Acknowledgement, cod de redundanță ciclică pe 24 de biți ( CRC ), verificare a integrității mesajului pe 32 de biți |
| Latență (din starea neconectată) | De obicei, 100 ms | 6 ms |
| Timp total minim de transfer de date (în funcție de starea bateriei) | 100 ms | 3 ms |
| Reglementarea statului | La nivel mondial | La nivel mondial |
| Organism de certificare | Bluetooth SIG | Bluetooth SIG |
| Transmisie vocală | da | Nu |
| Topologie de rețea | scatternet | scatternet |
| Consumul de energie | 1W ca original | 0,01 W până la 0,5 W (în funcție de cazurile de utilizare) |
| Consum maxim de curent | <30mA | <15mA |
| Descoperirea serviciului | da | da |
| Definiția configurației | da | da |
| Cazuri de utilizare | Telefoane mobile, jocuri, căști, fluxuri audio stereo, mașini, computere etc. | Telefoane mobile, jocuri, PC-uri, ceasuri, sport și exerciții fizice, îngrijire medicală, automobile, electronice de larg consum, automatizare, industrie etc. |
Bluetooth Low Energy este o extensie a specificației de bază a tehnologiei fără fir Bluetooth care va adăuga noi funcționalități și va permite aplicații pentru control de la distanță, supraveghere medicală, senzori sportivi și alte dispozitive. Bluetooth Low Energy va oferi o oportunitate de a îmbunătăți aplicațiile existente prin extinderea aplicabilității și funcționalității tehnologiei Bluetooth.
Cipurile adecvate pot fi integrate în produse precum ceasuri de mână, tastaturi fără fir, gamepad -uri și senzori de corp care se pot conecta la dispozitive de recepție (gazdă), cum ar fi telefoane mobile, asistenți digitali personali (PDA) și computere personale (PC-uri).
audioAplicațiile eligibile pentru dispozitivele existente pot fi deschise pentru a utiliza tehnologia Bluetooth Low Energy printr-o actualizare. Acest lucru va permite software-ului de tehnologie Bluetooth existent să primească date de la Bluetooth Low Energy. Cu toate acestea, capacitatea de a comunica în full duplex este limitată de anumite scheme de distribuție a frecvenței ale tehnologiei tradiționale Bluetooth. Dispozitivele larg răspândite, cum ar fi telefoanele mobile, asistenții digitali personali ( PDA ) și computerele personale ( PC-uri ) pot primi date transmise de dispozitive Bluetooth cu energie redusă ca dispozitive de recepție pentru sarcini complexe.
Prin urmare, tehnologia Bluetooth cu consum redus de energie poate conecta orice rețea personală ( WPAN ) IEEE 802.15 care comunică cu fiecare dispozitiv simplu la alte dispozitive pentru sarcini complexe, precum și pentru a suporta o poartă pentru a transfera informații către alte entități din rețea.
Uneori este posibil să „restaurăm” energia împrăștiată a radiației sau energia mișcării. Astfel de sisteme de „curățare a gunoiului” pot alimenta Bluetooth cu energie ultra-scăzută, rezultând ceva de genul senzorilor de „praf inteligent”, senzori de rețea foarte mici, independenți, disponibili, care raportează o imagine întreagă în jur, sunt dispersați peste tot și nu rămân fără. energie. În plus, sunt de încredere.
Pe piața soluțiilor de conectivitate brevetate, tehnologia Bluetooth Low Energy se definește astfel:
Mai mulți producători produc cipuri pentru periferice Bluetooth LE, cum ar fi Nordic Semiconductor cu nRF51, cipuri din seria nRF52, Texas Instruments cu sistem-on-a-chip CC2541 . În plus, în loc să-și dezvolte propriile soluții radio, producătorii pot achiziționa module gata făcute care au trecut de certificarea adecvată, destul de costisitoare. La începutul anului 2014, erau disponibile modulele Laird BL600, Bluegiga BLE112/BLE113 și RFDuino (pentru platforma Arduino ) [9] .
Ca exemplu, caracteristicile seriei nRF51 [9] system-on-a-chip sunt prezentate mai jos :
| Rețele de senzori fără fir | |
|---|---|
| Sisteme de operare | |
| Standarde din industrie | |
| Limbaje de programare | |
| Hardware |
|
| Software | |
| Aplicații |
|
| Protocoale | |
| Conferințe / Reviste |
|
| automatizarea locuintei | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Control | |||||||||
| Senzori | |||||||||
| Interpreți |
| ||||||||
| Aplicații |
| ||||||||
| Protocoale | |||||||||
| Inteligența ambientală | |
|---|---|
| Concepte |
|
| Tehnologie |
|
| Platforme | |
| Aplicație |
|
| Primii exploratori |
|
| Vezi si |
|