Как лучшие предложения, не застрял хвост
О Bluetooth с низким энергопотреблением (БЛЕ) — это стандарт беспроводного соединения, который потребляет мало электроэнергии. Эта функция увеличивает время автономной работы носимых устройств (например, умных часов), медицинских устройств и даже служб определения местоположения.
Что такое Bluetooth с низким энергопотреблением? (изображение: Vitor Pádua/)
Bluetooth SIG запустила Bluetooth Low Energy в 2010 году вместе с Bluetooth 4.0 с целью дальнейшей оптимизации энергопотребления по сравнению с классическим Bluetooth.
Технология Bluetooth требует мало энергии с момента ее первых версий, но BLE позволяет устройствам с очень маленькими батареями, таким как беспроводные наушники, иметь большую автономность. Далее узнайте о работе, преимуществах и ограничениях BLE.
Как работает Bluetooth с низким энергопотреблением?
О Bluetooth с низким энергопотреблениемтакже называемый Bluetooth ЛЕ или Bluetooth Смарт— это технология, которая позволяет таким устройствам, как наушники и смарт-часы, подключаться к мобильным телефонам, планшетам, компьютерам и другому оборудованию с помощью радиосигналов.
Основное преимущество BLE заключается в том, что он потребляет около 10% энергии, потребляемой устройствами на основе классического Bluetooth, хотя этот процент может варьироваться в большей или меньшей степени при определенных обстоятельствах.
Bluetooth Low Energy работает в диапазоне частот от 2,4 ГГц до 2,483 ГГц и использует метод передачи FHSS (с переключением рабочей частоты через короткие интервалы), как и классический Bluetooth.
Однако BLE работает только с 40 каналами, разнесенными на 2 МГц в этой полосе частот, в то время как классический Bluetooth работает с 79 каналами, разнесенными на 1 МГц.
В целом то, что делает Bluetooth Low Energy экономичным в энергопотреблении, — это набор функций, таких как несколько более простая система модуляции, режим, удерживающий технологию в спящем режиме до момента установления соединения, и использование пакетов более низкой скорости передачи данных по сравнению с классическим Bluetooth.
Каковы основные топологии Bluetooth с низким энергопотреблением?
Чтобы соответствовать различным типам приложений, Bluetooth Low Energy был разработан для поддержки трех основных типов топологий, то есть структур связи между устройствами:
- Точка-точка: это связь между двумя устройствами, такими как сотовый телефон, который передает звук в наушники;
- Транслировать: метод, при котором устройство взаимодействует с несколькими устройствами одновременно, например, система, которая отслеживает партии товаров на складе через маяки BLE (устройства определения местоположения);
- Сетка: это топология, в которой Bluetooth Low Energy создает сеть с множеством устройств, каждое из которых может взаимодействовать друг с другом. Это полезный подход, например, для систем мониторинга.
Топологии BLE: точка-точка, широковещательная и ячеистая (изображение: Vitor Pádua/)
Какова максимальная дальность действия Bluetooth Low Energy?
Bluetooth Low Energy обычно имеет радиус действия до 100 метров, хотя возможны и большие расстояния. Однако большинство подключений поддерживают до 10 метров. Стены, машины, крупные объекты и собственная мощность излучения устройства относятся к факторам, которые могут уменьшить дальность действия.
Какой диапазон частот используется Bluetooth Low Energy?
BLE работает в диапазоне от 2,4 ГГц до 2,483 ГГц, это полоса частот ISM, зарезервированная для промышленных, научных и медицинских приложений. Поэтому он широко используется в устройствах и системах беспроводной связи, таких как Wi-Fi 2,4 ГГц.
Когда несколько устройств работают в одной полосе частот, риск помех или перегрузки в Bluetooth выше, хотя существуют механизмы, предотвращающие эту проблему.
