linki dostępności

Augustine Nguyen, Inżynier ds. aplikacji w Symmetry Electronics, przedstawia krótką historię ewolucji technologii Bluetooth i BLE. Przeczytaj o różnicach między wersjami Bluetooth.

różne wersje Bluetooth

od pojawienia się wersji 1.0 w 1999 roku, Bluetooth doczekał się wielu zmian w swojej technologii. Podczas gdy jego pierwotnym celem było zastąpienie przewodowej komunikacji szeregowej, metody transmisji ewoluowały w każdej iteracji Bluetooth. W tym artykule dowiesz się, w jaki sposób Bluetooth zmienił się w ciągu ostatnich 20 lat.

Wersja 1.0 – 3.0: Bluetooth Classic

Kiedy mówimy o każdej iteracji Bluetooth, trzy czynniki pomagają rozróżnić różne wersje: zasięg, prędkość danych i zużycie energii. Czynniki te są określane przez schemat modulacji i używany pakiet danych. Kiedy pojawiła się pierwsza wersja Bluetooth, utorowała drogę dla bezprzewodowych słuchawek, głośników i kontrolerów gier, których używamy dzisiaj. Jednak wtedy Bluetooth 1.0 był znacznie wolniejszy niż to, co mamy teraz. Prędkość transmisji danych ograniczała się do 1 MB / s, a zasięg sięgał zaledwie 10 metrów.

pierwsza wersja Bluetooth używała schematu modulacji o nazwie Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK). Z GFSK, modulowany nośnik przesuwa się między dwiema częstotliwościami reprezentującymi 1s i 0s.

Kiedy Bluetooth 2.0 wyszedł, GFSK został wzięty na rzecz dwóch nowszych systemów: p / 4-DQPSK i 8DPSK, które wykorzystywały zmiany w fazie przebiegów do przenoszenia informacji, w przeciwieństwie do modulacji częstotliwości. Te dwa schematy zaowocowały bezprecedensową prędkością transmisji danych wynoszącą odpowiednio 2 MB / s i 3 MB / s. Bluetooth 3.0 dodatkowo poprawił prędkość transmisji danych dzięki dodaniu standardu 802.11 do 24 MB / s, chociaż nie była to obowiązkowa część specyfikacji 3.0.

wyniki były przełomowe. Rozwiązania bezprzewodowe bliskiego zasięgu mogą teraz zapewnić niezawodne, szybkie połączenie, otwierając się na możliwości znacznego postępu technologicznego w urządzeniach bezprzewodowych.

jednak jeden znaczący nadal uniemożliwiał wczesną wersję Bluetooth szerokiej integracji IoT: zużycie energii. Ze względu na dużą ilość energii, która była wymagana od wersji Bluetooth 1.0 – 3.0, znanej również jako Bluetooth Classic, małe urządzenia nadal cierpią z powodu krótkiej żywotności baterii, dzięki czemu wczesne wersje Bluetooth są niepraktyczne do użytku IoT.

wersje 4.0-5.0: Bluetooth Low Energy

aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na łączność bezprzewodową między małymi urządzeniami, Bluetooth 4.0 został wprowadzony na rynek z nową kategorią Bluetooth: Bluetooth Low Energy (BLE). Nastawiony na aplikacje wymagające niskiego zużycia energii, BLE powraca do niższej przepustowości danych 1 MB / s przy użyciu schematu modulacji GFSK. Chociaż maksymalna przepustowość danych BLE wynosząca 1 MB / s może nie być odpowiednia dla produktów wymagających ciągłego strumienia danych, takich jak słuchawki bezprzewodowe, inne aplikacje IoT muszą okresowo wysyłać tylko małe fragmenty danych. Przykładem są urządzenia do noszenia fitness, które przekazują niewielkie ilości danych o temperaturze do smartfona tylko wtedy, gdy jest to wymagane (być może z aplikacji mobilnej). Z naciskiem na utrzymanie niskiego zapotrzebowania na energię, Bluetooth Low Energy sprawia, że wiele aplikacji IoT (np.

najnowsza wersja protokołu Bluetooth, Bluetooth 5, jest ulepszeniem w stosunku do poprzednich standardów BLE. Jest nadal nastawiony na aplikacje o małej mocy, ale poprawia szybkość i zasięg danych BLE. W przeciwieństwie do wersji 4.0, Bluetooth 5 oferuje cztery różne szybkości transmisji danych, aby pomieścić różne zakresy transmisji: 2 MB / s, 1 MB / s, 500 kb / s, 125 Kb / s. Ponieważ zwiększenie zasięgu transmisji wymaga zmniejszenia szybkości transmisji danych, dodano niższą szybkość transmisji wynoszącą 125 Kb / s, aby wspierać aplikacje, które czerpią większe korzyści z lepszego zasięgu. Na przykład małe czujniki nie są wymagane do przesyłania dużych ilości danych, więc zmniejszenie szybkości transmisji danych pozwala tym czujnikom przesyłać informacje nawet do 240 metrów. Natomiast opcja przesyłania danych z prędkością 2 MB / s jest ukierunkowana na aplikacje, w których oczekuje się, że zasięg będzie krótki, ale może znacznie skorzystać ze wzrostu prędkości danych. Elastyczność prędkości transmisji danych oferowana przez Bluetooth 5 pozwala produktom o niskiej mocy przesyłać jeszcze bardziej zaawansowane dane do użytkownika końcowego.

czy aplikacja kiedykolwiek potrzebuje Bluetooth Classic i Bluetooth Low Energy? Przeczytaj nasz artykuł na temat używania obu w jednej aplikacji.

podsumowanie

wraz z rozwojem Internetu Rzeczy, Bluetooth będzie nadal rozszerzał się na różne urządzenia, z których korzystamy na co dzień. Kiedy Apple zabił Gniazdo słuchawkowe na swoich nowszych iphone ’ ów na rzecz bezprzewodowych urządzeń peryferyjnych, przyjęli łączność Bluetooth jako nowy standard łączności audio. Ten trend w kierunku łączności bezprzewodowej w końcu rozprzestrzeni się na wszystkie inne urządzenia w naszym życiu, a Bluetooth pomoże przewodzić.

Written by Symmetry Electronics Application Engineer Augustine Nguyen

Why partner with Symmetry Electronics? Personel techniczny Symmetry jest specjalnie przeszkolony przez naszych dostawców, aby zapewnić kompleksowy poziom wsparcia technicznego. Nasi wewnętrzni inżynierowie ds. aplikacji zapewniają bezpłatne usługi projektowe, aby pomóc klientom na wczesnym etapie cyklu projektowania, zapewniając rozwiązania, które oszczędzają czas, pieniądze i frustrację. Skontaktuj się z symetrią, aby uzyskać więcej informacji.

Autor: Augustine Nguyen