Tillgänglighetslänkar

Augustine Nguyen, applikationer ingenjör på Symmetry Electronics, ger en kort historia om utvecklingen av Bluetooth och BLE. Läs om skillnaderna mellan Bluetooth-versioner.

de olika versionerna av Bluetooth

sedan tillkomsten av version 1.0 1999 har Bluetooth sett många revideringar i sin teknik. Medan dess ursprungliga syfte var att ersätta trådbunden seriell kommunikation har överföringsmetoderna utvecklats under varje iteration av Bluetooth. Denna artikel kommer att ge en översikt över hur Bluetooth har förändrats under de senaste 20 åren.

Version 1.0-3.0: Bluetooth Classic

När vi pratar om varje iteration av Bluetooth hjälper tre faktorer att skilja mellan de olika versionerna: intervall, datahastighet och strömförbrukning. Dessa faktorer bestäms av moduleringsschemat och datapaketet som används. När den första versionen av Bluetooth kom ut banade den vägen för de trådlösa hörlurarna, högtalarna och spelkontrollerna som vi använder idag. Men då var Bluetooth 1.0 mycket långsammare än vad vi har nu. Datahastigheter begränsade vid 1 Mbps och räckvidden nådde bara så långt som 10 meter.

den första versionen av Bluetooth använde ett moduleringsschema som heter Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK). Med GFSK växlar den modulerade bäraren mellan två frekvenser som representerar 1s och 0s.

När Bluetooth 2.0 kom ut togs GFSK ut till förmån för två nyare system: p / 4-DQPSK och 8DPSK, som använde förändringar i vågformernas fas för att bära information, i motsats till frekvensmodulering. Dessa två system resulterade i oöverträffade datahastigheter på 2 Mbps respektive 3 Mbps. Bluetooth 3.0 förbättrade ytterligare datahastigheter med tillägg av 802.11 för upp till 24 Mbps dataöverföring, även om detta inte var en obligatorisk del av 3.0-specifikationen.

resultaten var spelförändrande. Trådlösa lösningar med kort räckvidd kan nu ge tillförlitlig höghastighetsanslutning, vilket öppnar upp för möjligheter till stora tekniska framsteg inom trådlösa enheter.

men en betydande hindrade fortfarande tidiga versioner av Bluetooth från utbredd IoT-integration: strömförbrukning. På grund av den stora mängden energi som krävdes från Bluetooth – versionerna 1.0-3.0, även känd som Bluetooth Classic, skulle små enheter fortsätta att drabbas av kort batteritid, vilket gör tidiga versioner av Bluetooth opraktiska för IoT-användning.

versioner 4.0-5.0: Bluetooth Low Energy

För att möta den ökande efterfrågan på trådlös anslutning mellan små enheter, Bluetooth 4.0 introducerades på marknaden med en ny kategori av Bluetooth: Bluetooth Low Energy (BLE). Inriktad på applikationer som kräver låg strömförbrukning, ble återgår till en lägre datagenomströmning av 1Mbps med hjälp av GFSK moduleringsschema. Även om BLE: s maximala dataflöde på 1 Mbps kanske inte är lämplig för produkter som kräver en kontinuerlig ström av data som trådlösa hörlurar, behöver andra IoT-applikationer bara skicka små bitar av data regelbundet. Ett exempel är fitness wearables som vidarebefordrar små mängder temperaturdata till din smartphone endast på begäran (från en mobilapp, kanske). Med fokus på att hålla energibehovet lågt gör Bluetooth Low Energy många batteridrivna IoT-applikationer (t.ex. beacons) genomförbara.

den senaste versionen av Bluetooth-protokollet, Bluetooth 5, är en förbättring jämfört med tidigare ble-standarder. Det är fortfarande inriktat på lågdrivna applikationer, men förbättrar BLE: s datahastighet och intervall. Till skillnad från version 4.0, Bluetooth 5 erbjuder fyra olika datahastigheter för att rymma en mängd olika överföringsområden: 2Mbps, 1Mbps, 500kbps, 125kbps. Eftersom en ökning av överföringsområdet kräver en minskning av datahastigheten tillsattes den lägre datahastigheten på 125 kbps för att stödja applikationer som drar mer nytta av förbättrat intervall. Till exempel är små sensorer inte skyldiga att skicka stora mängder data, så att minska datahastigheten gör att dessa sensorer kan överföra information så långt som 240 meter. Däremot är alternativet att överföra data vid 2 Mbps inriktat på applikationer där intervallet förväntas vara kort men kan dra stor nytta av ökningen av datahastigheten. Flexibiliteten i datahastigheter som erbjuds av Bluetooth 5 gör att lågdrivna produkter kan skicka ännu mer sofistikerade data till slutanvändaren.

skulle en applikation någonsin behöva både Bluetooth Classic och Bluetooth Low Energy? Läs vår artikel om hur du använder båda i en enda applikation.

slutsats

När Internet of Things expanderar kommer Bluetooth att fortsätta expandera över de olika enheter som vi använder dagligen. När Apple dödade hörlursuttaget på sina nyare iPhones till förmån för trådlösa kringutrustning, omfamnade de Bluetooth-anslutning som den nya standarden för ljudanslutning. Denna trend mot trådlös anslutning kommer så småningom att spridas till alla andra enheter i vårt liv och Bluetooth hjälper till att leda vägen.

Written by Symmetry Electronics Application Engineer Augustine Nguyen

Why partner with Symmetry Electronics? Symmetrys tekniska personal är specialutbildad av våra leverantörer för att tillhandahålla en omfattande teknisk support. Våra interna applikationsingenjörer tillhandahåller gratis designtjänster för att hjälpa kunder tidigt i designcykeln och tillhandahålla lösningar för att spara tid, pengar och frustration. Kontakta symmetri för mer information.

skriven av: Augustine Nguyen