Беспроводные наушники LG Tone Free FN7 с BLE (изображение: Emerson Alecrim/)
Каковы приложения Bluetooth с низким энергопотреблением
Возможность работы с низким энергопотреблением позволяет Bluetooth Low Energy найти место в таких приложениях, как:
- носимые устройства: BLE помогает увеличить время автономной работы устройств для отслеживания физической активности, таких как смарт-часы и смарт-браслеты;
- Интернет вещей: Bluetooth Low Energy используется в устройствах IoT, таких как датчики, контролирующие качество почвы в сельском хозяйстве или обнаруживающие присутствие захватчиков на охраняемой территории;
- Домашняя автоматизация: BLE используется для управления лампами, сигнализацией, датчиками дыма, термостатами и другими устройствами умного дома;
- Лекарство: Bluetooth Low Energy может передавать данные с глюкометров, артериального давления, частоты сердечных сокращений, температуры и т.п. в электронные медицинские карты;
- Розничная торговля: электронные метки (метки) с BLE можно использовать в магазинах для более точного контроля товаров, нуждающихся в быстрой замене или отработке маркетинговых стратегий;
- сервисы определения местоположения: маяки BLE можно использовать для отслеживания продуктов на складе, управления автопарками в гаражах или отправки электронных меню на мобильный телефон клиента, например, в ресторане.
Смарт-браслет Fitbit Charge 2 с BLE (изображение: Emerson Alecrim/)
Что такое BLE-маяки?
BLE-маяки — это устройства, которые используют Bluetooth с низким энергопотреблением, чтобы позволить объектам, подключенным к ним, идентифицировать, отслеживать или контролировать. Это оборудование может использоваться в музеях для отправки описаний выставленных экспонатов на мобильный телефон посетителя, который к ним подходит, среди прочего.
Маячки напоминают работу технологии NFC. Основное отличие заключается в том, что NFC требует, чтобы устройства находились в пределах нескольких сантиметров друг от друга. В Bluetooth Low Energy расстояние между устройствами может достигать нескольких метров.
Каковы преимущества Bluetooth с низким энергопотреблением?
Среди характеристик, которые делают технологию Bluetooth Low Energy хорошо принятой на рынке, можно назвать:
- Низкое энергопотребление: основной атрибут BLE в том, что он требует мало энергии, что делает технологию полезной в устройствах с небольшими батареями;
- Масштабируемость: Bluetooth Low Energy поддерживает несколько топологий, что позволяет использовать его даже в структурах, образованных несколькими устройствами;
- несложная реализация: BLE — технология беспроводной связи, сочетающая радиоволны с простыми протоколами, что облегчает ее внедрение в приложения самого разного типа;
- широкая совместимость: Относительно простая реализация позволяет Bluetooth Low Energy работать на самых разных устройствах;
- кроссплатформенная поддержка: Bluetooth Low Energy поддерживается Windows, macOS, дистрибутивами Linux, Android, iOS и другими операционными системами;
- Безопасность: BLE поддерживает 128-битное шифрование AES, зашифрованную аутентификацию и другие функции, снижающие риск использования технологии для вторжений, кражи данных и других злонамеренных действий.
Наушники LG Tone Free FN7 с BLE, подключенные к iPhone (изображение: Emerson Alecrim/)
Каковы ограничения Bluetooth Low Energy?
Bluetooth Low Energy также имеет некоторые особенности, которые затрудняют или делают невозможным его использование в определенных приложениях, например:
- Низкая скорость: скорость передачи данных BLE не превышает 2 Мбит/с в большинстве приложений, часто ниже 1 Мбит/с. Это делает технологию непригодной для таких задач, как потоковое видео;
- Ограниченный диапазон: В большинстве приложений BLE достигает диапазона только 10 метров. Расстояния до 100 м возможны только при определенных условиях, таких как использование более совершенных передатчиков и отсутствие помех;
- Опасность помех сигнала: BLE подвержен помехам сигнала, хотя эта проблема встречается не часто.
В чем разница между Bluetooth Low Energy и Bluetooth Classic?
Bluetooth Low Energy — это технология беспроводного соединения, созданная для того, чтобы потреблять меньше энергии и тем самым оптимизировать обмен данными в устройствах с маленькими батареями. Выражение Bluetooth classic используется для обозначения обычных версий технологии Bluetooth, которые не ориентированы на низкое энергопотребление.
В чем разница между Bluetooth LE и Bluetooth LE Audio?
Bluetooth Low Energy — это технология обмена данными, которая отдает приоритет низкому энергопотреблению подключенных устройств. Bluetooth LE Audio — это спецификация, которая сочетает в себе низкое энергопотребление с оптимизацией потокового аудио, что делает эту технологию подходящей для беспроводных наушников или интеллектуальных динамиков.
BluetoothBluetooth Low EnergyBluetooth SIGNFCInternet das Coisas (IoT)varejoiOSAndroidmacOSWindows